随着全球风电行业取得快速发展,陆上风电已呈现饱和趋势,海上风电资源开发利用为风电今后发展提供了更为广阔的空间。论文以国内外海上风电技术发展基础,结合相关行业成熟的主动载荷控制技术,展开了对漂浮式海上风电机组结构减载控制方法研究。由于深海具有丰富的风能资源的特点,发展海上风能产生的污染和所占用地的资源很小,因此发展海上风能成为现在很具挑战性的研究方向。然而,漂浮式海上风电机组面临着相关参数不确定性、外部环境复杂性、风波浪和机组结构间的耦合影响等问题,对风电机组的正常运行产生了挑战,急切需要采用最切实、最直接的方式来减小风电机组的结构载荷,使得风电机组能在较稳定的情况下运行,因此风电机组结构主动减载技术和多阶段策略控制技术应运而生。该方法能够有效的减小漂浮式海上风电机组机舱和浮式平台的俯仰问题,不仅减小了风电机组基础载荷,同时也为风电机组稳定运行提供了良好的环境。此外,为更好掌控风电机组载荷状态,设计海上风电机组人机交互界面,实现在线监测功能,具有良好的应用价值。本论文针对漂浮式海上风电机组结构主动载荷控制和监控问题进行深入讨论和研究,完成主要工作如下所述:(1)研究漂浮式海上风电机组结构组成、环境状况、流体和空气动力学特性等。通过分析海上风电机组结构动力学方程,在风和波浪作用下,风电机组的运行情况,给出机组在俯仰问题上的运行策略和原理,指明减少机组俯仰问题对于机组稳定运行的影响和意义。(2)研究漂浮式海上风电机组结构受到的载荷问题,利用MR阻尼器提供主动控制力,采用自适应控制策略,对漂浮式海上风电机组机舱进行主动减载控制。(3)研究漂浮式海上风电系统基础浮台对风电机组载荷的影响,结合系泊系统和阻尼系统,采用多阶段控制策略对机组载荷实施控制,针对不同的海况设计相应的控制方式,对浮式平台采取对应的减载措施。(4)基于以上对风电机组减载方法的分析,采用MATLAB/FAST软件仿真平台,以5 MW驳船式浮式风机为对象分别进行机舱减载和浮台减载仿真分析,验证以上控制方法的有效性,并证明采用上述方法减小了海上浮式风电机组载荷。(5)考虑漂浮式海上风电机组载荷状态的可视性,基于WINCC flexible smart v3软件和MATLAB/FAST软件平台提供的风电机组数据,设计可视化监控界面,实现对风电机组结构载荷状态实时监测。