海上风力发电所面临的困境

海上风力发电所面临的困境
海上风力发电所面临的困境

海上风力发电所面临的困境

1、规划困局

据业内人士透漏,“与陆上风电多建设在人烟稀少之地不同,海洋寸海寸金,各地方政府早已对自己的海域做出规划。显然,在生态农业、养殖、旅游以及沿海城镇经济诸多选择中,目前仅能盈亏“平衡甚至亏本的海上风电并不是各级政府的首选项目。在海上发展风电,不只是发改委、能源局说了算,海洋局是海域的直接管理部门,能源局的风电规划与海洋区域功能区划之间缺乏协调沟通,而地方利益在海上风电中也没有得到体现。”[行业透视,

2012年2月,xx]

2、技术瓶颈

在海上建设风电场,所需风电设备的技术含量要大大超过陆上风电。我国的风机制造企业,由于起步较晚,技术水平相比国外普遍落后,目前国内企业制造的大型风机,存在着稳定性不足的问题,而海上风机的维修时间较长,且成本非常高,这样也间接推高了海上风电场的投资成本。在经营风险较大的情况下,一些企业对海上风电领域内的投资采取了观望的态度。除了风机技术外,输电技术也是制约海上风电开发的关键技术。要想解决海上风电的并网问题,我国需建设女全、稳定和高效运行的智能电网。

海洋工程技术在海上风电的开发过程中,同样是小可缺少的关键技术。海上风电设备研制和风电场的建设可以说是海洋工程装备设计研发的一个重要领域,或者说是海洋工程装备的重要拓展领域。目前海上风电场大都位于水深

20m左右的近海海域,采用固基的着底式风电机塔。今后将逐步向水深100m 甚至几百米的海域发展,浮基海上风电场将是一种经济性和实用性兼顾的重要发展方向。从保证海上风电塔(固基或浮基)、锚碇系统有效运行的观点而言,除了其本身的特殊要求外,与传统的海洋工程装备(如各类海洋石油平台)有相当多的共性关键技术问题。

3、成本问题

建设海上风电场的前期项目多。技术人员小仅要在海上竖起70米一100米高的测风塔测量风速,而且要开展地质勘探工作,详细了解海底地形。在建设风电场时,技术人员要面对中、深海域和潮间带海域复杂的自然环境。目前,我国陆地风电项目造价平均在8000元/千瓦,海上风电项目造价在2万元/千瓦。由于成本过高,现阶段海上风电的收益较低也是影响其发展速度的一个重要因素。目前国内海上风电的标杆上网电价还未出台,海上风电的上网电价还采取的是一事一议的特许权招标方式,而在海上风电项目特许权招标过程中,企业间的竞相压价大大压缩了最后中标企业的获利空间,这也导致了一些中标企业迟迟未能进行海上风电场建设。

4、由于风能的自身特性,导致风电的波动性、间歇性和不规则性,使风电对电网的贡献率低于10% o(贡献率在3%左右对电网没有影响;在5%左右时可通过适当的技术措施减少影响;在10%时将给电网运行带来隐患。)由于海上风场施工难度和集中输变电、建设费用高等经济性问题,难以像陆上那样建成分布式风电场,必须大规模开发,而大规模海上风电场的开发,所发电能有可能让电网难以承受。目前,我国陆上风电因并网、限电等问题造成经营困难的不在少数,这也对大规模开发海上风电提出了警示。在关键设备研制上,我国海上风机研究还不够成熟,虽然借鉴了国外设计单位的技术和经验教训,并采用了有效地防范措施,但不得不承认国外先进水平仍有十年的差距。针对海上风机的安装、运行、维护较陆地困难且成本高,风机应向方向发展,从而增大单机发电功率、减小单机数量。为了节约材料,降低成本,可选用高叶尖速设计参数,以减轻塔顶机舱和叶片的重量。在叶片制造中应不断开发新材料、新工艺、新技术。

此外,当前对专业人才的培养严重滞后于风电产业发展,特别是风电机组研发专业人员,制造专业人员和高级技术工人,风电场运行和维护人员,以及高级管理人员严重僵乏。因此,必须加大力度培养海上风电领域的高水平复合型人才,以加强我国在国际海上风电领域的竞争力。

5.顶层设计缺失,亟需产业统一规划

从国外的发展经验看,海上风电发展强国如英国、德国等,均制订了海上风电产业发展的路线图。德国2002年就已经出台了《德国政府关于海上风能利

用战略》,制订了2001-- 2030年海上风电的发展战略。英国在2010年出台《英国可再生能源路线图》,为英国风能产业的发展制订了路线,明确了方向。路线图的制订可以将产业、学界和政府的观点相结合,并终将带动投资。我国海上风电的发展目前缺少行业的顶层设计,发展路线不明确,不利于行业投资增加和行业进步。《海上风电开发建设管理暂行办法》明确规定要编制海上风电规划,海上风电规划包括全国海上风电发展规划与沿海各省(区、市)海上风电发展规划,但到目前为比,《全国海上风电发展规划》迟迟未能出台,海上风电的发展相对盲目,产业布局、技术创新及设备制造也需要统一规划安排,才能满足海上风电大规模开发的需要。

6、管理协调不够,亟需部门综合协调

海上风电的开发涉及多个部门的管理,包括能源、海洋、气象、军事、交通、环保等部门,从而也使得海上风电的开发的审批路线繁杂。各部门所遵循规则及执法方式有较大差异导致部门间意见不能一致,审批部门之间的沟通函待加强。同时,各级地方政府的海洋规划也存在与省级政府的规划相冲突,也需要综合协调解决。在我们现行的行政管理机制下函需建立综合协调机制,处理和协调海上风电开发中存在的种种障碍和困难,才能形成合力,共同推进海上风电产业的发展。

