海上风电专辑二
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上海电气风电设备有限公司
技术部
2009/04/29
海上风电专辑二
目录
1.海上风电场设备吊装方法及标准概述 (3)
2.海上风电场设备吊装的专利揭示 (6)
3.抗腐蚀,海上风机的重要性能特征 (11)
4.海上风机集成变压器的塔架 (13)
5.浅水域和深水域的海上风能变流器基础 (16)
6.大型海上风电场的并网挑战 (21)
7.法国首个海上风电场青睐Multibrid技术 (23)
8.海上风电场政策及其效果(一) (26)
9.海上风电场政策及其效果-丹麦篇 (29)
10.海上风电场政策及其效果-英国篇 (32)
11.海上风电场政策及其效果-荷兰篇 (35)
12.海上风电场政策及其效果-三国比较篇 (37)
海上风电场设备吊装方法及标准概述
离岸风机的安装相对于岸上安装难度颇高,可通过千斤顶驳船或者浮吊船完成。
它们之中的选择取决于水的深度,起吊机的能力和驳船的载重量。
起吊机应具备提升风机主要部件(塔架、机舱、叶轮等)的能力,其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸,确保塔架和风机装配件的安装。
现有的浮吊船大多不是特意为海上风电场的风机安装而设计制造。
对于大型海上风电场,机组超过50台的,通过使用安装驳船来控制建设周期(即控制成本),完成建设任务。
目前为止,安装过程一般分成两个部分。
首先是地基建设,然后是风机在地基上的安装、通常风机先在陆上装配好,如先安装好塔架各部分,再安装机舱和叶轮。
如:在丹麦米德尔格伦登(Middelgrunden)海上风电场的建设过程中,首先是塔架部分的预安装并运送至地基所在处。
控制面板、配电盘和变压器在运输和升降过程中被置于塔架的底部。
多风机风电场的建造一般须要几个月时间。
所有的安装工作受限于天气条件,不可避免的会遇到天气不理想或者不能开工的时期。
在天气相对平静的夏季,风速和海浪高度基本处于安全限内,选择此时安排风机安装工作可以缩短工程周期。
图1、2、3分别显示了Tunø Knob、Middelgrunden、Barrow海上风电场进行中的吊装作业。
图1:建设过程中的Tunø Knob海上风电场(1995年建成)
采用浮吊完成吊装工作
图2 米德尔格伦登(Middelgrunden)海上风电场现场安装之前用
浮吊完成地基和塔架底部
图3:Barrow 海上风电场吊装情形
1998年,欧洲地区根据海上风电场施工工程公开的Opti-OWECS报告针对现有的安装方法进行了很好的总结:
千斤顶安装(Jack-up Installation)
以千斤顶吊装塔架、机舱和叶轮是最先出现的海上风电场吊装方法。
千斤顶可为安装工作形成一个稳定的基座,也是打桩工程首选。
然而,其内在稳定性以
及缺乏机动性使塔架的安装遇到问题。
从浮吊驳船上卸载塔架部件并将它们提至机组裝配需要处的过程中,部件零散运送更佳;而相同的千斤顶驳船可用作运输单桩地基及机组安装。
半沉式安装(Semi-Submersible Installation)
原则上,从驳船上提出是风机安装最直接底方法。
对于执行海上建设工作,半沉式起吊船是漂浮平台中最稳定的一种。
现有驳船的设计用于较远的海上作业,在浅滩地区很难发挥作用。
载运船,平底驳船,地面起吊机(Ship Shaped Vessel, Flat Bottom Barges and Land Based Cranes)
载运船和平底驳船在建设作业中的稳定性不够理想,较易受天气状况的影响。
带有旋转起吊机的载运船性能最佳,因此,需求量较大,且日费可观。
