Page 161 - 能源动力工程的发展与展望

第六章 风电场运营管理

础模型建立时，需精确定位模型的参考点，即确保地质模型与吸力基础模型的坐
标系一致。由此，若将 BIM 创建的地质模型、吸力基础模型引入有限元分析软
件（Abaqus、Ansys、Plaxis）中，可克服有限元软件建立的地质模型不够精确、

改变基础尺寸必须重新建模的不足，既能节省建模时间，还能提升数值模拟精度。
（三）BIM 在吸力基础施工动态模拟的优势
海上风电吸力基础施工时，面临着诸多困难：①受海上气候、洋流和风速
的影响，有效施工工期较短。②复杂的海床地形及分散的施工位置，使机械设备

移动频繁。③吸力基础采用负压沉贯方法将其贯入海床，使其施工技术与传统海
上风机基础的施工技术不同。为克服这些困难，可将吸力基础施工及进度计划与
BIM 结合起来，并引入时间维度（即时间参数），可对吸力基础安装、基础上
部风机结构（塔筒、轮毂、叶片等）吊装等施工过程进行动态模拟，直观地展现

施工进度在各个时间节点上的分布，从而控制施工进度。此外，考虑海上气候、
地质条件等复杂环境，通过施工动态模拟完善施工工序安排，便于规划施工机械
设备布置及碰撞检测，从而提前将吸力基础施工过程中可能存在的问题充分暴露
出来，以确保吸力基础安装至指定的海床位置，以及保证上部风机结构的顺利安

装，避免工程返工，造成经济损失。有限元数值模拟时，建模的精度会对模拟结
果产生影响，同样 BIM 模型的精度决定了具体实施应用过程中的深度。一般来说，
模型参量信息越全，模拟精度及模拟结果的参考性越高，但相应的时间成本越高。
因此，由 BIM 建立桶型基础、地质模型时，可依据其应用的深度来区分模型精度。

（四）BIM 在海上风电运营维护中的优势
海上风电场的建设工程，需要有大量的专业施工及设计人员参与其中，各项
工作交叉互联，而且牵一发动全身，需要各个分部项目的协同合作。BIM 技术的
优势体现在建模和设计方面，便于各个行业专业设计人员之间更多的合作，但海

上风电场的运维的阶段也至关重要。因此，在 BIM 的虚拟模型中，对施工建造
过程、服役期间风机基础及风机结构使用模拟的细节进行充分的讨论，使得施工
建设过程中的冲突大大减少、效率显著提高。由此，BIM 不仅能模拟吸力基础的
安装过程，还能在风机基础及风机结构服役期内的运营、维护方面发挥作用，即

通过 BIM 技术整合整个风电场的气象信息、风机结构工作信息及结构自身的建
筑结构信息，对整个风电场的运营进行综合管控，体现了全生命周期内海上风电
场的运营情况，并为其维护、维修及防灾减灾措施的建立提供依据。

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