大型海上風電站9篇大型海上風電站 海上風電施工簡介 目錄 1海上風電場主要單項工程施工方案(1) 1.1風機基礎(chǔ)施工方案(1) 1.2風機安裝施工方案(13)下面是小編為大家整理的大型海上風電站9篇,供大家參考。
篇一：大型海上風電站
海上風電施工簡介目錄
1海上風電場主要單項工程施工方案(1)
1.1風機基礎(chǔ)施工方案(1)
1.2風機安裝施工方案(13)
1.3海底電纜施工方案(19)
1.4海上升壓站施工方案(23)
2國內(nèi)主要海上施工企業(yè)以及施工能力調(diào)研(35)
2.1中鐵大橋局(35)
2.2中交系統(tǒng)下企業(yè)(41)
2.3中石(海)油工程公司(46)
2.4龍源振華工程公司(48)
3國內(nèi)海洋開發(fā)建設(shè)領(lǐng)域施工業(yè)績(52)
3.1跨海大橋工程(52)
3.2港口設(shè)施工程(55)
3.3海洋石油工程(55)
3.4海上風電場工程(58)
4結(jié)語(59)
1海上風電場主要單項工程施工方案
1.1風機基礎(chǔ)施工方案
國外海上風電起步較早,上世紀九十年代起就開始研究和建設(shè)海上試驗風電場,2000年后,隨風力發(fā)電機組技術(shù)的發(fā)展,單機容量逐步加大,機組可靠性進一步提高,大型海上風電場開始逐步出現(xiàn)。國外海上風機基礎(chǔ)一般有單樁、重力式、導管架、吸力式、漂浮式等基礎(chǔ)型式,其中單樁、重力式和導管架基礎(chǔ)這三種基礎(chǔ)型式已經(jīng)有了較成熟的應用經(jīng)驗,而吸力式和漂浮式基礎(chǔ)尚處于試驗階段。舟山風電發(fā)展迅速。
目前國內(nèi)海上風機基礎(chǔ)尚處于探索階段,已建成的四個海上風電項目,除渤海綏中一臺機利用了原石油平臺外,上海東海大橋海上風電場和響水近海試驗風電場均采用混凝土高樁承臺基礎(chǔ),江蘇如東潮間帶風電場則采用了混凝土低樁承臺、導管架及單樁三種基礎(chǔ)型式。
圖1.1-1重力式基礎(chǔ)型式
圖1.1-2多樁導管架基礎(chǔ)型式
圖1.1-3四樁桁架式導管架基礎(chǔ)型式圖1.1-4單樁基礎(chǔ)型式
圖1.1-5高樁混凝土承臺基礎(chǔ)型式圖1.1-6低樁承臺基礎(chǔ)型式基于國內(nèi)外海上、灘涂區(qū)域風電場的建設(shè)經(jīng)驗,結(jié)合普陀6號海上風電場2區(qū)工程的特點及國內(nèi)海洋工程、港口工程施工設(shè)備、施工能力,可研階段重點考察樁式基礎(chǔ),并針對5.0MW風電機組擬定五樁導管架基礎(chǔ)、高樁混凝土承臺基礎(chǔ)和四樁桁架式導管架基礎(chǔ)作為代表方案進行設(shè)計、分析比較。
1.1.1多樁導管架基礎(chǔ)施工
圖1.1-7五樁導管架基礎(chǔ)型式圖1.1-8四樁桁架式基礎(chǔ)型式
對于五樁導管架基礎(chǔ)施工程序為:鋼管樁、導管架的制作→鋼結(jié)構(gòu)運輸→鋼管樁沉樁施工→導管架安放→鋼管樁、導管架連接調(diào)平與灌漿。
對于四樁桁架式導管架基礎(chǔ)施工程序為:鋼管樁、導管架的制作→鋼結(jié)構(gòu)運輸→導管架沉放→鋼管樁沉樁施工→鋼管樁、導管架連接調(diào)平與灌漿。
施工工藝流程如下
導管架基礎(chǔ)施工流程圖
(1)導管架制作
導管架主要由大直徑鋼管樁構(gòu)成,應采用適應其特性的適當?shù)募庸ぴO(shè)備和程序制作。制作時,需選擇合適的制作程序,特別是對節(jié)點處的處理尤應注意,制作過程中應盡可能避免高空作業(yè),確保安全和質(zhì)量。
套管制作程序一般應遵循如下程序進行:
①分段部件制作
②平面組裝
③立體組裝
此外,套管結(jié)構(gòu)的制作,應編制制作要領(lǐng)文件,原則上記載以下關(guān)鍵項目:
①材料和部件(鋼材、焊接材料、涂料)
②制作工序(大樣圖、部件加工、組裝、焊接、出廠)
圖1.1-9導管架結(jié)構(gòu)制作示意圖
(2)鋼管樁的制作
鋼管樁制造的主要工藝流程如下圖所示:
鋼管樁一般采用非等厚度(為節(jié)省鋼材用量,上下兩部分厚度一般不同)的鋼板螺旋法卷制,自動埋弧焊焊接而成。鋼管樁卷制完成后,對于焊縫應進行100%超聲波探傷,對超聲波檢測發(fā)現(xiàn)有缺陷的焊縫應進行X射線檢測或用碳弧氣刨刨開焊縫觀察檢查。
鋼管樁制作完成后的儲存、轉(zhuǎn)運過程中,應注意對其表面防腐涂層的保護,一般不允許直接接觸硬質(zhì)索具,存放過程中底層地墊物應盡量采用柔性地墊物,防止因硬質(zhì)墊層導致涂層受損。
鋼管樁制作流程圖
(3)鋼管樁沉樁方式
針對整根管樁沉樁施工,國內(nèi)常用的沉樁方式有兩種,一種是采用帶樁架的專業(yè)打樁船沉樁,另一種為起重船吊打沉樁。
圖1.1-10“海力801”沉樁圖
圖1.1-11起重船吊打沉樁示意圖
經(jīng)初步調(diào)查,國內(nèi)現(xiàn)有專業(yè)打樁船的樁架最大吊重為200t(雙鉤聯(lián)吊),吊鉤能力為主勾吊重120t,副勾80t,樁架總高95m,植樁能力81m+水深。
針對普陀6號海上風電場2區(qū)工程基礎(chǔ)設(shè)計作為比選方案的五樁導管架基礎(chǔ),樁徑2.6m,樁長超出90m,且樁重達到225t,已經(jīng)遠遠超出專業(yè)打樁船的植樁能力,所以可采用起重船吊打的方式進行沉樁施工。
四樁桁架式導管架基礎(chǔ)方案鋼管樁樁徑2.5m,樁長約132m。目前國內(nèi)打樁船施工有一定難度,該方案設(shè)置了導管架平臺,施工可考慮在導管架平臺上進行水上接樁。同時,需對打樁船的樁架及吊樁系統(tǒng)等進行整體改造。
(4)鋼管樁沉樁樁錘選型
目前大型的海上錘擊沉樁機械主要有筒式柴油打樁錘、液壓打樁錘、液壓振動錘三種
型式,其中以柴油打樁錘應用最為廣泛,經(jīng)過對工程管樁沉樁施工要求的分析,選擇S500型液壓打樁錘作為首選錘型,D250型柴油打樁錘作為備選。
圖1.1-12IHC液壓錘
(5)導管架沉放
根據(jù)普陀6號海上風電場2區(qū)工程基礎(chǔ)設(shè)計的導管架吊重、吊裝尺寸的要求,可選擇1000t級起吊能力的浮吊進行安裝工作。
圖1.1-13如東潮間帶導管架安裝圖
圖1.1-14四樁桁架式導管架下水圖
(4)調(diào)平與灌漿
鋼管樁與導管架結(jié)構(gòu)安裝完成后,進行導管架結(jié)構(gòu)的細致調(diào)平工作和灌漿連接工作。導管架結(jié)構(gòu)體的細致調(diào)平工作通過調(diào)節(jié)螺栓系統(tǒng)進行。
鋼管樁與導管架樁套筒之間的環(huán)形空間內(nèi)通過高強灌漿材料連接。灌漿施工由駁船上
所載的灌漿泵高壓泵送灌注專用的灌漿材料。
圖1.1-14現(xiàn)場的灌漿工作平臺
圖1.1-15單樁灌漿現(xiàn)場及連接段的溢漿圖
1.2.1高樁混凝土承臺基礎(chǔ)施工
圖1.1-16高樁承臺基礎(chǔ)型式
高樁混凝土承臺基礎(chǔ)主要的施工工藝流程為:沉樁→截樁→安裝鋼套箱→封底混凝土施工→樁芯施工→綁扎承臺鋼筋、安裝預埋件→承臺混凝土施工→鋼套箱拆除。
(1)沉樁方式
以普陀6號海上風電場2區(qū)工程推薦的高樁混凝土承臺基礎(chǔ)型式為例,采用8根直徑為2.3m的鋼管樁作為基樁,平均樁長90.0m,樁重達到183t。
經(jīng)初步調(diào)查,國內(nèi)現(xiàn)有專業(yè)打樁船無法滿足本工程樁基施工要求,但承臺基礎(chǔ)的鋼管樁為5:1的斜鋼管樁,在海上進行吊打施工的難度很大,須采用帶樁架的專業(yè)打樁船進行施工,以保證施工精度要求。因此需要考慮對現(xiàn)有打樁船進行整體改造。
(2)樁錘選擇
