大连近海风电场风机机组的选型与布置初探
海上风电项目的风电机组选型与布置设计
海上风电项目的风电机组选型与布置设计近年来,随着对可再生能源的需求不断增长,海上风电项目的规模和数量也在迅速增加。
海上风电项目的风电机组选型与布置设计至关重要,它直接影响到项目的效益和可持续发展。
在海上风电项目的风电机组选型方面,需考虑以下因素:首先,根据项目的规模和预期发电量,选择合适的风机容量。
一般来说,海上风电场的风机容量较大,能够更好地适应海上风力资源的特点。
同时,还需考虑风机的可靠性和维护成本,选择具有良好口碑的风机供应商。
其次,需考虑风机的类型和技术特点。
常见的风机类型包括水平轴风机和垂直轴风机,每种类型都有其优缺点。
水平轴风机具有更高的效率和可靠性,适用于大规模海上风电场。
而垂直轴风机则更适合小型项目或特殊场景,如近海风机组。
此外,还需考虑风机的切入风速和额定风速。
切入风速是指风机开始转动的最低风速,额定风速是指风机达到最佳发电效率的风速。
根据海上风力资源的特点,选择合适的切入风速和额定风速,能够最大程度地提高风电机组的发电能力。
在海上风电项目的风电机组布置设计方面,需考虑以下因素:首先,需根据海上风电场的实际情况,确定风电机组的布置密度。
通常情况下,海上风电机组的布置较为密集,以最大限度地利用海上空间资源。
但同时需考虑机组之间的安全距离,以避免相互干扰和影响。
其次,需考虑风电机组与电网的连接方式和布置。
海上风电机组一般通过海底电缆将电力输送至陆地,并接入电网。
因此,需合理规划电缆布置方案,保证电力输送的可靠性和效率。
此外,还需考虑海上风电场的海洋环境因素。
海上风电机组面临海浪、潮汐、风暴等自然环境的冲击。
因此,在风电机组的设计和布置中,需采取相应的防护措施,如提高风机的抗风能力和加强基础的稳固性。
最后,需合理安排风电机组的运维通道和设施。
海上风电机组的维护和检修需通过船舶或直升机等交通工具进行,因此,在布置设计中,需考虑到运维通道的便利性和安全性。
同时,还需建设相应的设施,如维修平台和物资储备区,为风电机组的日常维护提供便利条件。
风电操作技术培训风电机组布置与选型
风电操作技术培训风电机组布置与选型风电操作技术培训:风电机组布置与选型风力发电作为清洁能源的代表,已经在全球范围内得到广泛应用。
风电机组的布置与选型是风电操作技术培训中的重要内容。
本文将从风电机组布置的原则和风电机组选型的关键因素两个方面进行阐述。
一、风电机组布置的原则风电机组布置是指在一个特定的风能资源区内,按照一定的要求将风电机组合理地布置在地面或海上的空间中。
风电机组布置的原则如下:1.最大化利用风能资源:风能资源的分布在地球上是不均匀的,根据不同地区的风能资源状况,需要合理选择布置风电机组的位置。
一般来说,应优先选择风速较高、舒适性较低的地区进行布置。
2.保证风电机组的安全运行:风电机组的布置需要考虑到周围环境的因素,如地形、地貌、居民区、交通道路等。
应避免风电机组之间的互相遮挡,以免影响机组的发电效率。
同时,也要防止机组和人员安全的风险。
3.便于运维与维修:布置合理的风电机组应便于后期的运维与维修。
应尽量减少机组之间的距离,方便工作人员的操作和维修。
二、风电机组选型的关键因素风电机组选型是指根据风能资源的特点和发电需求,选择适合的风电机组产品。
风电机组选型的关键因素包括:1.额定功率:风电机组的额定功率是影响发电量的重要因素。
根据实际的发电需求和风能资源的情况,选择合适的风电机组额定功率。
2.切入风速和切出风速:风电机组的切入风速和切出风速是指机组开始和停止发电的风速范围。
根据风能资源的平均风速以及机组的性能指标,选择适合的切入风速和切出风速,以最大限度地利用风能资源。
3.机组传动方式:风电机组传动方式分为直接驱动和间接驱动两种。
直接驱动是指通过风力直接驱动发电机发电,具有结构简单、无需传动系统维护等优点;间接驱动是指通过风力驱动功率-转速-转矩转换系统,再由发电机发电。
根据实际需求和可行性,选择适合的驱动方式。
4.发电机类型:风电机组中的发电机类型有同步发电机和异步发电机两种。
同步发电机可以通过控制转速和变桨角度来实现对有功功率的控制;异步发电机需要通过电网侧的变频设备来实现对有功功率的控制。
风电场最佳风力发电机组选型的探讨
风电场最佳风力发电机组选型的探讨风电机组的选型在风电场可研设计中具有至关重要的作用,直接影响风电场的风能利用率及其经济效益。
风电场最佳机型选择应考虑适合风电场场址的风资源条件,有利于提高风电场的发电效率。
而最终型号的选择须经多方技术经济条件比较后确定最优方案。
本文结合作者实际工作经历,从风力发电机的类型介绍入手,详细论述选择风力发电机应考虑的原则和几个重要因素,已达到充分利用风能资源,提高风能利用率的目的。
标签:风力发电机;风速;容量系数;功率曲线引言:分析风力发电机组选型的原则有四个方面:a.对质量认证体系的要求,风力发电机组选型中最重要的一个方面是质量认证;这是保证风电场机组正常运行及维护最根本的保障体系;风电机组制造必须具备IS09000系列的质量保障体系的认证;b.对机组功率曲线的要求,功率曲线是反映风力发电机组发电输出性能好坏的最主要曲线之一;c.对机组制造厂家业绩考查,业绩是评判一个风电制造企业水平的重要指标之一;d.对特定环境要求;如台风、低温等。
风力机型的选择,受气候和地形影响,各地、个高度风力资源分布极不均匀,风力资源的状况相差很大,风力机的输出功率既与所在点的风速分布特性有关,又与所选用的风力机型有关,世界各国现在己开发和使用的风力机容量从1000kW到5000kW,各参数和技术指标相差很大。
对于特定的场点特别是并网运行的大型风电场来讲,选择与该点风速分布特性最相匹配的风力发电机组以最大限度地利用风能,和产生最好的经济效益是风电场设计中首要解决的。
1.风力发电机的分类按风轮轴安装形式可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机(1)水平轴风力发电机水平轴风力发电机是目前国内外广泛采用的一种结构型式。
主它的主要机械部件都在机舱中,如主轴、齿轮箱、发电机、液压系统及调向装置等。