7、基础工作薄弱,亟需摸清资源家底

在海上风电大规模建设的初期,进行海上风能资源评价工作显得尤为重要。世界上主要的海上风电国家对于海上风能资源数据的搜集和整理都十分重视,目的是为风电场建设的提供基础数据支撑与保障。但我国的海上风能资源评估尚处于初级阶段,未全面的展开海洋水文调查、海底地质勘探等基础工作,现有数据不够精细,很难支撑海上风电的全面持续开发。

同时,在全国各沿海地区,海上风电业的发展是严重不平衡的,基础风能资源数据的缺乏是造成这种现象的重要原因之一。在这种情况下,很有必要组织系统开展基于海上风电开发的资源环境调查,以摸清我国海上风能的家底,建立完整的海上风能数据库,以促进海上风电的发展。

8、产业链未建成,亟需降低发展风险

众所周知,产业链的成熟度与产业健康发展程度密切相关。我国和国际风电产业强国在海上风电产业链建设方面还存在不小的差距,打造中国海上风电产业的完整链条,形成海上风电产业的整体竞争力是我们需要统筹考虑的问题。我国海上风电产业链存在很多“短腿”。

海上风电设备的技术要求相较于陆上风电设备更高,我国目前刚刚启动风电设备国产化的进程,海上设备制造技术仍需完善,这也给海上风电项目带来很大的投资风险,同时,缺乏专业化的基础设施技术,相关运输、安装、海缆铺设等技术及设备还处于探索阶段,海上升压站、先进海底电缆以及轻型直流输电技术装备还缺乏工程实践。此外,在海上风电运营模式上,需要进行统筹合理规划,协调产业上游、产业中游、产业下游各环节之间的关系,努力促使电网建设与海上风电投资的需求相适应,以降低潜在的项目运行风险,促进我国海上风电产业的健康发展。

9、技术支撑薄弱,亟需完善标准规范

海上风电技术是当今风电技术发展的最前沿,相对于陆地风电,海上风电机组需要克服更加复杂、更加严峻的自然环境条件约束,在风电设备设计、研发、制造的各个环节,都要充分考虑海洋自然环境要素(如海洋水文条件、海床构造、海水腐蚀等)的影响,因此海上风电发展的技术要求比陆地风电要复杂很多。在海上风电设备制造虽然已基本形成生产体系,但产品仍有不少技术缺陷,在风场建设方面,我国海上风电场建设缺乏适应多种建设条件的施工设备,对海上风电技术的设计、施工技术装备、事故诊断及运行维护能力不足,在海上风电运营部分,离岸的变电站和海底电缆输电技术水平较低。同时,我国海上风电建设尚未形成相应的标准体系,在海上风电工程建设中的勘查、施工、运维等技术环节缺少有效指导,缺乏对海上风电技术和经济风险的有效管理,在海上风电全过程的建设中,技术标准和管理办法还不完善,在设备检测认证、信息跟踪等服务体系建设方面还不健全,同时在管理上也存在经验严重缺乏等问题。

10、经济激励缺乏,亟需创新经济政策

为推动可再生能源的发展,中国已经出台了有关扶持可再生能源发展的政策,但具体到推动风电产业的发展,仍显不足,建议针对风电发展制定专门的

税种。目前我国实行的海上风电增值税是依照火力发电企业按照增值税率17%征收的,但相较于单纯利用风能的海上风电产业而言,火力发电企业还能够在燃料(及其他的原材料)获得进项税的抵扣,因此,这对于海上风电产业的发展在某种程度上来说是增加成本,起制约作用。从国际发展经验来看,世界主要风电国家要政府对于相关的技术给予长时间的持续性的支持,并且需要法律保障其运营成本。德国不但在上网电价方面给予海上风电良好的发展环境,在技术研发的支持方面同样也给予充分的资金支持,这些措施均将对海上风电和再生能源发电的发展产生巨大影响。而我国的海上风电在政策投入上差距较大。

海上风力发电发展现状解读

海上风电发展 大纲: 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧,西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月,全球共建立了24个海上风电场,累计安装了了402台海上风机,总容量805MW,年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示,红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场,紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场,而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW,其次是英国339MW,共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机,西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod,Bluewater Wind,Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段,其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见,各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中,以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测,到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下,过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。

海上风电场海水养殖一体化

Perceived Concerns and Advocated Organisational Structures of Ownership Supporting ‘Offshore Wind Farm —Mariculture Integration’ 表示关注和主张 组织结构的企业 支持“离岸风场 —海水养殖一体化” Gesche Krause, Robert Maurice Griffin and Bela Hieronymus Buck 1Leibniz Center for Tropical Marine Ecology (ZMT), Bremen 1莱布尼兹热带海洋生态中心(ZMT),不莱梅 2Department of Environmental and Natural Resource Economics, University of Rhode Island 2环境与自然资源经济学院,罗德岛大学 3Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Science (AWI), Bremerhaven 3阿尔弗雷德韦格纳极地和海洋科学研究所(AWI),不来梅港 4Institute for Marine Resources (IMARE), Bremerhaven 4海洋资源研究所(IMARE),不来梅港 5University of Applied Sciences Bremerhaven, Bremerhaven 5不莱梅应用科学技术大学,不来梅港 1,3,4,5Germany 1,2,4,5 德国 2USA 2 美国