經(jīng)過對普陀6號海上風電場2區(qū)工程管樁沉樁施工要求的初步分析,根據(jù)本工程管樁各項參數(shù)及可選樁錘各項指標,控制打樁能量達到70%~90%,最終貫入度為5mm左右時,選用S500型液壓打樁錘,D250型柴油打樁錘作為備選。
(3)混凝土承臺施工
鋼套箱事先在陸上整體拼裝完畢,由2000t駁船運輸?shù)轿?起重設(shè)備整體吊裝鋼套箱,并在鋼套箱與鋼管樁之間加固固定,對樁孔周邊拼接封閉;
鋼套樁安裝后,先澆筑封底混凝土,待底層混凝土達到設(shè)計規(guī)定強度后,清理工作面,抽去套箱內(nèi)積水。承臺混凝土采用分層澆筑,且連續(xù)進行。
混凝土澆筑采用大型混凝土攪拌船,配備2000t甲板駁船攜帶一個墩臺澆筑需要的混凝土骨料,澆筑強度約100m3/h。在承臺混凝土達到一定強度后,拆除鋼套箱側(cè)模板。
圖1.1-17鋼管樁沉樁施工圖
圖1.1-18鋼套箱安裝示意圖圖1.1-19樁芯施工示意圖
圖1.1-20混凝土澆筑示意圖
圖1.1-21混凝土攪拌船圖
1.2風機安裝施工方案
風機設(shè)備海上安裝是風機安裝工作中最為重要的內(nèi)容,經(jīng)過對國內(nèi)外風電場建設(shè)的調(diào)查了解,根據(jù)風機零散設(shè)備的預拼裝程度與起吊模式,可將風機吊裝方案分為整體組裝與吊裝模式、分體組裝與吊裝模式。
1.2.1分體吊裝方案
歐洲已建海上風電場中絕大部分采用分體吊裝方式,為縮短海上作業(yè)時間,分體安裝一般也預先組裝不同的組合體,通過對歐洲大部分風電場的統(tǒng)計分析,分體吊裝主要有兩
種方式:
1、下部塔筒、上部塔筒、風機機艙+輪轂+2個葉片(“兔耳式”)、第3個葉片;
2、下部塔筒、上部塔筒、風機機艙、葉輪;
分體吊裝兩種方式中上部塔筒、下部塔筒也是根據(jù)實際長度將1~4節(jié)塔筒預先組裝,且采用前者的分體吊裝方案占大多數(shù),而近年瑞典的Utgrunden、YttreStengrund、丹麥的Nysted風電場則采用第2種分體吊裝方案,具體安裝情況視船體的吊裝控制能力的不同而有所差異。
(1)HornsRev海上風電場
HornsRev海上風電場位于北海日德蘭半島(Jutland)外側(cè)海域,該電場離岸14-20km(至Bl?vandsHuk的距離將近14km),水深6.5-13.5m,單機容量2MW,風機吊裝方式采用分吊裝第一種方式進行。
圖1.2-1HornsRev風電場塔筒安裝圖1.2-2HornsRev風電場機艙吊裝圖
圖1.2-3HornsRev風電場第三片葉片吊裝圖
(2)Nysted風電場
Nysted風電場共安裝72臺2.3MW的Bonus82.4型風力發(fā)電機,裝機總?cè)萘?65.6MW。該風電場距海岸9km,位于波羅的海南部,水深6~9.5m,風機安裝采用分吊裝第二種方式進行。
圖1.2-4Nysted風電場塔筒吊裝示意圖圖1.2-5Nysted風電場機艙吊裝示意圖
圖1.2-6Nysted風電場葉輪吊裝示意圖
1.2.2整體吊裝方案
整體吊裝方式即為風機設(shè)備在陸上或近岸平臺完成塔筒、機艙、輪轂、葉片的組裝,整體運輸?shù)斤L電場場址后,通過大型的起重設(shè)備吊裝到風機基礎(chǔ)平臺上方式。風電機組整體運輸、吊裝因質(zhì)量大,重心高,且葉片、機艙等受風面積大的構(gòu)件主要位于機組上部,整體運輸、吊裝過程中的穩(wěn)定性、安全性控制要求很高。
海上風機整體吊裝在英國的Beatrice風電場、國內(nèi)的綏中36-1風電站、東海大橋示范風電場采用過,在陸上將基礎(chǔ)以上塔筒、機艙、輪轂、葉片等各部件組裝成一個大型吊裝體,運輸至現(xiàn)場后一次性吊裝完成。
(1)Beatrice風電場
Beatrice風電場位于英國的馬里弗斯,距離海岸線23km,水深45m,安裝有2臺5MW的風機,風機整體總重約410t。
圖1.2-7Beatrice風電場風機整體吊裝圖1
圖1.2-8Beatrice風電場風機整體吊裝圖2
(2)東海大橋示范風電場
風電機組采用經(jīng)改造后的4000t級半潛駁專門運輸,大型起重船“四航奮進”作為起重安裝船進行風機的整體吊裝作業(yè)。
圖1.2-9東海大橋示范風電場風機設(shè)備運輸圖
圖1.2-10東海大橋示范風電場風機吊裝圖
1.3海底電纜施工方案
主海纜敷設(shè)工藝流程:裝纜運輸→施工準備(牽引鋼纜布放、掃海等)→始端登陸施工→海中段電纜敷埋施工→終端登升壓平臺施工→海纜沖埋、固定→終端電氣安裝→測試驗收。
(1)裝纜
裝纜地點為海纜生產(chǎn)廠家碼頭。裝纜時,施工船靠泊固定,可采用電纜棧橋輸送電纜至施工船,并盤放在纜艙內(nèi)。如海纜選用進口產(chǎn)品,則考慮海纜直接在海上過駁。電纜為托盤或線軸裝盤的,采用吊機直接吊放電纜盤至施工船甲板。
圖1.3-1電纜裝船示意圖
(2)近海區(qū)域海底電纜敷埋
對于水深較大的海域,海底電纜的埋設(shè)由水力機械海纜埋設(shè)機進行。能鋪埋直徑在Φ300mm以內(nèi)的海底光電纜,埋設(shè)深度可在1.5m~6.0m之間調(diào)節(jié),最大能達到6.0m。
鋪纜船鋪纜時,高壓水沖擊聯(lián)合作用形成初步斷面,在淤泥坍塌前及時鋪纜,一邊開溝一邊鋪纜,開溝與鋪纜同時進行,電纜敷設(shè)時采用GPS定位系統(tǒng)進行定位,牽引鋼纜的敷設(shè)精度控制在擬定路由±5m范圍內(nèi)。
00
kg
1:300
標準化
審定
日期審核
工藝
設(shè)計日期簽字更改文件號處數(shù)標記中間海域電纜鋪設(shè)
施工示意圖2
天津俊昊海洋工程有限公司
第張
共張比例重量
圖樣標記
DWG-08-JZIP-ID-0008-2
DWG-08-JZIP-ID-0008-2
圖1.3-2海纜船敷纜施工示意圖
圖1.3-3海纜敷設(shè)施工圖
(3)海纜登陸
根據(jù)普陀6號海上風電場2區(qū)工程220KV海底電纜路由勘查情況,登陸岸段地形平坦,水深約5m左右,可根據(jù)水深情況,海纜敷設(shè)船盡可能靠近岸邊,起拋錨艇拋錨定位。用登陸點絞車回卷鋼纜,牽引海底電纜至登陸點設(shè)定位置。
圖1.3-4海纜登陸示意圖
泡沫浮筒
泡沫浮筒
海底復合纜
圖1.3-5海纜泡沫浮筒綁扎位置示意圖
1.4海上升壓站施工方案
220kV海上升壓站共有3部分組成:樁基礎(chǔ)、導管架和上部組塊(包括包括層間設(shè)備房和直升飛機平臺等),上部結(jié)構(gòu)采用整體安裝。
圖1.4-1典型升壓站結(jié)構(gòu)
1.4.1國內(nèi)建造安裝
海上升壓站的施工流程為:鋼結(jié)構(gòu)加工與制作→電氣設(shè)備安裝→導管架沉放→鋼管樁沉樁→灌漿施工→上部平臺整體安裝。
(1)基礎(chǔ)施工
海上升壓站工程的基礎(chǔ)沉樁施工可采用風機基礎(chǔ)沉樁施工類似,導管架沉放工藝可以參照四樁桁架式導管架的沉放工藝。具體施工作業(yè)流程可參見下圖。
圖1.4-2導管架+管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工作業(yè)流程圖
(2)升壓站上部組塊制作施工
升壓站工程的施工重點和難點在于上部組塊的建造與安裝,其上部組塊結(jié)構(gòu)類同于海上石油類鉆井平臺上部組塊結(jié)構(gòu),因此,可參考成熟的鉆井平臺上部組塊結(jié)構(gòu)的施工方案進行考慮。
根據(jù)類似工程實際的操作模式,為盡量減小現(xiàn)場的安裝次數(shù)、避免現(xiàn)場焊接所可能造成的質(zhì)量缺陷,同時減少海上設(shè)備安裝調(diào)試時間,海上升壓站上部平臺宜采用陸上總裝的方式,將各層結(jié)構(gòu)分層預制拼裝,在相應安裝層完成后進行其層面上電氣設(shè)備的安裝工作,最終形成可整體出運的上部組塊(包括電氣設(shè)備)組合體。
上部組塊組裝工藝可參見如下:
圖1.4-3上部組塊組裝工藝
