近年内地海上风电发展迅速,
近年内地海上风电发展迅速,主要因为海上风力资源更强更稳定(可开采量达5亿千瓦),且海上风机单机容量更大,利用小时数也更高,同时靠近用电区域。2015年中国海上风电新增装机容量36万千瓦,同比增57%,累计并网装机容量达101.78万千瓦,增长快速。
海上风电场的基本构成及其建造方式是怎样的?
世界上最早的海上风电场是丹麦于1991年在 Vindeby 建成并投入使用,该风电场由11个功率为450kW 的风电机组组成。一个完整的海上风电场一般由一定规模数量的风电机组(单个的风电机组包括叶片、风机、塔身和基础部分 )和输电系统构成。
• 陆地基础—该基础结构是海上风电场采用的第一种基础结构,主要是靠体积庞大的混凝土块的重力来固定风机的位置。
• 单桩基础—该基础结构适用于<30m的中水域,利用打桩、钻孔或喷冲的方法将桩基安装在海底泥面以下一定的深度,通过调整片或护套来补偿打桩过程中的微小倾斜以保证基础的平正。
• 基角架基础—该基础结构适用于30m~60m的中水域,较单桩基础结构更为坚固和多用,但其成本较高。
• 浮式基础—该基础结构适用于>60m的深水域,由于其不稳定,意味着仅能应用于海浪较低的情况。听说目前最牛的可以在30米水深就能用浮式的。不过没有工程实例。
海上风电场的输电系统
迄今为止已建成海上风电场大部分采用高压交流输电系统(HVAC),其由以下几部分组成:交流集电线路,海上升压站和无功补偿设备,海底电缆,陆上变电站和无功补偿设备。通过交流集电线路将各个风力发电机组产生的电收集起来, 再通过海上升压站将电压升高,然后通过海底电缆将电输送到岸上变电站。此外,基于电网换相换流器(LCC)的直流输电系统被广泛应用于陆上长距离输电和海底电缆等领域,技术较为成熟,也可被运用到海上风电输电领域。
海上风电场的建造
海上风电机组的安装可通过千斤顶驳船或者浮吊船完成。
海上风电机组的安装方式
根据欧洲地区海上风电场施工工程公开的Opti-OWECS报告,海上风电机组的安装方式主要有三种:
千斤顶安装(Jack- up Installation),
半沉式安装(Semi-Submersible Installation)
漂浮式安装(Float-Over Installation)。
其中的选择取决于海水深度、起吊机的能力和驳船的载重量。
英国的风电场的具体划分(英国目前应该是世界上Offshore Wind Farm 发展相对成熟的市场了)。如下图所示: 整个风电系统大致可以分为7个部分项目建成后,1-3归项目开发商运营和维护,4-7归OFTOs (Offshore Transmission Owners)运营和维护。
下面看看华电的1001号自升式海上作业平台。它的四只脚稳稳地立在海底并把整个船体托出水面,船体构成了一个宽阔的施工作业平台,这艘船可是价值将近4亿,全国一共也没有几艘!
这艘“多功能神船”集打桩、风机运输及分体式安装功能于一身,具有施工及安装效率高、安装精度高、抗风浪能力强的优点。
海上风电是清洁能源建设的另一个战场,不占用紧缺的土地资源,远离城镇及居民生活区,对环境及景观负面影响小。海上风电机组受噪声制约小,转速一般比陆上高10%,风机利用效率相应提高5%-6%。如今,在国家大举推广清洁能源的当下,预计未来风电行业发展前景广阔。