基于Python-SACS 循环优化方法的海上变电站导管架结构轻量化研究

来源：海洋技术学报杂志2026年第01期北京时间：

作者：马煜祥,,何小花,,刘兵,蔡东

单位：单位马煜祥1，2，何小花1，2，刘 兵3，蔡 东3（1. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122；2.浙江深远海风电技术研究重点实验室,浙江 杭州 311122；3.中国三峡新能源（集团）股份有限公司江苏分公司,江苏 南京 210019）

摘要：海上变电站作为整个海上风电场的电力传输与信息通讯枢纽，其安全运行具有至关重要的意义。在当前海上变电站的设计过程中，为保障结构在复杂海洋环境中的安全性，往往采用较大的安全余量，但这会导致工程建造成本增加，显著降低项目的经济效益。因此，本文针对某海上变电站，以极端荷载条件下的在位分析工况为研究基础，开展了导管架结构轻量化设计研究。首先，基于结构安全性与轻量化效果的双重原则，利用SACS软件对变电站导管架基础的所有杆件组进行减重效果敏感性分析，遴选出对结构重量影响较大且对安全性影响较小的杆件组，并提出三种轻量化设计方案。其次，提出了海上变电站结构的Python-SACS循环优化方法，基于Python程序语言调用SACS软件进行循环迭代计算，通过对不同轻量化设计方案进行优化以获得最佳方案。最后，针对轻量化设计方案，对在位分析、吊装分析、坐底稳定性分析、靠船碰撞分析及疲劳分析5种工况进行验证，论证了海上变电站导管架结构优化设计方案具有良好的安全性和可行性。

关键词：海上变电站；轻量化；敏感性分析；Python优化；安全校核

基金资助：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司科技立项项目（KY2021-XNY-02-08）