施工程序簡述如下:
1)平臺碼頭前沿組裝
上部平臺采用分片預制,整體組對。
第一步:水平片車間分片預制
?在焊接加工之前鋼結(jié)構(gòu)加工單位應編寫詳細的焊接工藝程序,焊接工藝評定中必須給出詳細的焊接信息、焊接要求、焊接程序鑒定報告及其他所有相關(guān)信息。焊接程序鑒定報告應包括(但不限于):焊接工藝、焊接方法、焊接位置、槽口幾何形狀和詳細信息、電特性、原材料、焊接材料、采用的相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求等。
?焊接環(huán)境要求:應在室內(nèi)進行,且焊接環(huán)境溫度應大于0℃(低于0℃時,應在施焊處兩側(cè)200mm范圍內(nèi)加熱到15℃以上或再進行焊接施工),相對濕度<90%,且焊接工作區(qū)必須采取適當?shù)拇胧┓里L雨。
?如在室外作業(yè),出現(xiàn)下列情況其中之一不得進行,否則應采取相應措施。
①風速超過規(guī)定;
②雨雪天氣;
③溫度小于零度;
④相對濕度>90%。
?若鋼板由于運輸、存儲及軋制、冷卻等環(huán)節(jié)而發(fā)生波浪、整體彎曲、局部凸起、邊緣折彎等變形,影響切割、卷筒質(zhì)量時,在切割前必須進行矯正。
?對所有焊縫均應進行外觀檢查。焊縫金屬應緊密,焊道應均勻,焊縫余高小于3mm,焊縫金屬與母材的過度應平順,不得有裂紋、夾渣、氣孔、未融合、未焊透、焊瘤、弧坑、根部收縮、和燒穿等缺陷。
?每個施工工序都應進行嚴格質(zhì)量檢查,并對鋼管樁焊縫100%進行超聲波探傷(UT)檢測。在超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時,必須采用X射線探傷(RT),所有焊縫的T型接頭應進行RT探傷。
?經(jīng)UT或RT檢測的焊接接頭,如有不允許的缺陷,應在缺陷清除后進行補焊,并對該部分采用原檢測方法重新檢查直至合格。探傷工作應在焊后48小時后進行。同一部位返修不得超過兩次。
?焊縫強度不低于母材強度,同時為了滿足低溫環(huán)境的需要,焊縫和熱影響區(qū)0℃夏比V型缺口沖擊功滿足《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB1591-2008)的要求,不低于34J。
第二步:底層4根立柱就位
底層四根立柱為整體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支撐性主體,需要采取專用措施進行固定與定位,參照同類型大型鋼結(jié)構(gòu)件在支撐性主立柱結(jié)構(gòu)的方式,可采取設(shè)置底部定位工藝導向桁架的輔助措施以準確定位和固定主立柱結(jié)構(gòu)。工藝導向桁架將承擔立柱臨時固定、精確定位
和垂直度調(diào)整的措施。
圖1.4-4a上部組塊組裝示意圖(一)
第三步:底層水平片安裝就位
底層水平片可根據(jù)不同分層上立柱的布置情況,分部位進行預制,以與主立柱接觸的分片體為主要控制性部位,先期制作、先期安裝,以形成底層骨架結(jié)構(gòu),然后可進行底層內(nèi)主要上立柱的安裝、焊接工作,在主要網(wǎng)架節(jié)點完成后,應根據(jù)底層各設(shè)備布置的要求,分批、分部分進行不同種類設(shè)備的安裝工作,對于需要前期調(diào)試的特殊設(shè)備,應先期完成調(diào)整工作。在主要大型設(shè)備完成安裝后,進行斜撐、管路與附屬設(shè)施的布置安裝工作。
圖1.4-4b上部組塊組裝示意圖(二)
第四步:二層水平片安裝就位。
二層水平片內(nèi)各分片結(jié)構(gòu)的預制與焊接組合順序可參照底層水平層的順序施工。因主變設(shè)備放置在本層內(nèi),因此各分片結(jié)構(gòu)的安裝與焊接工序還要滿足主變設(shè)備先期放置調(diào)整的時間先后需求,本層為整個上部組塊結(jié)構(gòu)的重點內(nèi)容,需要根據(jù)各重要設(shè)備的安裝調(diào)試需求合理規(guī)劃各分片、立柱等結(jié)構(gòu)的施工工序。
圖1.4-4c上部組塊組裝示意圖(三)
第五步:三層水平片安裝就位。
三層內(nèi)各水平片結(jié)構(gòu)的安裝施工與二層各分布基本一致,因本層同樣會有大量電氣與通訊設(shè)備的安裝調(diào)試工作,因此各水平分片、立柱等結(jié)構(gòu)的組合焊接應該以滿足設(shè)備安放、調(diào)試等工作為主要控制性要素,各工序的施工遵循設(shè)備廠家的建議執(zhí)行。
圖1.4-4d上部組塊組裝示意圖(四)
第六步:四層水平片安裝就位。
四層屬于升壓站上部整體組塊中最頂部的結(jié)構(gòu)封閉層,沒有立柱等層間結(jié)構(gòu),因此組合與焊接的難度較低,各分水平片結(jié)構(gòu)以下一層主柱/分立柱為主要控制性部分分別組裝焊制形成整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)后,再進行小片部位的拼裝整合工作,最后進行附屬構(gòu)件、管路等設(shè)施的施工。
圖1.4-4e上部組塊組裝示意圖(五)
第七步:零星附屬結(jié)構(gòu)安裝
第八步:附屬設(shè)備與儀表的安裝施工、調(diào)試
第九步:單機調(diào)試、聯(lián)合調(diào)試
第十步:舾裝、涂裝施工
對于普陀6號海上風電場2區(qū)工程,海上升壓站上部平臺包括鋼結(jié)構(gòu)體與內(nèi)置的電氣設(shè)備組塊。其中,電氣設(shè)備應采用可靠性高、體積小的成套電氣設(shè)備,包括主變、GIS、開關(guān)柜、接地變電阻柜、柴油機、低壓柜、二次柜、蓄電池、動補、暖通、給排水等設(shè)備。整體運輸與安裝尺寸約為35m×32m×17.5m,整體重量約2000t。
(3)升壓站上部組塊海上運輸與安裝
1)升壓站上部組塊裝船
目前大尺寸、超重量的海洋工程結(jié)構(gòu)組塊大部分屬于海洋石油類設(shè)施,此種設(shè)施體形龐大,重量多超過5000t級,采用滑道滑移裝船的方式,滑移裝船過程中,需要不斷對駁船進行調(diào)載,使駁船頂面與滑道處于同一高度上。此種裝船運輸方式多與結(jié)構(gòu)組裝調(diào)試方案所選用的場地設(shè)施能力、組塊預估生產(chǎn)周期、施工能力等條件相關(guān)聯(lián),根據(jù)對國內(nèi)主要海工結(jié)構(gòu)大件物資的調(diào)研分析,對于海上升壓站上部組塊這樣的3000t級以下組塊結(jié)構(gòu),因其重量相對較輕,尺寸面積相對有限,可采用大型的起重類船只進行陸-水浮式起重吊裝的模式,不僅施工費用相對較低,同時對安裝調(diào)試所配套的場地設(shè)施資源要求較低,使用時間短,因此,可采取起重船陸-水浮式起重吊裝的模式進行升壓站上部組塊的裝船工
序。
2)運輸船只規(guī)模選擇
運輸用船舶應盡量保證升壓站上部組塊的整體邊界在船舶型寬范圍內(nèi),尤其應保證底部四根主柱位置在船舶型寬有效范圍內(nèi)。同時,為保證船舶運輸過程中橫縱傾角盡量降低,船舶長度宜不小于100m,綜合對運輸船舶尺寸數(shù)據(jù)的要求并參考同類海工結(jié)構(gòu)組塊實際選用運輸船舶的情況,可考慮選用5000t級甲板運輸駁船進行運輸。
海上運輸條件復雜,升壓站組塊為大尺寸、超重量的構(gòu)件,運輸過程中受天氣、海況等影響較大,船身可能出現(xiàn)橫傾晃動的危險,因此需要根據(jù)升壓站尺寸與重量等條件,統(tǒng)籌規(guī)劃生產(chǎn)基地,選擇有利的天氣時機,并對運輸船舶增加臨時輔助固定裝置,降低運輸過程中的風險,增加運輸過程中的可靠性。
3)起重船只規(guī)模選擇與起吊方案規(guī)劃
