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1、近海风电技术简介 国华能源有限公司 一、一、近海风电发展现状近海风电发展现状二、近海风电技术二、近海风电技术三、近海风电发展中存在的问题三、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四、关于我国近海风电发展的设想内内 容容近海风电发展现状 总装机容量为1080MW，全部在欧洲，主要集中在丹麦（410MW）和英国（314MW）。近海风电技术测风 n测风塔（5080米高，单桩基础）n浮标测风设备（10米高）n超声波雷达测风仪或激光雷达测风仪近海风电技术现场勘查（1） n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。n收集场址海
2、底表层土壤数据。 近海风电技术现场勘查（2） n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2040米，全面了解海底的地质情况。 近海风电技术现场勘查（3） n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近海风电技术基础（1）重力基础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。近海风电技术基础（2）单桩基础单桩基础结构简单，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
3、。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。 近海风电技术基础（3）多脚架基础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。 近海风电技术基础（4）不同类型基础的优缺点和适用水深不同类型基础的优缺点和适用水深重力基础重力基础单桩基础单桩基础多脚架基础多脚架基础优点优点建造、安装技术成熟；刚性塔筒基础。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；缺点缺点需要海床整理；体积和重量大； 拆除难。要求专用安装设备；适用
4、水深范围大。不适用于浅海域；多脚结构增加冰载荷，使船只难以靠近。适用水深适用水深010米030米 20米近海风电技术基础（5）浮动平台基础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。 近海风电技术风电机组n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。n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：n在同等额定功率下，采用更大风轮直径 n轮毂高度低 n叶尖速比高 n提高防腐保护的标准 n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：n采用二叶片、下风向、柔性叶片n采用高压发电机和高压输电，由直
5、流取代交流近海风电技术吊装（1）n吊装步骤近海风电技术吊装（2）n吊装船五月花“决意”号 近海风电技术吊装（3）n整体安装方法REpower 5MW安装在英国Beatrice 风电场 近海风电技术电气系统（1）n丹麦Horns Rev风电场80台2MW风机n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。 近海风电技术电气系统（2）nNysted风电场的升压站n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
6、电网的冲击。近海风电发展中存在的问题（1）n单位投资成本高单位投资成本高n超过2万元/kWn投资成本的构成，图中风机、基础和电气系统均包含安装费用。 近海风电发展中存在的问题（2）n建设中的问题建设中的问题n海底土壤条件比预期复杂，从而造成完工延迟。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。n天气等客观原因也是影响工期的一个重要因素天气等客观原因也是影响工期的一个重要因素。在ScrobyScroby SandsSands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N
7、orth HoyleNorth 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。nHorns 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。近海风电发展中存在的问题（3）n运行中的问题（运行中的问题（1 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
8、设备的故障率高。nHorns 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。n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。n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。近海风电发展中存在的问题（4）n运行中的问题（运行中的问题（2 2）：维护管理难度大，Horns Rev风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。关于我国近海风电发展的设关于我国近海风电发展的设想想n2010年底前，深入研究近海风电开发技术，开展测风、环境影响评价、现场勘查、基础设计和吊装方法等前期准备工作，建设12个小型示范项目；n20112015年间，建设5个50MW以上的近海风电示范项目，积累建设和运行经验；n2016年开始，近海风电技术完全成熟，成本下降，届时进入大规模开发阶段。谢谢！谢谢！问题？问题？