海上风力发电及其关键技术分析 林亮

海上风力发电及其关键技术分析林亮 发表时间:2019-09-05T10:34:49.077Z 来源:《中国电业》2019年第09期作者:林亮屈伟 [导读] 随着我国社会不断发展,能源日益紧缺的背景下,低碳环保的理念受到人们重视,并被应用到电力企业中,企业越来越重视清洁新能源的开发与利用。 中国船舶重工集团(天津)海上风电工程技术有限公司天津 300450 摘要:随着我国社会不断发展,能源日益紧缺的背景下,低碳环保的理念受到人们重视,并被应用到电力企业中,企业越来越重视清洁新能源的开发与利用。 关键词:海上;风力发电;关键技术 1我国风力发电技术发展所面临的障碍 1.1发电机组安全性能不足 即使风力发电技术在今年来备受国家和企业重视,然而在安全性能方面没有过多关注,无法保证发电机组的安全性与稳定性,甚至部分设备存在安全隐患。发电机组是风力发电系统重要组成部分,机组运行效率与安全稳定性直接关系到系统的运行效率。国家与电力企业对风力发电技术推广不到位,部分地区没有科学进行技术改革,导致发电机组缺乏安全性,经常出现机组事故,给风力发电系统带来不良影响,降低系统安全性与稳定性,不利于新能源产业的可持续发展。 1.2成本高且监管力度薄弱 经济是限制海上风电发展的重要原因,对比化石能源电力,海上风电的发电成本高,现在我国近海风电统一电价0.85元/千瓦时,一些海域预期投资收益不理想。海上风电对设备和施工技术要求严格,海上风电机组要克服台风、盐雾腐蚀问题,且施工需要专业施工队伍和施工船舶。除此,有的海上设施寿命短,以及停止使用后的拆除与续期的问题都不可避免。海底电缆审批和海域论证审批的分离加大了企业成本,事中事后监管不足,相关配套政策的缺失也加大了建设与运营维护的难度。 1.3风力发电的市场化水平低 风力发电虽然已经有一定的发展时期,但在和市场对接方面仍处于起步阶段,商品化程度依旧很低。风力发电在商品化这一方面仍需要长时间的发展,才能有一台完善的市场机制。相应的市场化人才也是不可或缺的,风力发电需要的商品化人才依旧处于空缺阶段。国家和社会仍需要投入大量的人力物力财力发展相配套的设施和人员。 2海上风力发电及其关键技术分析 2.1海上风力发电技术概述 与传统能源的开采利用相比,利用海上风力资源面临空前的技术难题,如:能量转换设备的设计研发、发电设备的安装施工、海上风力发电电能的传输和供电网络的建设以及海上风力电场的运维管理等方面。因此尽管早在二十世纪的七十年代就有人提出了利用海上风力发电的设想,但是全面的科学研究和实践应用到上个世纪末才真正的全面展开。这由于与陆地风力发电技术的研究相比,海上风力发电面临的复杂施工地质环境缺乏成熟和可借鉴的工程技术做为基础,针对海水的波浪冲击、海冰影响、海水腐蚀以及海上风力和风向变化也没有系统的荷载计算和分析标准。另一方面因为特殊的工程环境和施工、运输以及运维技术需要等因素,造成海上风力发电场建设缺少足够的成熟经验做为参考,导致建设海上风力发电场的投资规模和回报率具有很多不确定性,因而海上风力发的商用推广近十年才随着相关技术的日渐成熟真正展开。 2.2关键技术 (1)海上风力发电机的选择 1)双馈式感应风力发电机双馈式感应风力发电机在海上风力发电站的应用最广泛,基本上普及了海上风力发电站。根据电刷和滑环调节转子电功率频率方式的不同,又可以分为有刷和无刷两种。2)永磁直驱式风力发电机永磁直驱式风力发电机组是目前海上风机发电的主要研究方向。它的涡轮机可以直接进行驱动,减少了齿轮箱环节,有效降低了发电机组运行过程中产生的噪音,且故障率较低,维护成本较低。永磁同步发电机直接与涡轮机连接,利用涡轮机的转化能力,将风能转化为机械能,然后利用永磁同步发电机将传递过来的机械能转化为交流电,并利用并网变频器实现对交流电的蒸馏、升压及逆变处理,最终得到三相电压频率恒定的交流电,并入到电网系统。3)无铁芯电机随着科学技术的发展,无铁芯电机具有安装和运输成本低的优点,越来越多地应用到海上风力发电机组设计中。例如:通过定子和转子均无铁芯的辐条式结构设计,降低了电机重量,同时有效扩大了电机容量。 (2)完善风力产业结构 风力发电技术发展过程中,需要重视风力产业结构的科学与完善。近日,某智慧新能源企业开展“变频控制风力发电系统的拓扑结构”,项目结构简单,功能全面且造价成本低。企业研究部署海上风力发电产业建设工作,推动区域内产业结构调整和风能结构调整,技术人员实地调研生产车间与大数据中心。技术人员使用3MW风机在珠海进行台风测试,设备在每秒68.5m风速下依旧可以稳定运行,并利用台风中的风资源为企业提供额外发电量。例如电白黄岭风电场,与同兆瓦级风电场单机相比,电白黄岭的电机累计发电量高达78.6%,真正意义上实现了风力产业的高质量发展与绿色发展。 (3)桩基式基础技术原理及其应用 在目前已经建成的海上风力发电场当中,桩式基础的应用占有最大的比例,尤其是其中的单桩式基础,是海上风电大国丹麦海上电场建设的主要基础形式。这一方面是因为这一设计形式的施工技术相对简单和经济,另一方面与丹麦沿海的海床工程地质条件有关。单桩式基础的材料采用大径空心柱形钢管,利用大功率的打桩设备直接嵌入海床,为了实现风电设施在海上的可靠稳定运行,单体式的钢管直径最大可达六米,能够适用的海水最大深度为30m。但是由于来自海水、海风和风机运行荷载的承载形式所限,这种风电设施基础形式对海床工程地质的要求相对较高,而且由于目前海上风力发电机组的单机容量越来越大,单桩的直径过大导致其经济性变差和面临施工技术瓶颈。因此在实践应用过程中又演化出了单立柱三桩、导管架式以及多桩承台式等多种桩基式基础,通过复杂的结构形式来增强基础的稳定性和对施工地质条件、荷载变化规律的适应性。其中的导管架式基础由于良好的经济性和广泛的适用性而获得了较多应用,而多桩承台式基础在桥梁和码头的建设中有着广泛应用,因此在我国有着比较丰富的设计使用经验和施工技术资源,因此在国内的海上风力发电场建设