升壓站上部組塊的起吊方案是整個升壓站施工的重點,因上部組塊各層中布置的設(shè)備重量與位置不一致,使各層塊重心與形心的位置無法統(tǒng)一,最終導致整個上部組塊的整體重心與形心無法統(tǒng)一,單純采用單點起重的起吊方案將無法實現(xiàn)不等重心形心結(jié)構(gòu)的安全起吊,結(jié)合類似海工組塊的起吊方案設(shè)計,并根據(jù)升壓站上部組塊的特點,起重吊裝方案可考慮如下:
①分層設(shè)置吊點
針對每層結(jié)構(gòu)構(gòu)件和布置設(shè)備的情況,分別計算不同結(jié)構(gòu)分層的形心和重點位置,并根據(jù)相應數(shù)據(jù)設(shè)置起吊吊點和鋼絲繩參數(shù)等內(nèi)容。
②單層至整體組合計算
在完成各單層起吊方案的規(guī)劃設(shè)計后,應結(jié)合各單獨層的起重需求并考慮主變設(shè)備布置在組塊中上部的特點,合理考慮整體部件起吊點的布置原則,通過調(diào)整鋼絲繩長度、變更起吊點位置以調(diào)整吊距等措施,將整體組塊的起吊中心和重點盡量保持在組塊中部偏下的位置,降低吊裝過程中受外力影響所出現(xiàn)的傾覆力矩。
③設(shè)置上部吊架
上部吊架的設(shè)置將可合理調(diào)整各層重心和形心不重合的問題,因此將所出現(xiàn)的不平衡力矩問題轉(zhuǎn)移至吊架上進行調(diào)整,此為重大件物資中常用的起吊輔助裝置,根據(jù)此類臨時裝備的調(diào)研,其重量多在100~150t左右,尺寸可根據(jù)起吊物件的特征和需要調(diào)整力矩需求進行調(diào)整。
起重方案的規(guī)劃設(shè)計是整個升壓站工程施工的重點和難點問題,受限于普陀6號海上風電場2區(qū)工程主要設(shè)備等參數(shù)尚未確定,關(guān)于起重方案的設(shè)計目前還限于方案規(guī)劃階段,應在設(shè)備招標確定后,根據(jù)具體參數(shù)及施工單位起重設(shè)備情況進行起重方案的具體設(shè)計工作。
起重船規(guī)模的選擇主要受上部組塊起吊重心位置、起重機吊幅條件、起重重量等參數(shù)控制,國內(nèi)目前的“風范”號(2400t級),“奮進”號(2600t),“大力”號(3000t級)等起重船均可滿足海上升壓站上部組塊的起吊工作,船機設(shè)備可選余地較大。
4)升壓站上部組塊海上安裝
經(jīng)過對國內(nèi)外海上大型平臺安裝方法的調(diào)研,主要安裝方式有以下兩種:
①浮托法
浮托法是海洋石油工業(yè)上針對大型組塊海上運輸和安裝的一種方法。即大型整體組塊在陸上大型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)基地臨港滑道上建設(shè)完成,通過可調(diào)載的大型駁船,駁船甲板上放有與陸地滑道相對立的滑道,用絞車將組塊拖拉到駁船上設(shè)計的定點位置,然后運輸至安裝位置,通過運輸船只調(diào)節(jié)壓載水艙的水量和潮位變化條件,使船只穩(wěn)步下沉將上部整體組塊安裝進基礎(chǔ)連接套管內(nèi),完成上部組塊的整體安裝工作。
圖1.4-5整體組塊滑移裝船示意圖
圖1.4-6浮托法海上安裝圖
浮托法對運輸船舶的尺寸和基礎(chǔ)的寬度匹配上限制十分嚴格,運輸船舶既要滿足整體部件的載重要求,又要求能夠順利駛?cè)牖A(chǔ)鋼管樁空隙之間將上部平臺對中安放。所以浮托法的安裝方式直接影響升壓站的基礎(chǔ)型式設(shè)計方案。
②起重船吊裝法
起重船吊裝法即采用大型起重船從運輸船舶上將鋼結(jié)構(gòu)平臺起吊,安裝到基地結(jié)構(gòu)上。此種安裝方法在海上石油平臺的安裝中廣泛應用。
圖1.4-7上部平臺整體吊裝圖
1.4.2國外整體采購
目前國內(nèi)除海上石油平臺外,海上升壓站還沒有先例,從設(shè)計到加工制造都處于探索的階段。而國外海上風電場建設(shè)已有較大規(guī)模,海上升壓站設(shè)計、建造技術(shù)相對成熟,所以可以考慮從國外整體采購海上升壓站上部組塊(包括內(nèi)部電氣設(shè)備等),在國外加工制造完成后,直接運輸至現(xiàn)場進行安裝。
圖1.4-8國外幾座海上升壓站型式圖片
2國內(nèi)主要海上施工企業(yè)以及施工能力調(diào)研
目前國內(nèi)從事海上風電場工程施工的單位主要為現(xiàn)有海洋開發(fā)建設(shè)領(lǐng)域的企業(yè),主要業(yè)務領(lǐng)域涵蓋跨海大橋、港口設(shè)施與海洋石油開采工程。具體為中交系統(tǒng)下的各單位、大橋局、中海油等國有大型施工單位。
針對不同工程,各家施工企業(yè)所有的船機設(shè)備主要根據(jù)工程施工的特點和需求進行設(shè)計與建造。對于橋梁工程,超長尺寸與重量的預制橋梁體是其主要的施工對象,因此根據(jù)此設(shè)備部件的施工需求,滿足2000t以上的大尺寸橋梁體運輸與安裝需求的雙船體運架一體的起重船開發(fā)建造;為滿足港口工程群樁基礎(chǔ)沉樁施工和大體積混凝土澆筑的需求,樁架式打樁船和混凝土攪拌船的開發(fā)建造;為滿足海洋石油開采建設(shè)的需求,可長時間穩(wěn)定入泥作業(yè)的自升式鉆井平臺的開發(fā)建設(shè)。以上海上工程施工裝備均是按照對應的海洋工程施工需求進行建設(shè),以滿足大體積、大重量混凝土類構(gòu)筑物為主,船機設(shè)備的優(yōu)點特征主要是滿足重大部件粗精度安裝作業(yè)為主,起重能力一般較大,缺點是安裝高度有限,安裝精度控制性差,起重機械較為笨重、靈活性差。
以下對各主要單位情況與具有的船機設(shè)備進行說明:
2.1中鐵大橋局
2.1.1企業(yè)施工能力特征
中鐵大橋局集團有限公司是中國中鐵股份有限公司旗下的全資子公司,是中國唯一一家集橋梁科學研究、工程設(shè)計、土建施工、裝備研發(fā)四位于一體的大型工程公司,具備在各種江、河、湖、海及惡劣地質(zhì)、水文等環(huán)境下修建各類型橋梁的能力。
為搶占先機,大橋局率先介入海上風電市場,由中鐵大橋局與明陽風電集團聯(lián)合創(chuàng)立的廣東華爾辰海上風電工程有限公司于2010年底應運而生,專業(yè)從事海上風機施工安裝。華爾辰公司自成立之初,一次性投入近7億元自主研制了全國乃至全世界第一艘大型雙體多功能海上風電工程專用船—“華爾辰”號,并配套引進了德國MENCK公司MHU-1900s型特大能量的液壓打樁錘。該套裝備集海上風機基礎(chǔ)施工、風機散裝、風機整體安裝、坐灘作業(yè)、海上風機搶修作業(yè)、自航式中心起吊多功能于一體,擁有多項國家專利技術(shù)。大橋局曾參與2010年
第一批江蘇海上風電特許權(quán)項目投標工作,施工主要發(fā)展方向為單樁基礎(chǔ)與風機整體安裝,擁有南京江寧鋼結(jié)構(gòu)基地可進行基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)加工,目前正積極參與江蘇海上特許權(quán)與示范項目的施工投標工作,在廣東地區(qū)正在進行珠海桂山海上風電場項目的試樁工程施工。
大橋局依靠自身在跨海大橋建設(shè)方面的歷史資源優(yōu)勢,擁有一批大型海上起重類施工裝備以及系列化大中型海上施工船舶設(shè)備共70余艘,同時根據(jù)海上風電基礎(chǔ)與風機安裝的需要,新建了“華爾晨一號”雙體起重安裝船,具有1200t的起重能力,頂部設(shè)置450t輔助起重吊機,可進行3.0MW~5MW左右單樁基礎(chǔ)施工與5.0MW風機的整體安裝工作。除此之外,大橋局還擁有“小天鵝”2900t雙體起重船、“大橋海宇”號1000t起重船、400t全回轉(zhuǎn)浮吊等多艘可用于海上風電施工的關(guān)鍵設(shè)備。