带有尺寸合适的人字起重机的平底驳船,供应较为充足,可提供一种成本较为经济的塔架安装方法。
还有一种方法结合了旋转起吊机和日费低廉两项优势,即使用地面起吊机,只要天气良好,这种系统的应用十分令人满意。
漂浮式安装(Float-Over Installation)
Opti-OWECS 报告提出了漂浮式安装,其中的塔架先在码头边上垂直建立起来,将其下放至待安装的模拟桩基上,用钉子固定,再垂直安置于驳船上准备运送,满足这种运送条件的船只需要特制或者通过改进现有船只而成。
在码头边运上并固定了塔架的特制驳船在涨潮的时候排放压舱水使塔架与模拟桩基分开,一旦到达安全水深,驳船即引入压舱水作牵引之用,达到安装现场时,驳船再次排放压舱水,安全地固定于海上风电场的桩基上。
然后再次引入压舱水使驳船下沉,在桩基上安全调转塔架的支撑件。
海上紧固工作随着驳船的远离而结束。
此外,海洋环境中的风力发电机结构经过相应调整,每个风机配备一个电吊车,用以置换主要部件,可降低维护成本。
为了在运行和维护过程中降低风电机的工作载荷,风机机舱装配有两个液压起吊机。
这些起吊机可以帮助工具或零配件从海平面提升至风机的任何位置。
海上吊装设备相关标准列举:
1.《海上吊装机规范(Specification for Offshore Cranes)》,美国石油研究所,1995年第5版;
2.BS 7121-11-1998,《起重机安全操作实施规程.海上起重机(Code of practice for safe use of cranes - Offshore cranes)》,1998,替代标准94/703245 DC-1994;3.NF E52-061-1-2004,《起重机.海上起重机.第1部分:通用海上起重机(cranes
- Offshore cranes - Part 1 : general-purpose offshore cranes.)》,2004;
4.EN 13852-1-2004,《起重机.海上起重机.第1部分:通用海上起重机(Cranes- Offshore cranes - Part 1: General-purpose offshore cranes)》,2004,等同标准DIN EN 13852-1-2004,替代标准EN 13852-2000。
海上风电场设备吊装的专利揭示
吊装船是海上风电场设备吊装的主要工具,宽泛来讲,浮吊(floating crane)、千斤顶驳船(jack-up barge)、起重船(crane barge)都属于吊装船。
承接《海上风电场设备吊装方法和标准概述》一文,本文从专利的角度揭示海上风电场设备吊装的方法。
通过策略“offshore and wind* and (barge* or float* or crane* or lift* or vessel*) in the title or abstract”,在欧洲专利局网站检索相关专利,可以发现:
1.专利名:运送风电机组的驳船,搬运风机的方法,及用于海上风电场的风机
公告号:DK200300515 公告日:2003-04-04
申请号:DK20030000515 申请日:20030404
申请人:HANSEN MARITIME AGENCY (DK)
发明人:ERIK HANSEN SVEND (DK)
同族专利:WO2004087494 (A3)、WO2004087494(A2)、EP1611005(A3)、EP1611005 (A2)、US2004262926 (A1)
摘要:风机(1)具有一个基座(5),其中至少包括3个压舱箱(12),一艘驳船(7)将风机运至桩基上,当驳船在卸载的位置(26)时,采用绞盘(11)水平提起风机基座。