风力发电机文献综述

毕业设计文献综述 题目:立轴风力发电机 学生姓名:李春鹏学号:090501224 专业:机械设计制造及其自动化 指导教师:刘恩福 2013年2月27日

一、摘要 风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能,然后通过电机转化为电能,通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向,分为水平轴风力机(HorizontalAxis Wind Turbine简称为HAWT)和立轴风力机(Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT)两大类,达里厄型(Darrieus)风力机为立轴风力机的典型机型。立轴风力机由于其结构和气动性能的独特优势,越来越被人们重视。变速风力机可以在很大的风速范围内工作,而且能最大限度的捕获风能,提高风力发电机的效率,而成为当前该领域的研究热点。本文以大型变速立轴风力机为研究对象,风力机为典型的达里厄型风力机,直接驱动永磁同步电机发电。通过建立风力机气动性能评估模型、传动系统模型、电机以及控制系统的模型,并在MATLAB/SIMULINK进行仿真模拟,得到风力机在各种工况下的运行情况,并实现了最大风能追踪的算法。 变速风力发电机提高了风能利用率,但增加了控制系统的难度,本文对最大风能追踪策略的理论进行分析研究。分析了达里厄型风力机的气动性能评估模型,该模型是基于叶素动量理论的双多流管模型,考虑了达里厄型风力机旋转时叶片对风轮下盘面流动干涉的特性,以及翼型动态失速、气动阻力的影响,对1MW达里厄型风力机进行计算分析,得到了该风力机的气动性能,如风力机在各风速下的气动转矩与转速的关系,以及在各风速下的气动功率与转速的关系,为仿真模拟提供基础。根据仿真的需要分别建立了风力机传动系统模型、永磁同步电机模型、最大功率跟踪算法等模型。永磁同步发电机在同步旋转轴下建立,并对同步电机的解耦控制做了分析,最大功率跟踪算法采用尖速比控制方法。最后在MATLAB/SIMULINK中且搭建了整个系统的仿真模型,对1MW 达里厄型风力机低风速气动、高风速刹车、额定风速下变风速运行等工况进行了仿真模拟。通过模拟得到风力机在各种工况下的运行情况,实现了最大风能追踪的算法,采用尖速比的控制方法追踪最大风能的效果显著,为进一步立轴风力发电机控制系统的设计提供依据。 ABSTRACT The rapid progress on wind energy conversion technology has made wind energy tobe one of the most important renewable and sustainable energy.Current wind energy conversion system translates the wind energy to mechanical energy by wind turbine,and then converts it to electricity by generator.According to the direction of the revolving shaft in space,wind turbine includes two types,one is horizontal axis wind turbine(HAWT for short),and the other is vertical axis wind turbine(VAWT for short),thevertical axis wind turbine is famous for Darrieus type.There has been growing attention to vertical axis wind turbine for its unique structural and aerodynamic advantages.As variable speed wind turbine works at larger ranger of wind speed,utilizes much more wind energy,Improve the efficiency of wind turbines.So it has become the hot topic in the field.This paper is basic on large variable speed vertical axis wind turbine.The wind turbine is Darrieus type,and it dives permanent magnet synchronous generator directly.Through establishment of aerodynamic performance evaluation model,dive-train model,generator and control system model,and simulating of the wind turbine system model in MATLAB/SIMULINK,we can obtain the performance of wind turbine in a variety of conditions,and achieve the algorithm of Maximum Power Point Tracking. Although variable speed wind turbine Improve the efficiency it Increase the difficulty of the control system.The Maximum Power Point Tracking control Strategy theory is analyzed in this paper.The aerodynamic performance evaluation model is established,it's the double-disk multiple stream-tube model in the framework of blade element momentum theory,the airfoil dynamic stall effect and aerodynamic losses were included.we obtained the aerodynamic performance by calculating for the1MW Darrieus vertical axis wind turbine,such as the relationship between aerodynamic torque and rotating speed at different wind speed,the relationship between aerodynamic power and rotating speed at different wind

海上风力发电及变桨距系统的心得体会

海上风力发电及变桨距系统的心得体会毕业设计(论文)开题报告 题目:海上风力发电变桨伺服系统设计学院:电气信息学院 专业:电气工程及其自动化学生姓名:学号:指导老师: xx年 3月 15日 开题报告填写要求 1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。 3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的 __应不少于10篇(不包