对于水平轴风力发电机来说,需要风轮始终保持面向风吹来的方向。
有些水平轴风力发电机组的风轮在塔架的前面迎风旋转,称为上风向风力发电机组;而风轮在塔架后面的,则称为下风向风力发电机组。
海上风电风机基础选型
海上风电风机基础选型海上风电场风机基础选型1.概述风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。
海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域,离岸10 km的海上风速通常比沿岸陆上25%;海上风湍流强度小,具有稳定的主向,机组承受的疲劳负荷较低,使得风机寿命;风切变小,因而塔架可以较低;在海上开发风能,受噪声、景观、鸟类、电磁波干扰等问题较少;海上风电场不涉及土地征用等问题,人口比较集中,陆地面积相对较小、濒临海洋家或地区,较适合发展海上风电。
海上风能利用不会造成大气污染和产生任何有害,可减少温室效应气体的排放,环保价值可观,海上风电的这些优点,使得近海风力发电技术成为近年来研究和应用的热点。
发电成本是海上风电发展的瓶颈,影响海上风电成本的主要因素是基础结构成本(包括制造、安装和维护)。
目前,海上风电场的总投资中,基础结构占20~30%,而陆上风电场仅为5~10%。
因此发展低成本的海上风电基础结构是降低海上风电成本的一个主要途径。
2.风机基础结构型式海上风电机组的基础被认为是造成海上风电成本较高的主要因素之一。
目前国外研究和应用的海上风机基础从结构结构型式上主要分为重力式基础、桩基础及悬浮式基础。
前两种形式已在欧洲海上风电场建设中得到广泛应用,悬浮式基础为正在研制阶段的深水海上风电技术。
2.1.重力式基础重力固定式基础体积较大,靠重力来固定位置,主要有钢筋混凝土沉箱型或钢管柱加钢制沉箱型等等,其基础重量和造价随着水深的增加而成倍增加,丹麦的Vindeby 、Tun? Knob、Middelgrunden 和比利时的Thornton Bank海上风电场基础采用了这种传统技术。
重力式基础适合坚硬的黏土、砂土以及岩石地基,地基须有足够的承载力支撑基础结构自重、上部风机荷载以及波浪和水流荷载。
重力式基础一般采用预制圆形空腔结构(图2-1),空腔内填充砂、碎石或其他密度较大的回填物,使基础有足够自重抵抗波浪、水流荷载以及上部风机荷载对基础产生的水平滑动、倾覆。
海上风电可研-风电机组选型、布置及风电场发电量估算
海上风电可研-风电机组选型、布置及风电场发电量估算风电机组选型、布置及风电场发电量估算1、风电机组选型1.1根据风电机组的制造水平、技术成熟程度和价格、本地化程度、产品可靠性及运行维护的方便程度,综合考虑海上风电场的自然环境、风况特征、风电场运输和安装条件,并结合电网部门关于风电场接入电网有关技术条件,确定比选机型的范围。
1.2机型选择包括以下内容:(1)比较特征参数、结构特点、塔架型式、功率曲线和控制方式;(2)根据充分利用风电场海域和减小风电机组间相互影响的原则,对各机型方案进行初步布置,计算各风电机组年发电量;(3)初步估算各机型方案风电机组及相关配套投资、运行费用;(4)通过技术经济比较提出推荐机型。
2、风电机组布置2.1根据风电场风能资源分布情况及风电场海底地形、管线、航道、锚地、施工及其他限制条件,兼顾单机发电量和风电机组间的相互影响,拟定若干个风电机组布置方案,结合集电线路的布置方式对风电机组布置进行优化。
2.2按照风电机组间的相互影响和发电量等方面对各风电机组布置方案进行比较,选定风电机组推荐布置方案,并绘制出风电机组布置图。
2.3根据现场测风资料,结合推荐机型和推荐布置方式,对备选的轮毂高度进行技术经济比较,提出推荐的轮毂高度。
3风电场年上网电量计算3.1利用风能资源评估专业软件,结合风电场风况特征和现场空气密度对应的风电机组功率曲线,计算各风电机组的年发电量。
3.2利用风能资源评估专业软件评估风电机组尾流影响,并估算风电场年发电量尾流影响折减系数。
3.3提出风电机组可利用率、风电机组功率曲线保证率及叶片污染折减系数。
3.4根据风电场现场气象数据,估算气候条件对发电量的影响,提出风电场年发电量气候折减系数。
3.5根据风电场风向分布和湍流强度水平,提出控制和湍流折减系数。
3.6计算变压器及场内集电线路损耗,风电场自用电量等,提出损耗系数。
3.7根据天气、交通等因素对风电场运行维护进出场的影响,提出维护受影响的发电量折减系数。
风能发电场的布局与风机选型优化
风能发电场的布局与风机选型优化风能作为一种清洁可再生的能源,受到越来越多国家和地区的关注和重视。
风能发电场的布局和风机选型优化是确保风能发电场高效运行的重要因素。
首先,风能发电场的布局是风能发电项目的基础。
合理的布局设计能够最大限度地利用风场资源,提高发电效率。
一般来说,风能发电场的布局需要考虑以下几个因素:1. 地理条件:选择地形开阔、风力资源丰富的地区建设风能发电场,比如海岸地区、山脉附近等。
地理条件的选择可以最大程度上保证风能发电场的出力稳定。
2. 空间布局:根据风场资源的分布情况,选择合适的风机布局方式。
一般有单排、双排、多排等布局方式。
合理的布局方式可以最大程度地减少风机之间的相互干扰,提高发电效率。
3. 环境影响:布局时需要考虑到对周边环境的影响,如风机噪音、对鸟类迁徙的影响等。
合理的布局可以最大程度地减少这些影响,确保风能发电场与周边环境的协调发展。
其次,风机选型优化是提高风能发电场效率的关键。
不同类型的风机具有不同的风速启动、发电效率等特点,因此在选择风机时需要综合考虑以下几个因素:1. 风场资源:根据风场资源的特点选择合适的风机类型。
一般而言,低风速区域适合选择启动风速低的风机,而高风速区域则适合选择大功率风机。
2. 经济性:综合考虑风机的价格、运营成本等因素,选择经济效益最大化的风机。
可能需要进行经济效益分析,包括投资回收期、每年的发电量等指标。
3. 可靠性和维护性:考虑风机的可靠性和维护性,选择质量可靠、维护方便的风机。
这样可以降低风机故障率,提高风能发电场的发电可靠性和维护效率。
总的来说,风能发电场的布局和风机选型优化是确保风能发电场高效运行的重要因素。