2.专利名:海上风电机组的运输与安装系统
公告号:EP1321670
公告日:2003-06-25
申请号:EP20020026382
申请日:20021125
申请人/发明人:PLAMBECK NORBERT (DE)
同族专利:DE10163538 (A1)
摘要:运输及建造海上风电场机组设备的系统包括至少一个陆上驱动装配车,装配车上配备有支撑和提升设备,用于建设海上风电系统或将设备转移至装配车上,该系统还包括一个浮船坞,作为可调整高度的升降平台,海上支撑和运输载有海上风电设备的装配车。
升降平台中包括至少一个留给装配车的泊位,海上风电设备通过陆上和升降平台之间的调转辅助工具运至升降平台(无需吊车),并运送至海上风电场地基所在之处,再由升降平台放下即可。
3.专利名:运输海上风电机组的升降驳船
公告号:EP1384883 公告日:2004-01-28
申请号:EP20020026381 申请日:20021125
申请人/发明人:PLAMBECK NORBERT (DE)
同族专利:DE10233227 (A1)
摘要:一种海上平底船装备(13),主要由运载设备和输送设备组成。
其中包括带有轮轴(15)和叶片(12)的完整的机架(11),它们用于静态的海上风电场,提升平台上(1)装有一个船桅机构(3,3c,9,3'),其上还包括一个支撑单元(14)。
运载设备接收并转运海上风电场的竖直塔架。
塔架可以在岸上或者海岸边装配好。
无需起吊机。
该设备的特点在于转运的安全性。
4.专利名:提升纵长物体的起吊机,及其相应的桩基
公告号:WO9605391 公告日:1996-02-22
申请号:WO1995DK00331 申请日:19950815
申请人:MICON AS (DK); OLESEN JOHN THOMAS (DK)
发明人:OLESEN JOHN THOMAS (DK)
同族专利:EP0776404 (A1)
摘要:一种用于竖立狭长物体,尤其是风力发电机的起吊机,附属于所安装风机相应的桩基上。
该起吊机包括一个可前后移动的机臂,一旦塔架的装配和竖立工作完成,风机的叶片和盖子由此被提升至风机塔架的顶端,起吊机置于相应的桩基上,装载机臂的轴承座和附带有升降装置的固定带与桩基连接,桩基针对风机塔架还添置有一个锚定基座。
对于运来移动式起吊机安装高大的风机的运输困难、成本过高,或者考虑到锚定和支撑需求很难使用固定式起吊机,在这些状态的地区中该起吊机具有独特的优点。
漂浮式或轮动式起吊机需要很大的平衡力,而据设计,固定式起吊机在距离风机桩基很远的地方需要一个固定锚,加强对起吊机支撑的稳定性。
5.专利名:海上风电场机组的安装方法
公告号:GB2407114
公告日:2005-04-20
申请人:ARUP GROUP LTD(GB); OVE ARUP & PARTNERS INTERNAT L(GB) 发明人:JACKSON GORDON (GB)
申请号:GB20030024212
申请日:20031015
摘要:提供了一种安装海上风电场风机的方法。
风机具有一个基座2、一个塔架4,塔架向前延伸并安装于海床之上。
该方法包括:由驳船26运输风机至安装现场,塔架的放置平行于驳船甲板,在安装现场,令风机在基座重力作用下旋转,直到塔架垂直于驳船甲板,基座置于海中;然后降低基座在海中的位置,基座可以通过填补压舱物使风机在重力作用下旋转。
6.专利名:用于运输海上风机驳船
公告号:EP1321671 公告日:2003-06-25
申请号:EP20020026383 申请日:20021125
申请人/发明人:PLAMBECK NORBERT (DE)
同族专利:DE10162225 (A1)