括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的 __应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。 4.统一用A4纸,并装订单独成册,随《毕业设计(论文)说明书》等资料装入文件袋中。 毕业设计(论文)开题报告 毕业论文 题目:海上风力发电变桨伺服系统 学院:电气信息学院专业:电气工程及其自动化班级:学号:学生姓名:导师姓名:完成日期: xx年6月 诚信声明 本人声明: 1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;

2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料; 3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。 作者签名:日期:年月 湖南工程学院 毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:海上风力发电变桨伺服系统设计姓名系别电气信息学院专业电气工程及其自动化班级学号 指导老师教研室主任谢卫才 一.基本任务及要求: 本设计以海上风力发电变桨伺服电机为控制对象研究其控制系统的设计方法。主要设计内容为:①掌握变桨伺服电机的原理、结构; ②研究变桨伺服电机控制方法;③完成调速系统主电路结构和原理设

中国海上风力发电发展现状以及趋势

中国海上风力发电发展现状以及趋势【摘要】:由于具有资源丰富,对人们的生产生活影响小,以及不占用耕地等优势,近几年,我国的海上风力发电得到越来越多的关注。本文就我国近海风电的行业背景、海上风电市场区域分析、国家政策、社会效益、技术支持、发展瓶颈及建议、以及未来发展趋势等几个方面进行论述。 【关键词】:海上风力发电,发展现状,发展趋势,海上风电技术,社会效益,国家政策 前言: 相对于我国陆地风能,海上风能以其资源丰富,风速稳定,对环境负面影响小,装机容量大,且不占用耕地等优势得到了众多风电开发商的青睐。 经过连续多年的高速增长,我国风电装机容量已居世界第1位。目前我国正在大力推动海上风电发展,将从以陆上风电开发为主向陆上和海上风电全面开发转变,目标是成为海上风电大国。近年来,政府相关部门多次出台技术和管理政策,大力推动我国海上风电开发进程。 1、行业背景: 我国近海风能资源丰富。拥有18,000多公里长的大陆海岸线,可利用海域面积多达300多万平方公里,是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。据统计,我国可开发利用的风能资源初步估算约为10亿kW,其中,海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW]。 目前我国已经成功并网发电的海上风电项目有:东海大桥海上风电示范项目,响水潮间带实验项目,龙源如东潮间带风电场项目,华能荣成海上风电项目等。另外有南港海上风电项目,江苏大丰200MW海上风电项目等44个项目拟建或者在建。这意味着我国的海上风电正在高速发展着。 另外,随着海上风能的高速发展,也带动着风能产业链的高速发展。我国现有海上风机供应厂家12家,其中以明阳风能以及金风科技最为卓越,在全球最佳海上风机评选中,分别位列第二和第十,这标志着我国风机制造业已经拥有国际先进水平。 据数据分析,未来的15年内,我国风电设备市场的总利润将高达1400亿至2100亿元。巨大的利润,也必将使得我国海上风机制造业得到更加快速的发展。

海上风电现状及发展趋势

能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -

海上风电

Nysted海上风电场:项目时间表与前期招标 2007-12-06 21:45 Nysted海上风电场:项目时间表与前期招标 供稿人:张蓓文;陆斌供稿时间:2007-6-15 项目时间表 现简单介绍其项目时间表与前期招标情况。 1998年,丹麦政府同生产商达成协议,实施一个大型海上风力发电示范项目,目的在于调查发展海上风力发电场的经济,技术和环境等问题,并为未来风力发电场选择区域。 1999年,丹麦能源部原则上批准安装,并开始了Horns Rev和Nysted初期调研和设计。 2000年夏天,政府得到风力发电场的环境影响评估,于2001年批准了发电场建造的申请。 海上风力发电场的基座建设起始于2002年7月末,基座的建造和安装根据时间表执行,始于承包公布的2002年3月,2003年夏天全部完成,并做好了接收风力涡轮机的准备。第一台涡轮机于年5月9日起开始安装,2003年7月12日开始运行。最后一台涡轮机于2003年9月12日安装并电网,试运行在2003年11月1日结束。 前期招标 ENERGI E2为项目准备了一份技术上非常详细的招标书,其中评价了ENERGI E2在丹麦东部传统火和电网建造,策划和运行方面的经历,以及来自海上风力发电场Vindeby(11×450 kW Bonus)Middelgrunden(10 of 20 x 2MW Bonus)的经验。 涡轮机的选择:选择涡轮机的重要参数有:96%可用性;雷电保护;塔架低空气湿度(为防止腐采用单个起重机用于安装大型部件;能完全打开机舱;在所有电力设备采用电弧监测的防火措施等最后丹麦制造商Bonus(现为Siemens)获得了生产涡轮机的合同,涡轮机额定容量为2.3MW(是机组的升级版),是2004年Bonus所能生产的最大容量涡轮机。 风机叶片的选择:Bonus为Nysted的2.3MW涡轮机开发了一种特殊的叶片(不含胶接接头,一片成此前,叶片先在2000年1.3MW涡轮机预先检测过,运行一年后被拆卸进行全面观察。此外,Bon 专门成立队伍从生产线随机抽取叶片来检测,检测内容包括20年的寿命测试和叶片的断裂测试。基座的选择:海上风机基座设计需要考虑Nysted风力发电场的工作负载、环境负载、水文地理条地质条件。基座适用性包括涡轮机尺寸、土壤条件、水深、浪高、结冰情况等多个技术要素。水力可用于冲刷保护和起重机驳船安装基座的操作研究。基座面积大约为45000m2,占发电场总面积0.2%。水力模型研究包括各项可能的极端事件,如:波浪扰动的数值模拟和海浪,水流和冰受力算。由于Nysted海底石头较多,单桩式基座不可行,重力式基座较为合适。图1: Nysted 风电用的重力型基座,基座运载和安装的过程要求混凝土基座尽可能轻质。为此,该项目的基座采用带个开孔、单杆、顶部冰锥形的六边形底部结构,底部直径15米,最大高度16.25米,单个基座在中重量低于1300吨,适合海上操作。EIDE V号起重机船从运输码头把基座运载过去。然后,通过孔内添加重物和单杆为基座又增加了500吨重量,这些重量可保持基座的稳定性,防止滑移和倾覆刷保护分为两层结构,包括石头外层和一过滤层,材料由驳船上的液力挖掘机放置。 塔架要求:每个塔架有69米高,比陆上涡轮机的塔架低大约10%,这是由于陆上风切高于海上,只要采用较低的塔架就可获得相同的发电量。