合理的布局设计和风机的选择能够最大限度地利用风场资源,提高风能发电场的发电效率,为可再生能源的发展做出贡献。
同时,还需要注意对周边环境的影响,以实现风能发电与环境的和谐共生。
海上风电场的风资源评估与风电机组选择
海上风电场的风资源评估与风电机组选择随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的需求日益增加,海上风电场作为一种清洁、可再生的能源解决方案吸引了越来越多的关注。
然而,在建设海上风电场之前,必须对相应的风资源进行评估,并选择合适的风电机组以确保风能利用的有效性和经济性。
风资源评估是一个重要的步骤,它旨在确定风能的可利用性和有效性。
评估风资源的方法包括风速测量、风向测量、空气密度测量以及气象学模型的使用。
通过这些方法,能够获得风能资源的空间和时间分布图,从而为风电场的位置选址提供依据。
首先,通过风速测量来评估海上风能资源。
风速的测量可以使用多种方法,如气象塔、航标浮标、卫星测风雷达等。
这些方法可以提供不同高度和地点的风速数据,以便进行风能资源的定量分析。
此外,还可以使用数据分析技术来识别某些特定的风能资源区域,以便更准确地评估潜在的风电场区域。
其次,风向的测量对于风能资源评估也是至关重要的。
风向的测量可以帮助确定风能的方向性,以及确定风能与其他环境因素的相互作用。
风向数据的获取可以通过气象塔、浮标以及浮标上搭载的风向传感器来实现。
通过对风向数据的分析,可以确定风能资源的分布特点和潜在的利用方式。
此外,在风能资源评估中,空气密度的测量也是必不可少的。
空气密度是风能转化效率的重要参数,因为风能的转化效率与空气密度有着直接的关系。
测量空气密度可以使用气象塔上的湿度传感器、温度传感器以及气压传感器等,从而获得准确的空气密度数据,为风电机组的选择提供参考。
最后,气象学模型的使用可以提供对风能资源的长期评估。
气象学模型使用历史气象数据和模型算法,通过模拟和预测的方式来评估风能资源的可利用性。
这种方法可以提供未来数年或数十年的风能资源评估结果,有助于风电场的规划和设计。
然而,需要注意的是,气象学模型的准确性也受到许多因素的影响,如地理条件、数据质量和模型参数等。
在完成了风资源评估之后,接下来需要选择合适的风电机组。
基于风场特征的风力发电机组选型与布局
基于风场特征的风力发电机组选型与布局风力发电是一种利用风能转换为电能的可再生能源技术,对于提供清洁、低碳的电力具有重要意义。
风力发电机组选型与布局是风电场设计过程中关键的一环,合理的选择和布置风力发电机组可以提高风电场的发电效率和经济性。
本文将从风场特征出发,探讨风力发电机组的选型与布局相关的问题。
1. 风场特征分析风场特征是进行风力发电机组选型与布局的基础。
风场特征包括风速、风向、风能密度等,通过对风场特征的分析,可以确定合适的风力发电机组类型和布局方式。
2. 风力发电机组选型风力发电机组的选型涉及到多个参数,如额定功率、风速特性、风向特性等。
根据风场特征的分析结果,选取适合的风力发电机组类型,例如水平轴风力发电机组或垂直轴风力发电机组。
3. 风力发电机组布局风力发电机组的布局对于风电场的整体发电效率和经济性有着重要影响。
在进行布局时,需要考虑风向、风速、地形、风影效应等因素,采用合理的布局方式来最大程度地利用风能资源。
4. 风力发电机组间距合理的风力发电机组间距是保证风力发电机组正常运行的关键。
太小的间距会导致机组之间相互遮挡、影响风能收集效率,太大的间距会浪费宝贵的风能资源。
因此,在进行布局时需要综合考虑多个因素,确定适当的风力发电机组间距。
5. 风力发电机组布置方式常见的风力发电机组布置方式有单排布置、并排布置、纵向布置等。
每种布置方式都有其优缺点和适应的场地条件。
在具体的风电场设计中,需要根据实际情况选择最合适的布置方式。
6. 风力发电机组的组串与并联根据风力发电机组的额定功率和风能资源情况,可以选择多机组组串或多机组并联来满足电网需求。
组串可以提高系统的电压、降低输电线路的损耗,而并联可以增加总发电容量。
在进行选型和布局时,需要考虑到系统容量、可靠性和经济性等因素。
7. 风力发电机组的安全与维护合理的选型和布局既关系到风电场的发电效率,也关系到发电机组的安全与维护。
在布置风力发电机组时,需要考虑到风力发电机组的维护通道、避雷装置、安全距离等因素,以确保机组的正常运行和维护。
海上风电项目的风电机组选型与布局优化
海上风电项目的风电机组选型与布局优化随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高,海上风电项目作为清洁能源的重要来源,正得到越来越多的关注。
风电机组作为海上风电项目的核心设备,机组选型和布局优化对项目的运行效率和经济性具有重要影响。
本文将就海上风电项目的风电机组选型与布局优化展开讨论。
首先,风电机组选型是海上风电项目中的重要环节。
风电机组选型要根据项目的实际情况和要求来确定。
首先要考虑的是风电机组的额定功率和转速。
功率和转速的选择应该基于海上风资源的情况,以最大程度地利用风能资源。
其次,要考虑风电机组的容量因子和负荷因子,以确保项目的运行效率。
此外,风电机组的可靠性和维护成本也是选型的重要考虑因素。
选择高可靠性的机组能够减少维护和修理的频次,提高项目的可靠性和经济性。
其次,风电机组布局的优化是海上风电项目成功运行的关键。
风电机组布局的目标是最大程度地提高风电场的发电量,并减少风电机组之间的相互影响。
在进行机组布局时,需要考虑一系列因素,包括风能资源的分布、海上风电场的地理环境和土壤条件等。
同时,还要考虑到风电机组之间的间距和布局结构,以充分利用每个风电机组的风能资源。
此外,还需要兼顾项目的审美要求和环保要求,选择合适的布局方式,减少对海洋生态环境的影响。
为了优化风电机组的布局,可以借助先进的风资源评估和电力系统仿真软件进行模拟和分析。
通过对风能资源的测量和分析,可以确定风电机组的布点位置和布局方案,以最大程度地利用风资源。
电力系统仿真软件可以模拟风电场的发电效果,优化风电机组的布局,提高项目的发电效率。
通过不断的迭代和优化,可以找到最佳的风电机组布局方案,最大程度地发挥风电机组的发电潜力。
