近海风力发电简介

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近海风电技术－基础（3）
多脚架基础
广泛地应用在海洋石油工业中。采用标准的多 脚支撑结构，由圆柱钢管构成。每个脚的底部 分别通过各自钢柱基础被固定在海床上，其中 心轴提供了塔筒的基本支撑，同时增强了周围 结构的刚度和强度。
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近海风电技术－基础（4）
不同类型基础的优缺点和适用水深
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近海风电技术－电气系统（2）
Nysted风电场的升 压站
随着近海风电场规 模的不断扩大，场 址距离陆地的主电 网越来越远，未来 很可能采用高压直 流输电(HVDC)联网， 以改善电能质量和 对电网的冲击。
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近海风电发展中存在的问题（1）
单位投资成本高
超过2万元/kW 投资成本的构成，图中风机、基础和电气系统均包含
近海风电技术简介
国华能源有限公司
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内容
一、近海风电发展现状
二、近海风电技术 三、近海风电发展中存在的问题 四、关于我国近海风电发展的设想
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近海风电发展现状
总装机容量为1080MW，全部在欧洲，主要集中在丹麦 （410MW）和英国（314MW）。
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近海风电技术－测风
Horns Rev风电场在建设过程中，由于送出电缆损坏，不
得不更换一段新电缆，长度150米，由此造成了一定的工
期延误。
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近海风电发展中存在的问题（3）
运行中的问题（1）：多数近海风电场运行良好，但还是 存在一些问题，主要问题是设备的故障率高。
Horns Rev风电场的发电机和变压器出现了大面积的故 障，主要原因是制造缺陷，海水进入这些电气设备， 最终全部80个机舱不得不被运回陆地工厂修复。
测风塔（50－80米高， 单桩基础）
浮标测风设备（10米 高）
超声波雷达测风仪或 激光雷达测风仪
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近海风电技术－现场勘查（1）
采用声纳计全面测量 场址和拟定送出电缆 路线等区域的水深， 绘制等水深地图，为 微观选址和送出路线 的设计提供依据。
收集场址海底表层土 壤数据。
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重力基础
单桩基础
多脚架基础
优点 缺点 适用水深
建造、安装技术 成熟； 刚性塔筒基础。
需要海床整理； 体积和重量大； 拆除难。
0－10米
无需海床整理； 制造相对简单。
适用于更深的海域； 无需或只需少量的海床 整理；
要求专用安装设备；不适用于浅海域； 适用水深范围大。 多脚结构增加冰载荷，
使船只难以靠近。
近海风电技术－基础（1）
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重力基础
最常见的形式是钢筋 混凝土重力沉箱。通 常在海上场址附近的 码头用钢筋混凝土建 造沉箱基础，然后将 其漂到安装位置，并 用沙砾、混凝土、岩 石或铁矿石等装满以 获得必要的重量，最 后使用特殊驳船将其 沉人海底。
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近海风电技术－基础（2）
单桩基础
结构简单，易于 安装，是目前最 常用的基础形式。 单桩基础由焊接 钢管组成。单桩 基础由液压锤撞 击入海床。单桩 基础的长度与土 壤强度有关。
安装费用。
电气系统 16%
项目管理 其它 4% 2%
基础 20%
风机（含塔筒） 58%
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近海风电发展中存在的问题（2）
建设中的问题
海底土壤条件比预期复杂，从而造成完工延迟。应进行更 细致的前期工作，研究现场勘查的专业化和科学化方法。
天气等客观原因也是影响工期的一个重要因素。在Scroby Sands项目中，由于没有掌握好潮汐周期，有些风电机组 地点在正常潮位时水深过浅，吊装船无法靠近，只能等到 涨潮期进行吊装作业。在North Hoyle项目建设时，大型 吊装船只出现问题，大部分的吊装任务只能由小型船只完 成。由此造成工程延误，第一台风电机组试运行推至11月 21日，而此时正是一年中该海域天气最恶劣的时期，突如 其来的暴风雨损坏了安装机械，大大增加了施工的难度。 到2003年底，30台风电机组中的27台完成了安装，而剩下 的3台直至2004年3月中旬才竣工。
电场采用直升飞机将维护人员运至风电机组机舱上，其它 风电场均采用工作艇接送维护人员。海上环境气候恶劣， 天气情况、海浪、潮汐等因素都会造成维护人员无法达到 设备地点，因此在机组设计中应考虑部件的免维护性和增 加状态监测系统，以及做必要的人性化设计，保证维护技 术人员的人身安全。
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近海风电技术－现场勘查（2）
选择若干具有代 表性的地点，进 行海底钻孔勘查， 一般钻探深度为 20－40米，全面 了解海底的地质 情况。
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近海风电技术－现场勘查（3）
现场测量波浪、 潮汐和海流等数 据，用于计算基 础等水下建筑物 的水动力学载荷。
波浪仪－测量浪高和周期
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0－30米
> 20米
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近海风电技术－基础（5）
浮动平台基础
美国等国家正在 研究浮动平台基 础，可适用于50 米以上的水深， 但目前还处于试 验阶段。
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近海风电技术－风电机组
单机容量为2-5MW，采用变桨变速技术。 目前正在研制5-8MW的风电机组。
在原有陆地风机进行了少许改动，以 适应海上条件或增加发电量，如：
吊装船－五月花“决意”号
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近海风电技术－吊装（3）
整体安装方法－REpower 5MW安装在英国Beatrice 风电场
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近海风电技术－电气系统（1）
丹麦Horns Rev 风电场－80台 2MW风机
在安装时，风电 场内部以及送出 电缆均由铺设船 放入海底，用水 冲海床（使用高 压喷水），然后 使电缆埋入海床 下1米深处。如 果海底表面为坚 硬岩石，可在电 缆上铺设石头或 砂砾层。
在同等额定功率下，采用更大风轮直径
轮毂高度低
叶尖速比高
提高防腐保护的标准
开发海上风电专用的风电机组结构形 式，其可能的技术方向为：
采用二叶片、下风向、柔性叶片
采用高压发电机和高压输电，由直流取代
交流
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近海风电技术－吊装（1）
吊装步骤
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近海风电技术－吊装（2）
在Samso风电场，变压器和连接电缆出现了问题，电缆 端部套管和绝缘损坏，发生发热冒烟事故，至少出现 了两台变压器的损坏。
在Nysted风电场，风机齿轮箱的高速轴承和中间轴承 出现损坏，目前已有13台齿轮箱出现过故障。
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近海风电发展中存在的问题（4）
运行中的问题（2）：维护管理难度大，Horns Rev风