中国风力发电的发展现状及未来前景要点

中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出,世界各国正在把更多目光投向可再生能源,其中风能因其自身优势,作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性,成为全球普遍欢迎的清洁能源,风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风,来无影、去无踪,是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布,中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入,可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下,风力发电产业也在高速发展。截至2011年底,世界风电装机量达到237669MW,新增装机量43279MW,增长率22.3%,增速与2010年持平,低于2009年32%的增速。由表一,可以看出中国风电装机量62364MW,远远超过世界其他各国装机量,而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中,很明显的看出,从2001年到2004年,风电装机增速是在下降的,2004年到2009年风电有处于一个快速发展期,直到近两年风电装机的增速又降为22%左右,可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提

升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进:2009年当年的装机容量已超过欧洲各国,名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW,超越美国,成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出,中国风电正经历一个跨越式发展,这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而,图8 中,我们能够清楚的看出自2007年以后,虽然新增装机量很大,但增速却明显下降,而其他国家,比如美国、德国,这些年维持着一个稳定的增速。由此,我们应该意识到,我国风电,尤其是陆上风电,正在进入一个转型期,从发展期进入成熟期,从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图

(非常好)海上风电场经验总结:由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发

海上风电场经验总结:由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发 作者:张蓓文陆斌发布日期:2008-5-8 18:13:30 (阅270次) 关键词: 风电总结 DS 海上风电场的风速高于陆地风电场的风速,不占用陆地面积,虽然其电网联接成本相对较高,但是海上风 能开发的经济价值和社会价值正得到越来越多的认可,海上风电的发电成本也将越来越低。海上风电场的 建设对于风电行业的进一步发展而言很关键,现已进入到一个重要阶段,进一步发展可以吸引大量项目资 金的进入,其具有震撼力的阵形正在全球范围地受到沿袭[1]。全球海上风力发电场装机容量增长详见图1。欧洲地区的发展目前领先于全球。丹麦于1991年建成第一个海上风力发电场,此后直到2006年末,全球 运行了超过900MW装机容量的海上风电场,几乎所有发电场都在欧洲[2]。 表1.17座离岸1km以外的建成或在建风电场 建设地点始建年 份风电机组数量 (台) 风电机组型号总装机容 量 TunaKnob丹麦1995 10 VestasV39/500kW 5MW Utgrunden瑞典2000 7 EnronWind70/1500kW 10.5MW Middelgrunden丹 麦2001.3 20 Bonus76/2.000MW 40MW HornsRev丹麦2002.12 80 VestasV80/2.000MW 160MW Nysted丹麦2003.11 72 Bonus82,4/2.300MW 165.6MW NorthHoyle英国2003.12 30 VestasV80/2.000MW 60MW KentishFlats英国2005.8 30 VestasV90/3.000MW 90MW Beatrice英国2006.9 2 OWEZ荷兰2006.11 36 VestasV90/3.000MW 108MW 来源:“Off-andNearshoreWindEnergy”,上海科技情报研究所整理 国外海上风力发电场技术正日趋成熟,建成的风电场容量为2.75至165.6MW(详见表1),规划中的风电场容量为4.5至1000MW[3]。而海上风电场产业还处于“做中学”的阶段[5],对于以往的经验教训进行总结对未来产业发展是很有必要的。笔者之前已依据德国专业研究机构公开的 “CaseStudy:Eur opeanOffshoreWindFarms-ASurveyfortheAnalysisoftheExperiencesandLessonsLearntbyDevelope