除了风电机组的选型和布局优化,海上风电项目还需要考虑到其他一系列因素,例如海洋工程的可行性、输电系统的设计和建设等。
海洋工程方面,需要考虑到风电机组的基础设计和安装,同时要兼顾项目的可行性和经济性。
对于输电系统的设计和建设来说,要确保电能从海上风电场高效地输送到岸上的电网。
中国近海风电场浅谈
中国近海风电场浅谈摘要:近年来,中国的风电建设迅速发展,但是陆上风电场受到土地等众多因素制约,且目前逐渐饱和,近海风电场越来越成为风电发展的趋势和方向,近海风电场具有风能资源丰富、利用率高、风速较高且持续性较长,电量产出较高,不受土地的限制,对周边环境影响较小等优点。
关键词:近海风电场腐蚀台风结冰管理一、近海风电场的发展展望在中国近海,风能资源十分丰富,主要集中在中国东南海岸地带,有效风能密度超过300W/m2。
在5m到25m水深,50m高处,风能资源达到200GW,在5m到50m水深,高度在70m处,风能资源达到500GW,所以有很广阔的风能资源有待开发利用,截止到2011年,全球近海风电装机容量为3980MW,大概在中国有209.9MW,在中国“第十二个五年计划”中,近海风电场作为一个重要的发展议题被提上日程。
根据最初的统计数据,在中国近海风电装机容量预期在2015年达到5GW,在2020年达到30GW,江苏省、山东省将会是近海风电场主要的发展基地,其他的省份如:河北、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等将会继续推动其省份内的近海风电事业的发展[1]。
从这些省份的发展近海风电计划可以看出,具有最大潜能的近海风电场的发展基地将会坐落在山东、江苏两省,因为仅江苏省就有1000km的海岸线,相当于中国总体海岸线区域的四分之一,而且沿着海岸线具有世界上最大的放射状沙脊,这些特征为江苏省风电的发展提供了广阔的前景,据报道,将会超过10座近海风电场会在江苏省海岸地带进行建设。
青岛在山东省作为一个主要的近风电场发展基地,青岛三面被海环绕,海岸线长度超过800km,约占山东省海岸线的四分之一,在这里有丰富的风能资源,去年“山东半岛蓝色经济区”被山东省提上日程,主要包括鲁北、莱州湾、亳州、长岛、以及山东半岛北部,海上风电场将会在“第十三个五年计划”中结完成,近海风电装机容量达到10,000MW。
二、一般风电场的选址要求风电场的选址主要从以下几个方面进行考虑:1)风功密度等级,达到3级以上具有开发价值;2)应尽量选择地震烈度小,地质灾害少,工程地质和水文地质条件较好的场址。
风力机组选型及布置设计
风力机组选型及布置设计随着全球对可再生能源的需求增长,风力发电作为一种清洁、可持续的能源选择变得越来越受关注。
在风力发电系统中,风力机组的选型和布置设计是非常关键的环节,能够影响到系统的性能、效益和可靠性。
本文将重点讨论风力机组选型和布置设计的重要性以及如何进行合理的选择和布置。
首先,风力机组的选型对于风力发电系统的性能至关重要。
选型过程应该基于多个因素的综合考虑,包括可用资源的风速和风向,地形和地理条件,系统容量需求等等。
根据可用资源的风速和风向,可以选择合适的风力机组类型,如水平轴风力机组或垂直轴风力机组。
此外,地形和地理条件也会对风力机组的选型产生影响,如山脉或建筑物的遮挡会降低风速,这要求选择相应的风力机组来适应此类环境。
其次,风力机组的布置设计同样重要。
合理的布置设计可以最大限度地利用可用资源,提高风力机组的发电效率。
布置设计应该考虑到风速和风向的变化、风力机组之间的相互影响以及与周围环境的协调。
通常情况下,风力机组之间的间距应该足够保证彼此不受遮挡,并且在风向变化时能够最大程度地捕捉到风能。
此外,布置设计还需要考虑到周围环境对风力机组的影响,如噪音和视觉影响等。
合理的布置设计可以减少这些负面影响,提高系统的可接受性。
在进行风力机组选型和布置设计时,还需要考虑到风力发电系统的可靠性和经济性。
风力机组的可靠性通常与其制造商和质量有关,应选择可靠且有良好声誉的制造商。
经济性主要考虑成本效益问题,在选型过程中需要综合考虑风力机组的成本、寿命周期、维护费用等因素。
同时,还需要对整个系统的尺寸、发电容量和经济效益进行评估,以确保选型和布置设计的经济可行性。
此外,风力机组选型和布置设计还需要考虑到环境保护和可持续性发展的要求。
在选型过程中,应选择符合环保标准的风力机组,以减少对环境的影响。
在布置设计中,也要充分考虑到生物多样性和生态系统的保护。
此外,还可以考虑将风力发电系统与其他可再生能源系统相结合,如太阳能发电系统,以实现能源的多元化利用。
海上风电风机基础选型
海上风电场风机基础选型1.概述风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。
海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域,离岸10 km的海上风速通常比沿岸陆上25%;海上风湍流强度小,具有稳定的主向,机组承受的疲劳负荷较低,使得风机寿命;风切变小,因而塔架可以较低;在海上开发风能,受噪声、景观、鸟类、电磁波干扰等问题较少;海上风电场不涉及土地征用等问题,人口比较集中,陆地面积相对较小、濒临海洋家或地区,较适合发展海上风电。
海上风能利用不会造成大气污染和产生任何有害,可减少温室效应气体的排放,环保价值可观,海上风电的这些优点,使得近海风力发电技术成为近年来研究和应用的热点。
发电成本是海上风电发展的瓶颈,影响海上风电成本的主要因素是基础结构成本(包括制造、安装和维护)。
目前,海上风电场的总投资中,基础结构占20~30%,而陆上风电场仅为5~10%。
因此发展低成本的海上风电基础结构是降低海上风电成本的一个主要途径。
2.风机基础结构型式海上风电机组的基础被认为是造成海上风电成本较高的主要因素之一。
目前国外研究和应用的海上风机基础从结构结构型式上主要分为重力式基础、桩基础及悬浮式基础。
前两种形式已在欧洲海上风电场建设中得到广泛应用,悬浮式基础为正在研制阶段的深水海上风电技术。
