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海上风电场关键技术有哪些?
上海交航船务有限公司
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2022-09-29 15:32:15.0

什么是海上风电场

海上风电场多指水深10米左右的近海风电。与陆上风电场相比,海上风电场的优点主要是不占用土地资源,基本不受地形地貌影响,风速更高,风电机组单机容量更大(3~5兆瓦),年利用小时数更高。但是,海上风电场建设的技术难度也较大,建设成本一般是陆上风电场的2~3倍。


基础类型:与陆上风电相比,海上风电建设处在更为复杂的海洋环境中,海上风机的结构基础除其结构自重、风荷载之外,还受波浪力、水流力等因素的影响,因此海上风机基础的结构与陆上风电有较大差异。同时,根据风机的大小、杆塔尺寸、离岸距离和水深等建设条件的不同,发展出了不同的基础结构类型。通常海上风电机组基础结构形式有重力式基础、单桩基础、高桩承台基础、三脚桩基础、导管架基础、负压桶基础和浮式基础等类型。

基础类型

(2)风力发电机:风力发电机作为将机械能转化为电能的设备,是海上风电场的重要组成部分。在过去10年中,能源生产需求呈指数级增长,导致海上风电机组安装数量和装机容量持续增长,机组额定功率已突破10MW。而全球风力发电机的平均容量在3~4MW,这一区间包括了全球43个风电场,共2366台风电机,占全球正在运行的风力发电机总数的近50%。

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(3)集电系统:集电系统是海上风电场电气系统的重要组成部分,包含的设备、元件繁多,连接方式复杂,其总成本占整个海上风电场建造成本的15%~30%,仅中压海底电缆所占比例就高达5%。由于海上风电场运行条件十分恶劣,集电系统一旦发生故障,其维护、检修工作难度更大,耗时更长。因此,海上风电场集电系统的优化设计关系着整个海上风电场的安全与经济运行,成为工程技术人员关注的焦点之一。

(4)并网方式:海上风电的并网方式可以主要分为高压交流输电技术(HVAC)和高压直流输电技术(HVDC)2种,分别适用于不同的工程情况。风电场额定容量在400MW以内,离岸距离在70km之内可考虑采用高压交流输电方式,但HVAC对于长距离、大容量的输电存在一定问题。当HVAC技术不能满足并网需求时,可以采用高压直流输电的方式来进行并网。与HVAC相比,HVDC技术具有输送距离远、运行调控灵活等优点,是未来海上风电并网技术的趋势。

市场规模

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