关于海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题的探析

关于海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题的探析 发表时间:2018-06-12T13:28:37.837Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第4期作者:李钢幕[导读] 我们应当积极借鉴并利用世界上已有的先进工程实例,充分挖掘我国沿海风力资源,推进海上风电场建设,为我国节能减排工作的顺利进行做出贡献。 中国电建集团核电工程有限公司摘要:本文作者结合多年工作经验,主要就海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题进行了相关研究,希望对加快我国海上风力发电发展有所帮助。 关键词:海上风力发电;风电场;能源海上风力发电是节能减排工作中的一项重要内容,具备诸多优势,海上风况明显优于陆地,湍流较小,空间大,环境污染和噪音污染较小便于开发,但海上风力发电也存在一定不足,其初期投资较大,并且在风电机组基础结构选型与实施、风电机组运输以及后期维护等方面的技术难度较大。此种情况下,加大力度探讨海上风力发电技术对于海上风能资源的开发和利用具有重要意义。 1 当前海上风力发电主要技术 1.1海上风场选址 海上风力发电场需要选择一个适合的地方进行,这将是一个繁琐复杂的工作。如果选址不正确的话很可能会导致项目建设的失败。那么,电场选址应该考虑的因素主要包括以下几方面:(1)关于项目建设的审批是否经过相关部门的许可。(2)建设之前一定要注意是否获得海域的使用权。(3)建设的时候要对环境进行相关的了解,包括水深度、海域的范围、风能资源的多少以及地质条件是否有优势。(4)要考虑环境制约的因素,相关人员要考虑到风力发电场的坚实是否会对当地的生态环境造成破坏。 1.2海上风力发电机的结构支撑 目前海上风力发电机的建造结构形式主要有四种,分别是:单桩、混凝土重力式陈翔、多桩、吸力式:(1)单桩:单桩的结构通常是在海床下十米到二十米深处,深度应该要按照海床的类型变化。通常桩径大约是两到四米左右,单桩的结构制造比较简单,缺点是施工安装费用都比较高。(2)混凝土沉箱。它的优势是造价比较低,不太受海床的影响,但是在进行建造的过程当中必须要海底准备,此外,它的尺寸和重量比较大,施工的时候也比较复杂。(3)多桩基础,它的特点是桩径比较小,但适用于深海的建造,由于多桩的建造经验较少,因而较少实际应用到工作方面。(4)吸力式基础,吸力式基础主要分为单柱和多柱沉箱基础。吸力式沉箱基础适用于软粘土,吸力式沉箱基础的安装费用比较高。 1.3海上风机机组 海上风电机组的安装主要包括两种方式:分体安装和整体安装。分体安装是指在目标海域按照基础→塔筒→机舱→叶片的顺序依次将机组的各主要部件装配成一个整体,这种施工方法与陆上风电场类似,适用于潮间带及近海区域,目前运行的多数风电场均按该方法建造;而整体安装则是在岸边将机组各部件装配成一个整体,竖直放置于运输船运送并安放至目标地点,以减少海况对装配精度的影响,作业费用较低,这种施工方法是近年发展起来的,也已有成功案例。 2海上风电机组运行可靠性问题研究 2.1 塔架基础的可靠性 目前海上风电机组基础主要分为两大类:悬浮式和底部固定式。悬浮式主要利用海水的浮力,及绳缆的固定作用,将风电机组“固定”在海里;底部固定式即利用单桩或多桩,直接把塔架与海底基础连接起来。目前浅海区域多采用单桩或三桩结构,而深海区域则多采用悬浮式基础。 悬浮式:悬浮式基础适用于深海区域,在保证风电机组正常运行的情况下,悬浮式基础可以大大降低基础的建设成本,从而降低海上风电的生产成本,但是在强风等恶劣环境下,其可靠性远远不及底部固定式,所以在其基础缆绳以及底部配重的设计上要求留有较大余量。 底部固定式:相对于悬浮式,稳定性更加优越,不会受海水波浪冲击效应的影响。由于其底部与海底直接刚性连接,所以不会有较大幅度的摆动,这很好的保证了塔顶发电机组的平稳运行,同时对于主轴而言,载荷的波动较小,这有力的延长了主轴的使用寿命,降低了风电机组的使用成本。 对于底部固定式基础,由于浸泡在海水中,长期受海浪、洋流的冲刷作用以及海水的腐蚀作用,基础易发生松动,严重时甚至会导致风电机组倾覆,这个问题必须引起重视。建议要在风电机组上安装基础实时监视装置,然后通过无线发射器将检测信号传输至主控室,以便安全检修人员及时发现和排除风电机组基础的安全隐患。 2.2机组的防腐蚀与防潮湿 风力机内部有很多的电气控制部分,其运行时不允许湿度过大,所以在海上高湿度的环境中,防潮防湿显得尤为重要。防湿的手段有很多,现在普遍采用的是密闭舱式,即把风电机组的机舱做成密闭形式,然后利用空调系统对风电机组内部构件散热和保温。这样能达到较好的防潮效果,但对空调系统运行的可靠性要求相对很高。除了防潮,防腐蚀也相当关键。由于海上的空气湿度大,并且海水中各种溶盐离子较多,致使风电机组结构很容易发生电化学腐蚀。一般风电机组的设计使用寿命都在二十年以上,所以还上的风电机组一定要有较强的抗腐蚀能力。现在比较常用的手段是在风电机组易腐蚀的部位适用抗腐蚀材料、在风电机组外表面涂刷防腐蚀涂料、使用不会被腐蚀的高强度复合材料等。这对风电机组有效的起到了防腐蚀作用。 2.3 极端恶劣天气的影响 我国南方沿海地区,在夏季和秋季经常会遭受台风和强热带风暴的影响,而在北方沿海地区,冬季经常会出现严寒低温、海面结冰情况,因此海上风电机组必须要考虑台风、海啸、冰冻、海冰等极端恶劣天气的影响。首先,风电场的选址要尽量选择风速稳定、台风路径较少经过的区域。对于北方可能出现海冰的区域,要根据往年气象资料,研究海冰厚度及对风电机组的影响,然后进行实验模拟,最后科学选址。其次,在风电机组设计时,要考虑破坏性天气发生时对风电机组的损坏,以及制定相应的安全防范措施。比如风电机组的叶片强度可以根据塔架及机舱的强度而设计,使其强度低于塔架的强度,这样在遇到破坏性强风的时候,叶片可以先行断裂脱落,从而最大程度的保护主机舱,把损失减小到最小。