2.1.重力式基础重力固定式基础体积较大,靠重力来固定位置,主要有钢筋混凝土沉箱型或钢管柱加钢制沉箱型等等,其基础重量和造价随着水深的增加而成倍增加,丹麦的Vindeby 、Tunø Knob、Middelgrunden和比利时的Thornton Bank海上风电场基础采用了这种传统技术。
重力式基础适合坚硬的黏土、砂土以及岩石地基,地基须有足够的承载力支撑基础结构自重、上部风机荷载以及波浪和水流荷载。
重力式基础一般采用预制圆形空腔结构(图2-1),空腔内填充砂、碎石或其他密度较大的回填物,使基础有足够自重抵抗波浪、水流荷载以及上部风机荷载对基础产生的水平滑动、倾覆。
风力发电项目中的风电机组选型与布置
风力发电项目中的风电机组选型与布置风力发电作为一种清洁能源,越来越受到全球各国的重视和支持。
在风力发电项目中,风电机组的选型和布置是非常重要的环节。
本文将探讨在风力发电项目中,风电机组的选型与布置对项目性能及经济效益的影响。
一、风电机组选型风电机组选型是指根据风速条件、地形地貌以及项目需求等因素,选择合适的风电机组型号。
目前市场上的风力发电机组分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组两种。
水平轴风力发电机组是目前应用最广泛的类型,其特点是叶轮与风向平行,通过叶轮旋转驱动发电机发电。
水平轴风力发电机组具有高效率、稳定性好等特点,适用于大部分地区的风力发电项目。
在选型时,应考虑到项目的发电需求、风速条件以及周边环境等因素,确保机组的发电量和可靠性。
垂直轴风力发电机组是一种相对较新的技术,其叶轮垂直于地面,可以接受多方向的风。
垂直轴风力发电机组具有抗风能力强、噪音较低等优点,适用于一些特殊地形和城市环境。
在选择时,需要考虑到项目的特殊要求以及机组的稳定性。
二、风电机组布置风电机组的布置是指将风电机组合理地布置在风力发电场中,以达到最优的发电效果。
合理的风电机组布置可以提高项目的发电效率、减少能源损耗,同时减少对周围环境的影响。
首先,布置风电机组需要考虑地形地貌。
在山区等复杂地形中,应根据地形起伏和山脉分布合理配置机组,以防止发电产能的损失。
同时,在平坦的海岸线等地区,可以采用紧凑布局,提高电力密度。
其次,需考虑风电机组间的间距。
机组间的间距太小,会造成彼此之间的影响,导致发电量下降;而间距太大,则会浪费土地资源,影响发电效率。
所以,在布置风电机组时,需要根据机组型号和风力资源等因素,科学合理地确定机组的间距。
此外,还需考虑风电机组与周围环境的影响。
风电机组的运转可能会产生噪音和电磁辐射,应尽量远离居民区和敏感设备,减少对周围环境的干扰。
同时,对于鸟类和其他动物的迁徙路径,也需要避开,以减少对生物多样性的影响。
海上风电机组选型方案研究
摘要:为适应海上风场平价开发的需求,海上风电机组向着大功率、轻量化、一体化的趋势迅速发展。
不同型号的风电机组在发电效率、可靠性、安全性、价格及维修保养等方面差异较大,风机选型时应综合考虑各种影响因素,计算分析风电场的总体投资及单位度电投资,综合选择合适的机型。
以海上风电场开发为例,论述了风电机组选型的关键影响因素,总结归纳了风电机组选型的主要流程及方法,为类似风电场开发、设计及建设提供了参考和指导。
关键词:海上风电;机组选型;度电投资0 引言为应对全球气候变化,推动可持续发展,全球各主要国家和地区制定了相应的“碳中和”目标和具体实施方案。
我国宣布力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
在全球碳中和的时代大背景下,全球能源结构将深度调整,以化石能源为主的传统能源结构已无法满足环境友好发展的要求,太阳能、风能、水能、核能、生物质能等清洁能源成为各国重点发展的新宠儿。
海上风能具有资源丰富、年利用小时数高,不占用土地,能够成片区大面积规模开发,距离负荷中心近、利于就地消纳等优点,因此开发海上风电已成为我国大力发展可再生能源的战略需要。
2021年全球海上风电新增装机21.1 GW,中国海上风电新增装机17 GW,占比约80%。
截至2021年,中国海上风电已经达到全球海上风电装机总容量的47%。
中石油作为能源企业,积极响应国家减碳目标,明确了绿色转型“三步走”战略,力争2035年新能源新业务产能与油、气三分天下,2050年左右实现近零排放,新能源新业务产能达到半壁江山,并已开始谋划海上风电产业布局。
当双碳目标遭遇海上风电平价上网时,降本增效将是海上风电健康可持续发展的必由之路。
随着电机技术及海工技术的进步,海上风电向超大风场规模、单机功率大型化的方向快速发展,风能利用效率大幅度提升。
海上风机大型化不仅能够摊薄风机制造、建设安装以及后期维护成本,而且采用了更加先进的设备,发电效率也有所提高。
2021年抢装潮期间,我国海上风机由主流的6 MW机型升级到10 MW机型。
海上风电场总体布置探讨
海上风电场总体布置探讨作者:王晴勤来源:《华中电力》2013年第04期【摘要】海上风电场总体布置需要考虑风机、海缆、升压变电站及施工等多方面的综合效应。
研究上述几个方面的布置及其相互影响,对于海上风电场总体布置具有重要的意义。
【关键词】总体布置、风机布置、电缆布置、施工场地布置海上风电场的布置涉及风机、海底电缆、升压站等多方面的内容,各个部分之间互相联系、相互制约,如何协调布置做到整体最优是海上风电场总体规划与布置的关键。
1. 风机选型及布置2.1 风机选型从1990年建成第一个海上风电场以来,2010年全球已完成3223MW的海上风电装机工程2000年前,海上风电场采用MW级以下风机;2000年后,海上风机向大型化发展,海上风电场纷纷采用MW以上风机。
当前已安装的海上风电场风机机组主要有如Vestas3.0MW、GE3.6MW、Repower5.0MW、Enercon4.5MW、华锐SL3MW等,且风机的单机容量有逐步增大的趋势。
对于海上风电场,并不是选择单机容量越大的机组,其项目经济性就越好,风力发电机组的选择除了以测风和长年代风资源评估为依据外,还要受风电场自然环境条件、交通运输条件、吊装条件、设备供应市场情况等制约,同时在技术先进和运行可靠的前提下,结合当地沿海水文和地质条件等,风电机组需要具备较强的抗台风、防盐雾、防潮、防雷暴、防腐等特性,选择性价比较好的风力发电机组。
