中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:近年內(nèi)地海上風(fēng)電發(fā)展迅速,主要因?yàn)楹I巷L(fēng)力資源更強(qiáng)更穩(wěn)定(可開(kāi)采量達(dá)5億千瓦),且海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量更大,利用小時(shí)數(shù)也更高,同時(shí)靠近用電區(qū)域。2015年中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量36萬(wàn)千瓦,同比增57%,累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)101.78萬(wàn)千瓦,增長(zhǎng)快速。
海上風(fēng)電場(chǎng)的基本構(gòu)成及其建造方式是怎樣的?
世界上最早的海上風(fēng)電場(chǎng)是丹麥于1991年在 Vindeby 建成并投入使用,該風(fēng)電場(chǎng)由11個(gè)功率為450kW 的風(fēng)電機(jī)組組成。一個(gè)完整的海上風(fēng)電場(chǎng)一般由一定規(guī)模數(shù)量的風(fēng)電機(jī)組(單個(gè)的風(fēng)電機(jī)組包括葉片、風(fēng)機(jī)、塔身和基礎(chǔ)部分 )和輸電系統(tǒng)構(gòu)成。
? 陸地基礎(chǔ)—該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)電場(chǎng)采用的第一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),主要是靠體積龐大的混凝土塊的重力來(lái)固定風(fēng)機(jī)的位置。
? 單樁基礎(chǔ)—該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用于<30m的中水域,利用打樁、鉆孔或噴沖的方法將樁基安裝在海底泥面以下一定的深度,通過(guò)調(diào)整片或護(hù)套來(lái)補(bǔ)償打樁過(guò)程中的微小傾斜以保證基礎(chǔ)的平正。
? 基角架基礎(chǔ)—該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用于30m~60m的中水域,較單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更為堅(jiān)固和多用,但其成本較高。
? 浮式基礎(chǔ)—該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用于>60m的深水域,由于其不穩(wěn)定,意味著僅能應(yīng)用于海浪較低的情況。聽(tīng)說(shuō)目前最牛的可以在30米水深就能用浮式的。不過(guò)沒(méi)有工程實(shí)例。
海上風(fēng)電場(chǎng)的輸電系統(tǒng)
迄今為止已建成海上風(fēng)電場(chǎng)大部分采用高壓交流輸電系統(tǒng)(HVAC),其由以下幾部分組成:交流集電線路,海上升壓站和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,海底電纜,陸上變電站和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。通過(guò)交流集電線路將各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電收集起來(lái), 再通過(guò)海上升壓站將電壓升高,然后通過(guò)海底電纜將電輸送到岸上變電站。此外,基于電網(wǎng)換相換流器(LCC)的直流輸電系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于陸上長(zhǎng)距離輸電和海底電纜等領(lǐng)域,技術(shù)較為成熟,也可被運(yùn)用到海上風(fēng)電輸電領(lǐng)域。
海上風(fēng)電場(chǎng)的建造
海上風(fēng)電機(jī)組的安裝可通過(guò)千斤頂駁船或者浮吊船完成。
海上風(fēng)電機(jī)組的安裝方式
根據(jù)歐洲地區(qū)海上風(fēng)電場(chǎng)施工工程公開(kāi)的Opti-OWECS報(bào)告,海上風(fēng)電機(jī)組的安裝方式主要有三種:
千斤頂安裝(Jack- up Installation),
半沉式安裝(Semi-Submersible Installation)
漂浮式安裝(Float-Over Installation)。
其中的選擇取決于海水深度、起吊機(jī)的能力和駁船的載重量。
英國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)的具體劃分(英國(guó)目前應(yīng)該是世界上Offshore Wind Farm 發(fā)展相對(duì)成熟的市場(chǎng)了)。如下圖所示: 整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)大致可以分為7個(gè)部分項(xiàng)目建成后,1-3歸項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商運(yùn)營(yíng)和維護(hù),4-7歸OFTOs (Offshore Transmission Owners)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。
下面看看華電的1001號(hào)自升式海上作業(yè)平臺(tái)。它的四只腳穩(wěn)穩(wěn)地立在海底并把整個(gè)船體托出水面,船體構(gòu)成了一個(gè)寬闊的施工作業(yè)平臺(tái),這艘船可是價(jià)值將近4億,全國(guó)一共也沒(méi)有幾艘!
這艘“多功能神船”集打樁、風(fēng)機(jī)運(yùn)輸及分體式安裝功能于一身,具有施工及安裝效率高、安裝精度高、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
海上風(fēng)電是清潔能源建設(shè)的另一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng),不占用緊缺的土地資源,遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)及居民生活區(qū),對(duì)環(huán)境及景觀負(fù)面影響小。海上風(fēng)電機(jī)組受噪聲制約小,轉(zhuǎn)速一般比陸上高10%,風(fēng)機(jī)利用效率相應(yīng)提高5%-6%。如今,在國(guó)家大舉推廣清潔能源的當(dāng)下,預(yù)計(jì)未來(lái)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展前景廣闊。