打樁設(shè)備方面,大橋局購買了S-1200型液壓打樁錘和Menck-1900型液壓打樁錘,其中Menck-1900型液壓打樁錘已經(jīng)交貨至國內(nèi),具備了海上單樁基礎(chǔ)施工的施工裝備條件。
圖2.1-1(a)“華爾晨一號”雙體起重安裝船(b)“小天鵝”號運架梁起重船
2.1.2大橋局主要施工船舶設(shè)備
圖2.1-2“華爾辰”1200t海上風電專用船
“華爾辰”1200t海上風電專用船主要參數(shù)表
表2.1-1
圖2.1-3“大橋海宇”號1000t吊船
“大橋海宇”號1000t吊船參數(shù)表
表2.1-2
圖2.1-4“大橋雪浪”400t全回轉(zhuǎn)吊船
“大橋雪浪”400t全回轉(zhuǎn)吊船主要技術(shù)性能表
表2.1-3
圖2.1-5“大橋海威951”打樁船
“大橋海威951”打樁船主要技術(shù)性能表
表2.1-4
圖2.1-6德國”MHU-1900S”型大型液壓打樁錘
”MHU-1900S”型大型液壓打樁錘主要技術(shù)參數(shù)表
表2.1-5
2.2中交系統(tǒng)下企業(yè)
2.2.1企業(yè)施工能力特征
中交系統(tǒng)下共四個航務工程局,其中以一航局、三航局較多參與海上風電項
目的施工領(lǐng)域。尤其是中交三航局完成了國內(nèi)首座商業(yè)化操作的東海大橋海上風
電場工程(10萬kW,34臺3.0MW風機),是目前國內(nèi)唯一一家具有海上風電
施工業(yè)績的單位,施工主要發(fā)展方向為高樁承臺基礎(chǔ)與風機整體安裝。中交系統(tǒng)
下單位因主營業(yè)務為港口航運設(shè)施建設(shè),因此其工程裝備主要以進行群樁基礎(chǔ)和
大體積混凝土工程施工為主的樁架式打樁船、混凝土攪拌船以及相應的運輸駁船
等。
2.2.2中交系統(tǒng)下單位主要施工船舶設(shè)備
(1)三航局
以中交三航局為例,此企業(yè)現(xiàn)擁有各類工程船舶159艘,各類大型施工機械750臺。其中打樁船、砂樁船、起重船、混凝土攪拌船、拖輪等大型施工船舶,目前在國內(nèi)同行業(yè)中具有一定優(yōu)勢。
工程船舶中:打樁(含砂樁)船16艘,最大作業(yè)能力的三航樁18/19,其樁架高度93.5m,最大植樁長度80m加水深,樁架120t樁重作業(yè)時最大俯仰角度正負14°,吊鉤能力:主鉤120t×2,副鉤80t×1;起重船共10艘,最大起重能力2400t,為滿足風機整體安裝的雙臂架浮式起重船“三航風范號”;混凝土攪拌船16艘,最大作業(yè)能力:一次上料最大澆注1000m3,每小時澆注100m3混凝土;大型專用船舶16艘,其中三航工5(半潛駁)最大舉升力15000t,最大沉深26.5m;拖輪31艘,其中三航拖4001,總功率3406千瓦,最大拖力40t;其它還有疏浚類船舶11艘、各類運輸方駁51艘。
打樁設(shè)備方面,三航局購買了S-1800型液壓打樁錘和S-800型液壓打樁錘,其中S-800型液壓打樁錘已經(jīng)交貨至國內(nèi),為即將開始的江蘇海上特許權(quán)項目施工進行工程設(shè)備的準備工作。
圖2.2-1“三航風范號”雙桅桿起重船
圖2.2-2S800/1800液壓錘
圖2.2-3一、三航“樁18”樁架式打樁船
圖2.2-4三航工5半潛駁船(用于海上風機整體式安裝)同時為滿足上海與浙江地區(qū)海上風電場工程施工的需求,三航局在浙江省岱山縣建設(shè)了風電安裝為主的施工基地。此施工基地位于浙江岱山本島西南臨港經(jīng)濟開發(fā)工業(yè)園區(qū),距離高亭鎮(zhèn)約6km,海運條件十分便捷,基地同時位于洋山港區(qū)與寧舟港區(qū)的中心,地理位置優(yōu)越。
該場址從東到西規(guī)劃將建設(shè)6個碼頭泊位,后方陸域共建設(shè)海堤長度約1083m,后方場地主要包括海上風電機組組裝場地、風機工裝設(shè)備與材料倉庫、風機設(shè)備堆存場、辦公區(qū)及生活區(qū)、風電機配套導管架、風電基礎(chǔ)單樁、鋼管樁
加工堆放場地,總面積約30萬m2,其中用于風機組拼裝用區(qū)域為10萬m2。
圖2.2-5三航局岱山基地位置示意圖
(2)一航局主要船機設(shè)備
一航局目前主要的船機設(shè)備在種類與數(shù)量上與三航局基本類似,但一航局因近期參與建設(shè)了國外大型海港工程的建設(shè),為滿足工程施工需要,新建了一批大型的起重工程船。
圖2.2-6一航津泰
圖2.2-7起重28(振浮8)
2.3中石(海)油工程公司
2.3.1企業(yè)施工能力特征
中石(海)油工程公司也是國內(nèi)較早涉足海洋工程建設(shè)的大型單位,主要的業(yè)務領(lǐng)域為海上石油開采、大規(guī)模海底管道鋪設(shè)、大型海洋石油類鉆井平臺建設(shè)與安裝施工等,其業(yè)務領(lǐng)域與海上風電場工程施工內(nèi)容最為接近。
2.3.2主要施工裝備
目前的施工設(shè)備主要為海洋石油開采用大型施工船舶。中石(海)油工程公司具有較強的鋼結(jié)構(gòu)加工制做能力,在青島擁有大型海洋鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)基地。
(1)中石(海)油工程公司鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)基地
中石(海)油工程公司中石(海)油工程公司在青島擁有大型海洋鋼結(jié)構(gòu)生
產(chǎn)基地,可進行風機基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)體的制作,參與了香港地區(qū)海山風電場項目測風塔工程的設(shè)計與建設(shè)工作。中石油集團海洋公司青島海工建造基地已建成場地面積約70萬平方米,碼頭岸線長750米,碼頭水深10m,可滿足30萬噸級工程船舶依靠。基地現(xiàn)擁有1號、2號滑道、材料堆場、倉庫、涂裝車間、組塊結(jié)構(gòu)車間、1號輔助樓、空壓站、變電站、鍋爐房和食堂浴室等。基地年鋼材加工能力9.8萬噸,年防腐加工能力約為95萬平方米。車間內(nèi)配置數(shù)控卷板機4臺、40000kN壓力機1臺、數(shù)控切割機3臺、HGG數(shù)控相貫線切割機1臺,配置埋弧焊、雙絲埋弧焊的導管、樁管、拉筋管、隔水套管接長焊接流水作業(yè)線5條。場地配備350噸履帶吊,320噸液壓平板車等大型起重運輸設(shè)備30臺(套)。
圖2.3-1中石(海)油工程公司青島基地建造場地效果圖
(2)船機設(shè)備
因為中海油施工企業(yè)的工作內(nèi)容與領(lǐng)域主要為大型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,因此其施工裝備以重型起重船和自升式平臺為主,代表性裝備如下:
藍疆號起重船性能表
表2.3-1
船名藍疆號起吊特性該船吊臂可旋轉(zhuǎn)船型(長×寬×高)(m)157.5×48×12.5吃水深(m)8
主鉤最大起重高(m)87主鉤最大起重量(t)3800
副鉤最大起重高(m)102副鉤最大起重量(t)800
L780-1號自升式鉆井平臺是大連船舶重工集團繼JU2000E系列自升式鉆井平臺之后又一自主設(shè)計建造的300英尺大型海洋鉆井作業(yè)平臺。該平臺為三角形船體結(jié)構(gòu),型長54.86m(180英尺),船寬53.34m(175英尺),型深7.62m(25英尺),樁腿長122m,最大作業(yè)水深91.4m,該平臺最大鉆井深度為7000m。平臺按照美國船級社(ABS)和中國船級社(CCS)現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)則進行設(shè)計、建造。