2.2 风机布置在陆上风电风机布置的基础上,增加如下原则:(1)首先应充分考虑规划使用海域的周边环境限制条件,协调与港口、航道、油气管道等之间的关系。
(2)布置时既要尽量避免风电机组之间的尾流影响,又要减小风电机组之间的海缆长度,以降低配套工程投资和场内输变电损耗。
(3)其他影响海上风电场的排列布置的因素。
如用海许可、海底地形、视觉效果等,每个因素都有可能是影响海上风电布置的关键因素。
海上风电场风机尾流较大,一般间距在5-10倍叶片直径。
风电机组选型与布置
1.1风力发电机组选型
• 1.1.4 轮毂高度优化 • 计算各机型不同轮毂安装高度下的发电量,随着轮毂高度增加,
• 风轮输出功率控制方式分为失速调节和变桨距调节两种。两种控制方式各有 利弊,各自适应不同的运行环境和运行要求。变速变桨距机型比定速定桨距 机型更具优越性,它不仅能在低风速时能够根据风速变化,在运行中保持最 佳叶尖速比以获得最大风能;也能在高风速时根据风轮转速的变化,储存或 释放部分能量,提高传动系统的柔性,使功率输出更加平稳。从目前市场情 况看,采用变桨距调节方式的风电机组居多。
1.1风力发电机组选型
• 1.1.2 机型范围初选
• 根据风电场址的地形、地质特点、风资源分布情况,以及风力发 电机组技术成熟、先进、可靠等要求,选择多种适合的机型,按 单一机型方案进行风力发电机组的优化布置。
1.1风力发电机组选型
• 1.1.3 风电机组总体布置
• 布置机位时需要考虑地形地貌、主导风向与主导 风能方向、地面障碍物等影响因素。具体布置时 因地制宜,根据风电场地形条件、建设规模、风 力发电机组的型号及装机的台数进行优化布置, 实现在有限的场区范围内达到最大的上网发电量 和最低成本的目标。
算各种风机的年净发电量(尾流折减后),并计 算风力发电机组的尾流损失。
1.2不同机型发电量估算
• 1.2.2 空气密度修正系数
• 由于风功率密度与空气密度成正比,在相同的风速条件 下,空气密度不同则风电机组出力不一样,风电场年上 网电量估算应进行空气密度修正。因此需要对软件在标 准空气密度条件下计算得到的发电量进行修正。原理上 可根据风功率密度与空气密度成正比的特点,将标准空 气密度对应下的功率曲线估算的结果乘以空气密度修正 系数进行空气密度修正。当实测空气密度偏离标准空气 密度较大时,按正比关系进行修正的误差较大。
风力发电场建设中的风电机组选型与配置策略
风力发电场建设中的风电机组选型与配置策略第一章:引言随着环保意识的不断加强和气候变化的日益严峻,可再生能源的需求在全球范围内快速增长。
在所有可再生能源中,风能是最具发展潜力的能源之一,尤其是在海上风电领域。
风力发电是指将风能转化为电能的一种技术。
风电机组是风力发电的核心设备之一,它们负责将风能转化为机械能,并通过发电机将其转化为电能。
因此,在风力发电场的建设中,风电机组的选型和配置策略至关重要。
本文将从风力发电场建设的角度探讨风电机组的选型和配置策略。
第二章:风电机组选型在风电机组的选型中,需要考虑多方面的因素,如风场资源、设备成本、维护成本、发电能力和稳定性等。
2.1 风场资源风场的资源是决定风电机组选择的主要因素之一。
风场资源包括风速、风向、风向分布、气象状况和风功率密度等。
在选型时需要根据风场资源的实际情况进行评估和分析,以确保风电机组能够在该场地中充分发挥其发电能力。
2.2 设备成本设备成本是风电机组选择的另一个主要因素。
不同品牌和型号的风电机组价格相差很大,因此,在选择风机时需要根据投资可行性和预算的限制进行评估和决策。
2.3 维护成本维护成本包括维护、保养和更换故障零件等费用。
这些费用是长期的,需要对整个风电机组的运行寿命进行评估。
因此,在选型时需要考虑供应商的信誉和服务质量等因素,以确保长期可靠的运行和维修保障。
2.4 发电能力和稳定性风电机组的发电能力和稳定性是选择的主要考虑因素。
在选择风电机组时,需要根据风电机组的额定功率和风速特性曲线进行评估。
低速风区和高速风区适用的风电机组类型不同,因此需要根据实际情况进行选择。
第三章:风电机组配置策略风电场的配置策略是指风电机组在不同区域的布局和数量分布。
一个良好的配置策略可以最大化风能的利用,并提高整个风电场的发电效率。
3.1 配置密度配置密度是指每平方公里的风电机组数量。
在风电场建设中,应根据不同地形和风力资源密度,合理确定风电机组的配置密度。
沿海风电场风机箱变选型探讨
深圳柴油发电机 东莞康明斯发电机 惠州发电机组
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、特点3.1.1欧变箱体设计。箱体采用模块化设计, 采用螺栓或也可采用干式变压器普通油变 3.1.5低压单元 低压开关选用取决于风机厂家对于箱变的技术要 求。可
采用断路器式,如华锐风机,或采用刀熔开关馈线+ 直立式插拔式熔断器馈线,如GE风机。 3.2美变配置、特性 3.2.1负荷开关的比较 美变负荷开关在变压器油
摘要:近几年来风机箱风机箱变产业随着国内风电 装机容量的快速发展而快速增长,风电产业的繁荣 发展给风电变的发展带来了难得的发展机遇。本 文对风电场风电场使用中的欧
变、美变,提出了箱变的配置、功能上的要求及在 签署设备技术协议中及监造过程中应注意的事项 着重提出了建议,提出了风电场风电场箱变的选型 过程中注意的问题。 关键词:
是整体式波纹油箱在运行过程中,特别在箱变投入 初期和大负荷考验中,特别要注意低压侧接线端子 的温度。低压侧满负荷电流可达到1300A,在运行 中用测温仪做好检测工作。
在投运前要对接线螺栓进行力矩抽查,避免接触不 牢固发热造成事故。 经过专业的特殊三防处理的箱变外壳,不管是欧变 还是美变,都可以满足海边恶劣的环境条件。沿海 风电场
厂重新更换熔断器,修理时间长。插拔式熔断器损 坏后,可直接拔出更换,对变压器做完检测后可立 即更换。维修时间短,也就间接创造了经济效益。 如采用美变建议采用此种形式。
3.2.5油箱外壳 美式箱变全器身都暴露在露天环境中,风沙、盐雾、 日光曝晒等因素对变压器的外壳,提出很高的要求。 关键是油箱波纹管和器身的焊接连接部位,如有