摘要:提升平台具有一些垂直可调提升支架,和一些发电机的支承机构,这些支撑机构也用作水平的移动发电机,而不作提升动作。
自岸边或海边桩基到提升平台,反之亦然。
此外,相关专利还有GB2327970 、JP2003293938 、US6827032(等同
WO0123253 (A1)、EP1222108 (A1)、DE19946899 (A1)、CA2388579 (A1)、
TR200200765T (T2))、GB2351124、WO9943956(等同EP1058787 (A1)、
EP1058787(B1))、JP2004001750等。
抗腐蚀,海上风机的重要性能特征
全球首个大型海上风电场荷斯韦夫(Horns Rev)在投入运行后不久,部分风机机组的变压器、发电机开始出现技术故障。
故障原因较为综合,除了制造问题、安装延迟问题外,离岸的气候条件、空气中盐份侵蚀也被认作重要的因素。
离岸风机通常是在岸上风机的基础上略作修改制造完成,由于长期处于海洋环境中,相对而言,离岸风机更容易受到雷击、各类腐蚀等不良影响。
就像Horns Rev,电场需要支出大量经费用于主要部件得更换。
因此风力发电机组在设计开发之时,必须提高防腐蚀保护,降低维护和服务的需求,改善监督控制。
现有风电场中的风电机组不少具备抗腐蚀措施,这些方法主要分为机组内部防腐蚀措施和外部防腐蚀措施,并主要应用于机组中具有支撑作用的塔架和具有重要控制能力的机舱部分。
机组内部防腐蚀措施
机组内部防腐蚀是通过保持空气干燥来实现。
Nysted海上风电场的建设中,腐蚀防护就是通过一种空调系统来确保较低的空气湿度及塔架的水密性。
空调投入是岸上风机无需考虑的,但在海上,如果不注意防护,则将会存在风机停产的危险。
建于2001年3月的丹麦Middlegrunden风电场是当时世界上最大的海上风电场。
估计每年生产85000MWh电力,相当于哥本哈根全市电力总消费量的3%。
在这里,20台2MW的Bonus机组每隔180米排布成长3.4千米曲线型风电场。
在Middlegrunden风电场,内部腐蚀防护来自改进后的喷涂系统和内部机械营造的干燥环境。
为创造一个干燥的内部环境,第一要素就是安装一个密封机,齿轮和发电机的冷却由使空冷系统中的空气再循环的热交换实现,代替早期风机中传统的空冷元件。
为了保持内部空气的低湿度,降湿装置放置于塔架和机舱室内,降湿装置将内部相对湿度控制在低于任何钢材腐蚀界限(60%)之下。
另一种防护是,主要电气元件(发电机、控制系统等)本身具有备用加热系统,具有防止冷凝的功能,即使在温度突然变化的情况下。
机组外部防腐蚀措施
风电机组外部腐蚀防护措施主要有增加腐蚀允量、电极防护、镀层、喷涂四种方法,作用于元部件表面。
机组主要元部件,如构架、轮毂、齿轮箱、转轴和发电机等都需要镀层防护。
各种钢结构元件(如机舱、引擎罩、塔架等)的外部腐蚀防护主要特征在于满足标准的喷涂系统、钻台和平台。
玻璃钢叶片表面与玻璃钢船壳相同,因此用于离岸风机的叶片不再需要其它腐蚀防护措施。
2004年公开的离岸标准DNV-OS-J101 是增加腐蚀允量(增加壁厚)、阴极防护(阳极、外加电流)、镀层这些方法的参考标准。
内容包括设计原则、技术要求、导则,材料选择、检查内容、设计负载、负载效果分析、负载组合、结构设计、地基设计和抗腐蚀。
由于该标准的有效性和权威性,已在欧洲地区的电场建造中广泛应用。
有研究表明,采用钢材替代混凝土制成地基将使成本降低35%;在水深大于10米时,混凝土平台的安装太重且成本太高,采用钢材则能在水深15米时具有良好的经济性。
钢材地基的腐蚀防护可以通过无需人工干预的阴极防护完成。
印度Sulzon 公司的兆瓦级机组中,高质量的防腐蚀系统系统包括一些用于不同形式塔