圖2.3-2L780-1號自升式鉆井平臺
2.4龍源振華工程公司
2.4.1企業(yè)施工能力特征
龍源振華工程公司目前主要進行如東、大豐海域潮間帶地區(qū)的海上風電場建設(shè),在2011年新建了800t級全回轉(zhuǎn)座底式起重船龍源振華1號,打樁設(shè)備采購了S-800型液壓打樁錘進行單樁基礎(chǔ)施工,具有潮間帶海域風機基礎(chǔ)施工的工作經(jīng)驗。其主要施工發(fā)展方向是潮間帶海域的單樁、多樁導管架基礎(chǔ)型式。近期正在開工其自主建設(shè)建造的800t級自升式平臺船龍源振華2號成功下水,開始進
行近海海域風電施工的施工機械準備工作進一步增強了龍源振華在潮間帶和近海海域施工能力。
2.4.2主要施工裝備
(1)海上風力鋼管樁加工制作基地
龍源振華工程公司憑借母公司上海振華重工(集團)股份有限公司強大的鋼結(jié)構(gòu)制作與海工設(shè)備制造能力,通過兩年的發(fā)展,現(xiàn)已在南通振華重型裝備制造有限公司內(nèi)建成擁有25萬m2的鋼結(jié)構(gòu)加工車間,車間內(nèi)配有400T、200T、150T等各類行車100余臺,可在車間進行大型構(gòu)件的吊裝、翻身作業(yè),還擁有115萬m2的存放場地,配有1200t龍門吊2臺,40~500t門機20余臺。同時,為了適應風機管樁的規(guī)模化生產(chǎn),振華公司加大投資力度,現(xiàn)擁有一條管樁制作流水線,包括大型滾輪架、鱷魚嘴組對機、伸縮式焊接機、焊接平臺等—套設(shè)各,可達到每2天即可生產(chǎn)出—根長約60米、重約650t左右鋼管樁。年生產(chǎn)風機管樁、塔筒能力達到20萬噸,保證了將來海上風電場鋼結(jié)構(gòu)制作的規(guī)模化生產(chǎn)。
圖2.4-1南通振華大南通重型設(shè)備生產(chǎn)基地布置圖在海上風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加工制做經(jīng)驗方面,龍源振華公司大南通基地在09年曾為英國GreaterGabbard海上風電場加工及運輸過140套風電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件,具有豐富的超長大直徑鋼管樁加工與運輸經(jīng)驗。場區(qū)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間共6條生產(chǎn)線,具備100mm厚度以內(nèi)船用高強鋼板加工能力的生產(chǎn)機械,具備生產(chǎn)本工程單樁基礎(chǔ)鋼管樁與連接段的能力。
圖2.4-2南通振華基地鋼結(jié)構(gòu)加工
(2)海上風電施工裝備
龍源振華公司擁有全套的海上風電施工裝備。2011年公司斥資6000萬從荷蘭進口IHC-S800液壓沖擊錘,適用于單樁基礎(chǔ)小于6米的風電單管樁基礎(chǔ)沉樁施工。“龍源振華1號”船長99m、寬43.2m、型深6.5m,是振華重工自主進行詳細設(shè)計和建造的第一艘海上風電起重船,也是中國第一艘從事潮間帶海域風電起重、安裝作業(yè)的海洋工程船舶,可用于沿海潮間帶、淺海區(qū)域風電項目的施工作業(yè),適用風電項目單樁沉樁、風機設(shè)備安裝等施工。2011年公司在建設(shè)龍源江蘇如東150MW海上(潮間帶)風電場I期工程中,正是憑借“龍源振華1號”強大的海上風電施工能力與S800液壓沖擊錘的高效率施工,創(chuàng)造了每月沉樁施工8根的記錄。近期正在開工其自主建設(shè)建造的800t級自升式平臺船龍源振華2號成功下水,適用于我國近海(-5m水深以上)風力發(fā)電施工需要,,開始進行近海海域風電施工的施工機械準備工作進一步增強了龍源振華在潮間帶和近海海域施工能力,可達到年單管樁沉樁120根,風機吊裝50臺套的施工能力。
“龍源振華1號”船長99m、寬43.2m、型深6.5m,是振華重工自主進行詳細設(shè)計和建造的第一艘海上風電起重船,也是中國第一艘從事潮間帶海域風電起重、安裝作業(yè)的海洋工程船舶,可用于沿海潮間帶、淺海區(qū)域風電項目的施工作業(yè),適用風電項目單樁沉樁、風機設(shè)備安裝等施工。
圖2.4-3“龍源振華1號”全回轉(zhuǎn)起重船
“龍源振華2號”是振華重工自主進行詳細設(shè)計和建造的自升式海上風電專用船舶,是專門用于海上風電起重、安裝作用的海洋工程船舶,適用于我國近海(-5m水深以上)風力發(fā)電施工需要。
圖2.4-4“龍源振華2號”800t自升式起重平臺船
3國內(nèi)海洋開發(fā)建設(shè)領(lǐng)域施工業(yè)績
目前國內(nèi)主要的海洋開發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域主要為跨海大橋、港口工程與海洋石油開采工程,因各領(lǐng)域差異性較大,對船機設(shè)備的性能要求不同,因此相應的施工業(yè)績主要針對不同的施工單位進行說明。
3.1跨海大橋工程
跨海大橋工程目前主要由中鐵大橋局和中交系統(tǒng)參與建設(shè),其中以大橋局為主要施工單位,跨海大橋主要的施工內(nèi)容為管樁類群樁基礎(chǔ)、大跨度橋梁與大體積現(xiàn)澆混凝土,與普陀6號海上風電場2區(qū)工程推薦選用的高樁承臺風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相似。大橋局施工的跨海大橋施工業(yè)績主要為:
①東海大橋
東海大橋全長30.87km。大橋局承建標段工程總長10.99km。榮獲中國建筑工程魯班獎、國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎、新中國成立60周年“百項經(jīng)典建設(shè)工程”。
圖3.1-1東海大橋
②杭州灣跨海大橋
杭州灣跨海大橋全長36km,海上橋梁長度35.7km。其中中引橋水中區(qū)、南引橋水中區(qū)分別長9.38km、6.42km,海床面高程-10.00~-12.00m,一般水深10m左右。本區(qū)域地基為軟土層地基,經(jīng)綜合分析比較,從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受力、抗彎能力、施工速度、工程量等相關(guān)因素考慮,杭州灣跨海大橋水中低墩區(qū)中引橋、南引橋
基礎(chǔ)采用鋼管樁混凝土承臺基礎(chǔ)。
圖3.1-2杭州灣大橋
高樁承臺結(jié)構(gòu)沉樁完成圖高樁承臺基礎(chǔ)圖
混凝土套箱承臺鋼套箱混凝土承臺圖3.1-3杭州灣跨海大橋高樁承臺基礎(chǔ)施工圖
圖3.1-4高樁承臺結(jié)構(gòu)沉樁施工
圖3.1-5鋼套箱混凝土承臺施工圖
3.2港口設(shè)施工程
港口設(shè)施工程是目前國內(nèi)主要的海洋建設(shè)產(chǎn)業(yè),目前主要由中交系統(tǒng)參與建設(shè),港口設(shè)施的結(jié)構(gòu)差異性較大,其中高樁板梁式平臺+棧橋的港口設(shè)施主要的施工內(nèi)容為管樁類群樁基礎(chǔ)、大跨度橋梁與大體積現(xiàn)澆混凝土,與普陀6號海上風電場2區(qū)工程推薦選用的高樁承臺風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相似。因此類港口設(shè)施數(shù)量較多,不一一列舉,在江蘇具有代表性的為大豐港口設(shè)施,在浙江具有代表性的為寧波-舟山港口設(shè)施,均是采用高樁板梁+群樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式。