对变压器做完检测后可立即更换。维修时间短,也 就间接创造了经济效益。如采用美变建议采用此 种形式。 3.2.5油箱外壳 美式箱变全器身都暴露在露天环境中,风沙、
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收稿日期:2011-02-21。
作者简介:林艺(1986-),女,福建龙岩人,硕士研究生,从事近海能源与工程研究。
E-mail:bzhlinyi110@大连近海风电场风机机组的选型与布置初探林艺,康海贵(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116023)摘要:风机的选型与布置是风电场建设可行性研究的重要内容,对风电场的建设造价和投产后的发电效益有重要的影响。
文章在大连近海风资源评估的基础上,综合考虑国内外风力发电机组的制造水平、技术成熟程度,选择4种机型,布置在两个参考场址,预测其理论发电量,通过技术经济比较,选出最佳机型。
一号场址的水文地质条件比较利于风机布置,可安装34台单机容量为3MW 的风力发电机组,布置方式为2排17列,年上网发电量约为26262万kWh 。
关键词:大连近海风电场;机组选型;布置;容量系数中图分类号:TK89文献标志码:A文章编号:1671-5292(2011)04-0004-05Explore on the selection of wind turbine generatorin offshore wind farm of DalianLIN Yi ,KANG Hai-gui(Dalian University of Technology,State Key Lab.of Coastal and Offshore Engineering ,Dalian 116023,China )Abstract :The selection and arrangement of wind turbine generators are important in the feasibility re -search of wind farm construction,which has a important influence on the cost and power benefit.Base on the evaluation of wind resource in Dalian and wind turbines'manufacture level at home and abroad,four kinds of turbines were choosed arranged in two referenced sites to predict the theoretical generated energy,Choose the most suitable wind turbine by compareing the technology and economics.Finally No.1site was determined to be the optimal site for wind turbine arrangement.in which 34wind turbines with the capacity of 3MW could be installed by 2rows and 17columns,the energy of 262.62million kWh was generated on-grid each year.Key words :offshore wind farm in dalian ;selection of wind turbine ;locate ;capacity factor 0引言继陆上风电成熟发展之后,近海风电正稳步兴起。
与陆地风能相比,海上风能具有风速高、机组利用率高、受噪音标准限制小等优点。
我国海上风能资源非常丰富,在近海和沿海地区可以利用的风能资源约有7.5亿kW 。
与迅速发展的欧洲海上风力发电技术相比,我国海上风电技术还处于起步阶段,上海东海大桥10万kW 风电场的建设拉开了我国海上风电建设的序幕。
大连地处东亚季风区,西北濒临渤海,东南面向黄海,陆地及近海地区季风特点明显,风力较大,6级或6级以上大风日数为90~140d/a ,年平均风速为3~6m/s ,是我国东北地区风速较大的地区之一。
本文就大连近海风电场的机组选型与布置进行可行性初探。
1大连近海风资源从大连气象局收集到大连,长海、庄河和旅顺4个观测站的1971~2000年气象记录资料,通过整理、分析可知,2000年(代表年)大连近海地区10m 高度处的年平均风速为5.0m/s 左右(图1),风速等值线的走向与海岸线基本平行,渤海一侧的近岸风速大于黄海一侧;年平均风功率密度普遍为180W/m 2左右(约为内陆地区的3倍),并且可再生能源Renewable Energy Resources第29卷第4期2011年8月Vol.29No.4Aug.2011林艺,等大连近海风电场风机机组的选型与布置初探呈由海上向内陆递减的趋势;年有效风力小时数普遍达到6000h 以上。
通过数值模拟分析了大连近海区域20,55,80,110m 高度处的年平均风速、年平均风功率密度、年有效风力小时数的分布概况[1]。
2场址选择综合考虑年平均风速、年有效风功率密度、年有效小时数和场址的海洋水文地质条件,并避开大连沿海地区的港口和航道,选定大连金州湾海区(1号场址)、金石滩附近的黄嘴子湾与常江澳海区(2号场址)为大连近岸海上风电场的建设场址。
相关的选址参数见表1。
3海上风电机组选型3.1机型选择选择机型应考虑风电场场址的风资源条件,合适的风资源条件有利于提高风电场的发电效益;海上风电机组须具备较强的抗风、抗潮湿、防盐雾腐蚀等性能;风电机组还应满足一定的安全等级,依据极大风速和平均风速将机组划分为IEC S ,IEC I ,IEC II ,IEC III ,IEC IV 5个级别,海上风机的安全等级一般都在IEC II 以上[2]。
风电机组的结构形式为具有代表性的水平轴、上风向式、三叶片风力机型。