国际海上风电发展现状及趋势

海洋工程海上风电海洋油气船舶工程装备供应装备采购海工微博 您当前的位置:首页>海工新闻>海上风电 国际海上风电发展现状及趋势 国外海上风力发电的发展现状 海上风电由于其资源丰富、风速稳定、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,可以大规模开发等优势;一直受到风电开发商的关注。但是,海上风电施工困难、对风机质量和可靠性要求高,国外海上风电经过近20年的发展,呈现出3个重要特征。 1、丹麦、德国和欧盟是海上风电发展倡导者 尽管世界海上风电装机容量已经达到了100万千瓦,但是大约40%在丹麦,其余分布在德国、英国、爱尔兰、瑞典和意大利等。丹麦是一个岛国,近海面积远远大于陆地面积,地处波罗地海,海风风速稳定,没有灾害性台风影响,有利于开发海上风电场。目前,丹麦建成了7个海上风电场,总装机容量达到40万千瓦。因此,丹麦是海上风电先导者,也是海上风电的倡导者。在丹麦的积极倡导和设备供应商的推动下,欧盟在2004年将海上风电的开发提上日程。按照欧盟风能协会的计算,2020年风电装机容量将达到1.8亿千瓦,海上风电约为8000万千瓦。 欧盟各国为海上风电项目审批实行一站式服务,为海上风电项目的开发提供方便;建立统一海上风电联网机制,建立近海海底电缆联网系统,方便海上风电的接入;各国分享已经取得的海上风电的经验和教训,联合进行技术研发并尽可能形成规模化海上风电的开发;明确海上风电过网费的分担水平,给开发商明确的价格政策信息;充分利用海洋开发的数据和经验,要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持,以便选择最适合开发的风电场。欧洲风能协会和各电网公司联合制定海上风电上网的技术标准和技术要求,方便海上风电的上网。 在欧盟政策的鼓励下,德国也开始了海上风电的发展。德国陆地风能资源较好地区的开发程度已经较高,海上风电开发目前正式进入德国的开发日程。针对当前海上风电电价过低的局面,德国计划修改电价方案,即基本电价为14欧分/千瓦时,并可随着水深和离岸距离的增加而适当增加。德国风能协会预计:2020年陆地风能的安装潜力在4500万千瓦,海上要发展1000万~1200万千瓦,合计约5500万千瓦;2020年风电可满足20%~25%德国电力消费需求。德国政府远期海上风电发展计划是:2030年前要发展2000万~2500万千瓦的海上风电。 欧盟国家是海上风电的先行者,也已为海上风电的开发做了大量的准备工作,一旦时机成熟,将着手推动海上风电的更大规模发展。 2、投资大和成本高将是制约海上风电开发的主要因素 发电成本是海上风电发展的瓶颈。研究表明,按照目前的技术水平和20年设计寿命计算,海上风电的发电成本约合人民

海上风力发电概况

摘要 绿色能源的未来在于大型风力发电场,而大型风电场的未来在海上。本文简要叙述了全球海上风力发电的近况和一些主要国家的发展计划,并介绍了海上风电场的基础结构和吊装方法。 关键词:海上风电;风力发电机组;基础结构;吊装方法。 要旨 このページグリーンエネルギーの未来は大型風力発電場、大型風力発電の未来は海上。本文は簡単に述べた世界の海上風力発電の近況といくつかの主要国の発展計画を紹介した海上風力発電の基礎構造と架設方法。 キーワード海上風力発電、風力発電ユニット;基礎構造;架設方法。

1 引言 1.1 风力发电是近年来世界各国普遍关注的可再生能源开发项目之一,发展速度非常快。1997~2004年,全球风电装机容量平均增长率达26.1%。目前全球风电装机容量已经达到5000万千瓦左右,相当于47座标准核电站。随着风电技术逐渐由陆上延伸到海上,海上风力发电已经成为世界可再生能源发展领域的焦点。 1.2 海上风能的优点 风能资源储量大、环境污染小、不占用耕地;低风切变,低湍流强度——较低的疲劳载荷;高产出:海上风电场对噪音要求较低,可通过增加转动速度及电压来提高电能产出;海上风电场允许单机容量更大的风机,高者可达5MW—10MW 2 海上风能的利用特点 海上风况优于陆地,风流过粗糙的地表或障碍物时,风速的大小和方向都会变化,而海面粗糙度小,离岸10km的海上风速通常比沿岸陆上高约25%;海上风湍流强度小,具有稳定的主导风向,机组承受的疲劳负荷较低,使得风机寿命更长;风切变小,因而塔架可以较短;在海上开发利用风能,受噪声、景观影响、鸟类影响、电磁波干扰等问题的限制较少;海上风电场不占陆上土地,不涉及土地征用等问题,对于人口比较集中,陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合发展海上风电海上风能的开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物质,可减少温室效应气体的排放。 3 海上风电机组的发展 3.1 第一个发展阶段——500~600kW级样机研制 早在上世纪70年代初,一些欧洲国家就提出了利用海上风能发电的想法,到1991~1997年,丹麦、荷兰和瑞典才完成了样机的试制,通过对样机进行的试验,首次获得了海上风力发电机组的工作经验。但从经济观点来看,500~600kW级的风力发电机组和项目规模都显得太小了。因此,丹麦、荷兰等欧洲国家随之开展了新的研究和发展计划。有关部门也开始重新以严肃的态度对待海上风电场的建设工作。 3.2第二个发展阶段——第一代MW级海上商业用风力发电机组的开发 2002年,5 个新的海上风电场的建设,功率为1.5~2MW的风力发电机组向公共

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