架的环氧镀层或热镀锌,起到结构保护,延长寿命的作用。
此外,Middlegrunden 风电场风机外部防腐蚀即包括高级外部漆料。
外部防腐蚀技术公司介绍
高性能镀层专业制造商E/M Coatings Ltd 在全球领先的风机制造企业生产的设备的有效运行中占据重要地位。
如丹麦NEG Micon AS的子公司Aerolaminates Ltd。
来自Aerolaminates的业务,公司处理成批的螺旋齿轮轴,齿轮轴用作改变风机叶片顶部10%的倾角。
E/M镀层工作的总体目标是将齿轮机构和相应碳制轴杆之间连接的最大化。
更多详细内容,可参考网站。
海上风机,集成变压器的塔架
在风电场的运行过程中,风电机组的起始额定输出功率为300kW,连入高压电网时电压水平显得过低,故需要变压器来调整到合适的容量。
通常的变压器室(或变电站)或者采用矽油,或者采用矿物油作为润滑剂,通常标准的变压器体积庞大,难以通过塔架入口,并且减少了塔架底部必要的维护空间,应该安装于风机塔架旁边的变压器室(或变电站)内,不太适合安装入塔架,令海上风电场的建造成本过高,破坏了风机的整体形象,并且维护十分不便。
但若尺寸压缩到适合于装入塔架,采用矿物油的变压器容易因表面冷却太慢而引起过热。
德国知名风机制造商ENERCON与比利时变压器制造商Pauwels合作开发了一种填充硅的树脂浇注变压器,其独特之处在于:变压器体积十分紧凑,集成在风力机中,因此不再需要外部变电站。
图1:Pauwels公司制造的新型“纤体型”变压器,热容量大
Pauwels公司制造的变压器能满足最新的国家、国际标准,包括IEC、ANSI/ IEEE、CENELEC/EN、BS、DIN/VDE、NEMA、CSA等。
其研发部门还参与这些标准的制定和管理。
Pauwels的产品市场宽广,能满足客户的个性化需求。
其树脂浇注变压器功率范围在100kW至10,000kW/36kV,内部可填充液体。
树脂浇注变压器生产时,绕组直接进入浇注模具,最新的绕组机构的产生令浇注过程更快。
很多风机制造商使用树脂浇注变压器等干式变压器,并且将其整合于塔架之中。
而ENERCON公司倾向于采用三相圆形密封变压器,采用矽油作为变压器导热油。
Pauwels International N.V.公司贯彻了这些设计思想,并根据ENERCON
的技术要求,以特殊的绝缘材料制成Nomex纤维热阻,并应用了K级制冷剂,开发完成了紧凑型干式变压器变压器,已投入生产制造。
ENERCON的E-70和E-112。
第一千个变压器已经在2005年第二季度投入使用,并且所有的变压器迄今为止没有出现过故障。
图2:塔架及变压器的设计加速变压器的替换,几小时内完成
变压器替换安装入塔架
技术开发主要特征在于:
电性能
干式变压器在额定载荷下的散热效率,不像油冷式变压器那样高,并且对超载情况更敏感。
快速负载变化可能在树脂胶铸中产生细微裂纹,导致树脂胶铸的局部放电,长此以往会对干式变压器造成损害。
而油式变压器则与干式变压器不同,内部油的流动可以最小化或调整这种失误的产生。
对油分析可以揭示变压器的当前运行状态,这样变压器所受到的逐步侵蚀则能在早期被探测到。
此外,还有一个经济因素,非负载损耗在油式变压器中比在干式变压器中低很多。
因此在风机的运行过程中采用油变压器能节约成本。
防火性能
油变压器的金属框架接地,且所有的ENERCON连接件为绝缘的。
考虑到热负载状况,矽油变压器表现出的性能与干式变压器相同。
矽油的燃点很高,为360℃,可自燃。
油式变压器的火灾风险很低,因为油箱是隔气的。
若油箱严重受损氧气才能穿透。
由ENERCON安装的变压器还具有一个保护系统,包括电流或时间超过额定值的保护,温度监测和压力控制,在压力控制下,一旦发生错误可防止变压器油箱烧毁。