3.3海洋石油工程
海洋石油工程在鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝方面與海上風電場工程接近,目前此行業(yè)主要的施工單位為中石(海)油工程公司,其主要的施工業(yè)績?yōu)?/P>
海洋工程施工經(jīng)驗與業(yè)績表3.3-1
圖3.3-1中石(海)油工程公司海上施工案例
3.4海上風電場工程
目前已建的海上風電場工程為江蘇如東潮間帶風電場和東海大橋近海風電場,其中東海大橋近海風電場工程與普陀6號海上風電場2區(qū)較為相似,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)同樣為推薦的高樁混凝土承臺型式,此種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)因與港口工程與大橋基礎(chǔ)較為類似,因此目前國內(nèi)的施工單位具備相應的船機設(shè)備和施工經(jīng)驗,施工方案成熟。
江蘇如東潮間帶風電工程與東海大橋風電場差異性較大,其采用鋼結(jié)構(gòu)為主的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式。龍源振華公司通過2011年龍源江蘇如東150MW海上(潮間帶)風電場I期工程的洗禮,已經(jīng)形成一套海上基礎(chǔ)施工行之有效的施工工藝和沉樁技術(shù),并在原單管樁沉樁技術(shù)的基礎(chǔ)上大膽嘗試新工藝,取消過渡樁,實現(xiàn)了一天完成整個單管樁沉樁任務,單管樁垂直度控制在2‰以內(nèi),沉樁施工時間從15天縮短到1天,使我國在潮間帶海域發(fā)展海上風電規(guī)模化施工成為了現(xiàn)實。
圖3.4-1江蘇如東150MW海上(潮間帶)風電場施工
4結(jié)語
在我國海上風力發(fā)電場的建設(shè)中,江蘇如東30MW潮間帶試驗風場已于2010年全部并網(wǎng)發(fā)電;江蘇響水海上試驗風機項目已于2010年并網(wǎng)發(fā)電;江蘇如東150MW海上風電示范工程已于2012年10月全部建設(shè)發(fā)電;江蘇如東海上風電場增容50MW項目已于2012年底全部建成。作為國內(nèi)大型海上風電機組試驗平臺—如東試驗風電場擴建項目正在建設(shè),已安裝完成2臺海裝5MW、1臺東汽5MW、1臺遠景能源4MW,正在建設(shè)的明陽6MW、聯(lián)合動力6MW、金風3MW、上氣西門子4MW等風電機組。截止2013年7月,中國海上風電已經(jīng)完成投產(chǎn)的總裝機容量約為360MW;已建風電場中采用過混凝土低樁承臺、混凝土高樁承臺、超大直徑單樁基礎(chǔ)、多樁導管架基礎(chǔ)等類型,基本涵蓋了國內(nèi)外主流的風機基礎(chǔ)型式。
隨著國內(nèi)交通、水運事業(yè)的發(fā)展,特別是最近二十年內(nèi),國內(nèi)許多大型港口如洋山港、天津港擴建、青島港擴建等眾多港口工程的建設(shè),以及海上交通事業(yè)的發(fā)展如杭州灣大橋、東海跨海大橋等相關(guān)工程的建設(shè),國內(nèi)眾多海上施工企業(yè)如中交第一、第二、第三、第四航務工程局、中鐵大橋局等相關(guān)海上施工企業(yè)已經(jīng)積累了相當豐富的大型海工結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗。龍源如東、三峽響水及東海大橋海上風電場的建設(shè)實踐進一步驗證了,近海風機基礎(chǔ)從施工技術(shù)上是較為成熟可行的。經(jīng)調(diào)查國內(nèi)相關(guān)單位目前所擁有的施工設(shè)備也完全能夠滿足海上風電場風機基礎(chǔ)施工及風機吊裝的需要。
對于海底電纜,國內(nèi)已建成眾多的110KV跨海輸電電纜,特別是普陀6號風電場所在地附近,已有大陸至舟山本島、舟山本島到其他島嶼的多條海底電纜的實踐經(jīng)驗,國內(nèi)目前施工單位所擁有的施工設(shè)備和實施經(jīng)驗也完全能夠滿足海上風電場海底電纜的施工需要。
對于海上升壓站,目前國內(nèi)尚沒有建成的海上升壓站經(jīng)驗,國外主要有Siemens、ABB、Alstom等公司有海上升壓站的建設(shè)經(jīng)驗(電壓等級一般為132kV)。經(jīng)研究初步調(diào)查可知,海上升壓站基礎(chǔ)部分類似于風機基礎(chǔ),國內(nèi)施工能力完全可滿足其施工需要;升壓站上部整體組件結(jié)構(gòu)體的組裝、運輸和吊裝,以國內(nèi)現(xiàn)有單位目前所擁有的施工設(shè)備也完全能夠滿足其施工需要。
目前國內(nèi)畢竟尚無海上升壓站建設(shè)和設(shè)計經(jīng)驗,普陀6號風電場項目可研承擔單位華東勘測設(shè)計研究院在這方面已有了部分技術(shù)積累。展開了海上升壓站電氣、海工、舾裝、消防、暖通、施工、逃救生、通信及控制等整個系統(tǒng)的研究,并結(jié)合大豐特許權(quán)項目,按照布置應科學、緊湊、合理;選擇可靠性和耐久性高設(shè)備;應采用全封閉艙室、微正壓通風、鹽霧過濾等原則,開始進行海上升壓站的招標和施工圖準備,目前已完成主要設(shè)備的招標文件,并開始施工圖設(shè)計。長期以來,華東勘測設(shè)計研究院與Siemens、ABB等國外電氣設(shè)備公司,CCS、中石油、中石化設(shè)計院,以及海油工程、中交三航局等國內(nèi)大型海上施工單位等均保持長期的合作與溝通聯(lián)系,基本可獨立完成海上升壓站的全部設(shè)計。同時,為確保設(shè)計質(zhì)量,他們也在與丹麥Rambool、荷蘭Kema、Siemens等國外著名咨詢公司和設(shè)備公司進行討論,并就相關(guān)方面專題達成初步合作意向。當然,在普陀6號風電場實施中,對于海上升壓站,亦可從設(shè)備采購角度,考慮國際招標采購的方案。
篇二：大型海上風電站
海上風電場升壓站的電氣設(shè)計陳晨;丁宏成;石勇【摘要】在介紹海上風電場升壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計和電氣設(shè)備設(shè)計要求的基礎(chǔ)上,以江蘇省某200MW海上風電場升壓站工程為背景,論述了220kV海上升壓站的一次設(shè)備選擇及二次系統(tǒng)設(shè)計.該海上升壓站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在集控中心,一次系統(tǒng)設(shè)備遵循最小化、共用化、模塊化的設(shè)計原則;采用無人值班運行方式,陸上集控中心建立智能一體化監(jiān)控管理平臺,在集控中心內(nèi)實現(xiàn)對海上風電場的實時遠程監(jiān)視與控制.采用整體式海上升壓站,便于更換和維護,也縮短了海上作業(yè)時間.【期刊名稱】《吉林電力》【年(卷),期】2018(046)006【總頁數(shù)】4頁(P24-27)【關(guān)鍵詞】海上風電場;升壓站;電氣設(shè)計【作者】陳晨;丁宏成;石勇【作者單位】國電南瑞科技股份有限公司,南京210063;國電南瑞科技股份有限公司,南京210063;國電南瑞科技股份有限公司,南京210063【正文語種】中文【中圖分類】TK89;TM72
海上風電場升壓站是海上風電并網(wǎng)的樞紐，是海上風電開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，其運行的穩(wěn)定性，對于將離岸距離遠、規(guī)模大的海上風電場產(chǎn)生的電能匯集并送至陸上的主