风力发电机功率调节方式分为定桨距失速调节和变桨距调节两大类,二者各有优缺点。
前者因切入风速小,低风速时效率也较高,故对平均风速较小的风电场有较好的适用性,但风力机经常工作在风能利用系数较低的点上,风能得不到充分利用,且性能受叶片失速性能的限制,在风速超过额定值时发电功率有所下降。
后者能主动以全顺桨方式来减少转轮所承受的风压力,具有结构轻巧和良好的高风速性能等优点,风能利用系数相对较高,缺点是增加了操控机构,故障率高,控制程序比较复杂。
从目前市场情况看,变桨距调节方式将逐渐取代定桨距失速调节方式,是兆瓦级风力发电机及海上风机发展的方向。
3.2单机容量范围国外从20世纪90年代开始建设海上风电场,单机容量逐步增大。
近年来,国外海上风电场已安装及运行的主流机型主要包括Vestas2.0MW 和3.0MW 机型、Bonus2.0MW 和2.3MW 机型、GE3.6MW 机型等,4.5MW ,5MW 机型也在近些年相继推出。
上海东海大桥10万kW 海上风电场的34台风电机组也已整体安装成功,该项目全部采用华锐风电自主研发的全球技术最先进的3MW 海上风电机组。
参考已建海上风电场示范工程及国内外主要风机设备生产厂家各机型的相关技术参数,拟定单机容量方案。
综合比较各厂家不同型号的风电机组,选择Vestas 具有代表性的2MW ,3MW 机组和华锐公司的3MW 机组共4种机型进行参考。
各种机型技术参数见表2和图2。
(1)平均风速图(m/s )图12000年大连近海区域10m 高度风资源状况Fig.1Wind resource at ten meter height in offshore area ofDalian in 2000(2)功率密度图(W/m 2)年平均风速年平均风功年有效风水深m/s 率密度/W ·m -2力小时数/hm 金州湾(1号) 5.1~5.4≥180≥65008~10金石滩(2号)5.1~5.4≥180≥650012~26表1评估相关参数(10m 高度处)Table 1Technical parameters of evaluation (10meter height )地点项目V80V90V112S105单机容量/MW2333表24种机型技术参数对照表Table 2Technical parameters of four wind turbine generators120.6E 121.2E121.8E122.4E123.0E 123.6E40.2N 40.0N 39.8N 39.6N 39.4N 39.2N 39.0N 38.8N 38.6N 38.4N40.2N 40.0N 39.8N 39.6N 39.4N 39.2N 39.0N 38.8N 38.6N 38.4N120.6E121.2E121.8E122.4E123.0E 123.6E3.3轮毂高度选择根据初步选定机型的技术资料可知,配套的标准塔架高度为80~110m 。
经对比80m 和110m 高度的风资源情况可知,当高度超过80m 后,年平均风速、年平均风功率密度和年有效小时数的增长幅度减缓。
随着高度的增加,基础费用、塔架和吊装费用也会随之增加,大大提高了发电成本。
因此,本研究拟定机组轮毂为80m ,此高度的风资源分布情况见图3。
3.4机型选择方案初定将选定的4种机型分别应用到大连近海已选定的1号和2号场址,并进行初步的布置,得到7种方案(表3)。
其中,2号场址只布置3MW 的机组。
3.5方案的技术经济比选机型选择应该满足技术可行和经济性最佳的条件,控制设备和施工成本,提高机组利用率,整体上提高风电场的发电效益。
(1)可运行的风速范围的比较由表2可知,4种机型的切出风速相同,均为25m/s ;SL105和V112的切入风速最低,当风速为3m/s 时就能并入电网发电,并且在12m/s 时(1)平均风速图(m/s )图24种机型功率曲线图Fig.2The power curve of four wind turbine generators项目Vestas80V90V112SL3000/105台数/台50343434总装机容量/MW 100102102102安全等级IEC IA IEC IIAIEC S IEC IIA叶片数/个3333风轮直径/m 8090112105扫风面积/m 25027636298528443轮毂高度/m 8080/90/105根据场址定80/90/100/110额定风速/m ·s -116151212切入风速/m ·s -14 3.533切出风速/m ·s -125252525风轮转速/r ·min -110.8~19.18.6~18.4 6.7~17.77.5~17.5塔架型式圆筒圆筒圆筒圆筒续表2350030002500200015001000500004812162024功率/k W风速/m ·s -1V80V90V112SL10540.2N 40.0N 39.8N 39.6N 39.4N 39.2N 39.0N 38.8N 38.6N 38.4N120.6E121.2E121.8E122.4E123.0E 123.6E(2)功率密度图(W/m 2)40.2N40.0N 39.8N 39.6N 39.4N 39.2N 39.0N 38.8N 38.6N 38.4N120.6E121.2E121.8E122.4E123.0E 123.6E(3)年有效小时分布图40.2N 40.0N 39.8N 39.6N 39.4N39.2N 39.0N 38.8N38.6N 38.4N120.6E121.2E121.8E122.4E123.0E 123.6E图380m 高度风资源状况Fig.3Wind resource at 80meter height2号39°N122°06′E一V80250矩形布置3排17列二V90334三V112334四SL105334五V90334六V112334七SL105334表3风电场方案Table 3Wind farm projects方案场址测风点位置机型单机容量/MW台数台布置形式39°11′N 121°20′E 1号矩形布置2排17列沿海岸线5排可再生能源2011,29(4)就能满额发电,理论上发电效益最高,经济性较好。