油式变压器的独立性
填充矽油的变压器被密封,因此无需特殊外壳就能够在恶劣的环境中运行。
它们对于潮湿、盐雾、化学气体高度阻绝。
油式变压器对机械压力的阻力更强,运输、安装或运行过程中的摇晃和震动对它们的影响甚微。
矽油的环境友好性
选用矽油于Pauwel紧缩式变压器中,满足了纯净水标准1,不会从环境中剥离氧气,也无毒。
由于这种材料的稳定性较强,也便于回收。
设计的金属盘确保防漏,直接置于变压器底部,搜集所有的矽油。
图3:变压器被运至现场直接安装于塔架底部,塔架的位置也降到变电站的高度。
从矿物质到矽油的转变,并且进一步开发绝缘材料,Pauwels和ENERCON成功开发了将压缩型油变压器安装在塔架之中。
由于体积小,可以通过塔架上开着的门。
ENERCON将这点也纳入变压器与塔架的开发阶段,变压器的替换能在数小时内完成。
编译自《WIND BLATT》
Kiel University :浅水域和深水域的海上风能变流器基础
德国Kiel University of Applied Sciences 对海上风能变流器的载荷、用于浅水域的基础类型、浅水域基础的限制标准以及用于深水域的基础类型开展了研究。
海上风能变流器的载荷
风载荷:与陆上相似,但风力越强,湍流越小,则应力幅度越小 流载荷:海洋、潮汐和风流
波浪载荷:基础结构上的压力和加速度载荷 冲刷:取决于流速和地面材料 侵蚀:盐水增大的侵蚀冲击 海洋污垢:渐增的流和波浪载荷 冰载荷:漂流和固定冰
海上风能变流器在浅水域中的载荷
操作载荷
波浪载荷
流载荷
桩表面摩擦
障碍物(岩石)
冰载荷
水力载荷
海洋污垢 冲刷
地面数据
Zero toe kick
浅水域的海上风能变流器基础类型及其特点
单桩式基础
-钢管(直径约为7m,壁厚约为90mm)
-地面分析+计算
-打桩→撞击分析
-压力,挠度
-振动
-波浪+流+冰载荷
-载荷循环
-冲刷保护
-不需海床整理
重力式基础
-混凝土(廉价)
-高重量,可沉浮
-稳定性平衡
-地面分析
-波浪+流(+冰)载荷-振动
-载荷循环
-冲刷保护
-海床整理
三脚架基础
-钢质→小部分面积
-比单桩式轻质
-管节点/焊接/铸造
-硬度,自然频率
-打桩
-地面分析
-波浪+流(+冰)载荷-振动
-载荷循环
-冲刷保护
-不需海床整理
夹套式基础
-钢质→小部分面积-比单桩式轻质
-管节点/焊接/铸造-硬度,本征频率
-打桩
-地面分析
-波浪+流(+冰)载荷-振动
-载荷循环
-冲刷保护
-不需海床整理
浅水域基础的限制标准
* 基础结构的高度(弯曲硬度)
* 海域(波浪高度,集合分布,海流)
* 撞击可能性(最大值:桩直径约7m ,壁厚约90mm ,接地长度约35m ) * 撞击载荷(必要的撞击能量)
* 基础重量(建筑,运输,起重机容量) * 地面承受能力
* 下击桩过程中的环境应力,例如水生噪音
浅水域海上风能变流器基础的最大水深 * 单桩式:约35-40m * 重力式:约40-50m * 三脚架:约50m * 夹套式:约60m * 吸力式桶型:约40m
→固定式基础的最大深度约为60m
深水域海上风能变流器基础的张力腿
吸力式桶型基础
-钢质
-高重量,或许可沉浮
-屈曲性能
-波浪+流(+冰)载荷 -地面分析 -冲刷保护 -海床整理
原理 载荷 浮体类型
锚定系统
重力锚 桩锚 平台
设计步骤
1. 计算作用于转子、机舱和塔上的风力
2. 计算转子、机舱和塔的重量
3. 估计海流和波浪作用力
4. 计算倾斜力矩
5. 估计必需的浮力、浮性结构的尺寸和重量
6. 计算锚定系统(尺寸和重量)
7. 计算临界载荷
8. 计算链条和桩作用于锚定系统上的压力
→重复步骤3至8进行优化设计
深水域海上风能变流器基础的柱形浮标
大型海上风电场的并网挑战
全球变暖状况引起了人们对环境问题的关注,可再生能源由此被摆上了发电设备的议事日程之首。
风能在所有可再生能源之中最具潜力,各国政府都在积极推动风能应用。
他们认识到风能可以在极具竞争力的市场中长期起到积极作用:缓解全球气候变暖,促进能源的多样性及安全性。
尽管海上风电项目的起步较晚,计算步骤:
1. 转子和塔上的风载荷
2. 转子、机舱和塔的重量
3. 估计水下结构的尺寸(重量,
重力中心)
4. 估计海流和波浪的压力
5. 估计锚定压力
6. 计算载荷下的倾度
7. 计算航道中的运动
→重复步骤3~7进行优化设计
但据目前预测:将来风能的开发利用将偏重离岸位置。
其原因在于,海上风电场的优势明显:那里具有较高的风速;对环境的负面影响较少;风电机组距离海岸较远,视觉干扰很小;允许机组制造更为大型化,从而可以增加单位面积的总装机量;机组噪音排放的控制问题也不那样突出。
在考虑这些海上工程的可行性之时,AREVA T&D 集团的Phill Cartwright研究了风电场并网的相关问题,并提出电力匹配,电网规划、建设,标准选择,收费机制等问题应予以考虑。
离岸风机电力汇总的规格问题
风力发电的技术规格与传统发电形式的技术规格不相匹配,因为现存的电力系统已经有所进化。
未来风电机组安装的潜力巨大,人们要求这些机组具有传统电厂那样的发电规格,支持电力系统的正常运行。
因此,将来大型的风电场可能需要匹配合适的控制器和快速反应电力设备。
这些设备应具备强大的操控功能,如:实现电压、频率的动态控制,系统减震,或系统惯性控制等。
在设计汇总离岸电力的基础设施时,必须认清风力输出具有随机性的特质,以及一系列影响因素:包括资源区域的大小、位置,和不同地区实行的风能利用体制的差异性等。
这些成本方面的电力不平衡可通过采用更准确的风能预测软件来最小化。
风电场发电时经常结合一些其它的发电方式,需要采用具有扩展的适应贸易功能的特定软件,软件功能可包括:集合了基于气象因素的发电预测;发电配额日程安排;发送监测内容;具备贸易市场界面,帮助风电场运行商将其盈利能力最大化。
AREVA T&D公司的e-terrawind软件包就是这些系统中的一个很好的典型。
离岸风电场网络建设
对于较大型的风电场而言,为确保高效运行,有效控制、运行和维护,连网规划尤其重要。
对于任何潜在开发项目的可行性调研阶段,研究多个陆上及海上电场连网建设方案显得十分紧迫。
这包括:网络布局,合适的连网电压水平,交流或高电压直流输电(HVDC)传输技术,电缆技术,无功功率补偿方案,和陆上或海上变电站的数量及位置。
连网布局配置的设计和确定必须考虑电力输送等级、安全界限、连接点及电缆铺设的各个方面。
无功功率、闪变和谐波
交流电缆具有很高的电容,由此能产生相当多的无功电力,故需要获得无功补偿。
高阶分路电容很可能导致暂态切换和谐波等非正常环境,这些情况都应在方案提出前作好分析,内容应涉及直流传输特性及其潜在效益的评估。
系统支持和网络咨询小组的作用是:模拟所提出的构架,提出控制策略,技术上实现新型发电方式整合入电网。
相关的运算法则和界面可能会被考虑纳入类似e-terrawind 这样的软件包中执行。
该方法的优势在于采用一个独立的IT平台改进电压状况
和大型风电场的无功功率(VAR)控制性能,因而至少在连网方面,可以实现传统发电厂那样运作。
这项端对端的解决方案包括发电进度表、确保电网运行商和发电投资组织优化整体发电战略效率的优化工具。
电网运行商也可获益于应用模拟风力发电的模型评估安全连网的风电场的影响力。
此外,软件将会实时报告风电场中来自涡轮机和电力系统中的关键数据。
可选配置方案的确定。