電網(wǎng)具有重要意義。海上環(huán)境與陸地環(huán)境差異大，海上升壓站的建設(shè)對設(shè)備選型、安裝、運行維護等方面提出更高要求。我國東部沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、用電量大，水力、煤炭等電能資源相對匱乏，而海上風能資源卻非常豐富。海上風電的開發(fā)利用可以緩解東部經(jīng)濟發(fā)展對電能的需求[1]，但是海上氣候環(huán)境惡劣，故要求海上風電電氣系統(tǒng)的可靠性高、體積小、安裝調(diào)試方便、耐腐蝕、壽命長，因此海上風電開發(fā)、建設(shè)、施工、運行維護成本較高[2-4]。海上風電開發(fā)成本是較陸地的1.5～2.0倍[5]。我國目前建成并投入使用的海上風電場升壓站極少，海上變電站設(shè)計還未形成統(tǒng)一的標準和規(guī)范。海上升壓站的變壓器等一次設(shè)備的選擇有別于陸上變電站[6]。文獻[7]分析了適合近海風電場的高壓交流傳輸技術(shù)，風機發(fā)出的交流電經(jīng)過換流器轉(zhuǎn)換成恒壓恒頻工頻交流電，經(jīng)海上升壓站后通過海底電纜傳輸至陸上變電站，該方式電能傳輸方式簡單、成本較低，但傳輸距離因電纜電容充電電流的影響而受限，一般適合額定容量小于200MW、距離岸上100km的風電場。文獻[8]針對高壓交流傳輸技術(shù)面臨的技術(shù)難題提出了治理方案。對于離岸距離更遠的海上風電場，有學者提出采用高壓直流輸電方式[9-10]，即將風機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電后通過海底電纜傳輸至陸上。針對海上電氣設(shè)備檢修和運行維護難題，設(shè)置可靠的、具備故障診斷能力監(jiān)控系統(tǒng)能有效解決[11]。由于海上風電電氣系統(tǒng)使用的電氣一次和二次設(shè)備運行控制復雜、技術(shù)難度大，海上升壓站在設(shè)備選型、布置、結(jié)構(gòu)型式上需要充分優(yōu)化設(shè)置。海上升壓站運行方式適宜采用無人值班方式，這對二次監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性提出嚴苛要求[12-14]，目前海上升壓站的監(jiān)控平臺設(shè)置在陸上集控中心。1海上升壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計目前海上升壓站主要有模塊式升壓站和整體式升壓站2種。模塊式海上升壓站是將升壓站分為若干個模塊，每個模塊都采用鋼結(jié)構(gòu)，每個模塊在陸地完成組裝和模
塊內(nèi)的設(shè)備安裝調(diào)試，各模塊單獨運輸至海上升壓站進行安裝，再整體連接各模塊而形成升壓站。整體式海上升壓站是在陸地完成整個升壓站一次設(shè)備和二次設(shè)備的制造、安裝和調(diào)試后整體運輸至現(xiàn)場，采用大型起重船進行安裝。以220kV海上升壓站為例，2種安裝方式的優(yōu)缺點見表1。一般在施工環(huán)境條件和施工設(shè)備滿足的前提下，優(yōu)先采用整體式海上升壓站。表1模塊化結(jié)構(gòu)和整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計比較裝配模式設(shè)備裝配運輸難度海上作業(yè)時間工程量模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)備模塊在工廠完成裝配、調(diào)試小長比整體式海上升壓站工程量增加40%整體式結(jié)構(gòu)全部設(shè)備在港口完成安裝、調(diào)試大短小2海上升壓站的電氣設(shè)備設(shè)計要求2.1電氣設(shè)備基本要求海上升壓站位于潮間帶地區(qū)，屬環(huán)境潮濕、重鹽霧區(qū)域，在電氣設(shè)計時應考慮以下因素。a.防腐要求。對于戶內(nèi)布置的設(shè)備應滿足C4或C5-I等級要求，而戶外布置的設(shè)備應滿足C5-M等級要求。設(shè)備的外殼、連接部件、裸露金屬部分、其他與大氣長時間直接接觸部分，應進行防腐蝕特殊處理，并保證設(shè)備能安全可靠的運行30年以上。金屬結(jié)構(gòu)的部分材質(zhì)應選用316不銹鋼，部分金屬材料表面處理應滿足《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和防銹等級》要求，油漆噴涂應滿足HG/T4077—2009《防腐蝕涂層涂裝技術(shù)規(guī)范》要求。b.抗傾斜、抗震動要求。臺風、浪涌、地震等自然因素會對布置在海上平臺的變壓器等設(shè)備造成器身振動，因此設(shè)備應具有一定抗傾、抗震動的能力。c.防潮濕、凝露要求。設(shè)備處于的海洋環(huán)境濕度可達至90%以上，設(shè)備需考慮合理的電氣距離、材質(zhì)和絕緣方法。d.防護等級要求。根據(jù)設(shè)備所處環(huán)境，戶外部分設(shè)備不低于IP56，戶內(nèi)部分設(shè)備防等級不低于IP54。
e.防爆要求。在主變壓器室和柴油機室等有油的設(shè)備房間，相關(guān)輔助電氣設(shè)備應采用防爆型設(shè)備。2.2變壓器設(shè)計要求a.具有高度絕緣可靠性。變壓器在突發(fā)短路事故下不造成線圈損壞，絕緣結(jié)構(gòu)可靠，局放水平低。b.具有高度的耐腐蝕性。油箱、儲油柜等主體鋼結(jié)構(gòu)件達到C5-M防腐等級，焊接部位刷敷鋅底漆；戶外散熱器鍍鋅膜厚度達到86μm以上，在高腐蝕環(huán)境中滿足30年使用壽命；螺栓等緊固件采用316不銹鋼鑄造；外殼、導油管等部件連接處應達到C5-M防腐等級；閥門采用不銹鋼球閥及蝶閥；戶內(nèi)部分防腐等級不低于C5-I。c.具有免維護性。冷卻設(shè)計合理可靠，變壓器預期壽命至少應超過30年，正常運行時達到25年免維護。d.冷卻器便于更換、維修。為便于通風同時考慮到冷卻設(shè)備故障便于更換、維修，變壓器的冷卻器應布置在變壓器室外側(cè)，無功補償裝置水冷的室外冷卻器宜布置在屋頂。2.3配電裝置設(shè)計要求2.3.1220kV配電裝置設(shè)計要求海上升壓站氣體絕緣組合電器(GIS)設(shè)備應能抵抗海上極端環(huán)境變化可能造成的凝露和腐蝕，滿足下列要求。a.操作機構(gòu)箱、電流互感器端子箱、通風系統(tǒng)、電纜終端筒、加熱器、防爆盤等均加裝防護蓋；電纜線槽和支架采用不銹鋼或熱鍍鋅鋼材，并與法蘭之間加墊片隔開；橫向伸縮節(jié)加裝防水密封環(huán)。b.操作機構(gòu)帶呼吸器和加熱器，防止冷凝。c.螺栓等緊固件采用316不銹鋼鑄造。
2.3.235kV配電裝置設(shè)計要求35kV配電裝置采用SF6絕緣金屬成套開關(guān)柜的，采用真空斷路器，戶內(nèi)布置。開關(guān)柜出廠時應完成氣室氣體充氣和檢驗，現(xiàn)場無需充放氣和檢驗；氣體年泄漏率應小于0.1%；開關(guān)柜的整體防護等級應達到IP42，氣室防護等級達到IP65。3江蘇省某海上升壓站設(shè)計方案江蘇省某200MW海上風電場，配置一座220kV海上升壓站及一座陸上集控中心。所有的電能通過海上升壓站升壓后由一回220kV海底電纜送至陸上集控中心，再通過架空線輸電至電網(wǎng)系統(tǒng)。海上升壓站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在集控中心，該風電場連接示意圖見圖1。圖1江蘇省某200MW海上風電場連接示意圖海上升壓站所處海域平均水深為6.4m，能滿足大型海上設(shè)備施工。采用整體式海上升壓站結(jié)構(gòu)。升壓站是一個面積為39.2m×36.0m的平臺，由上部組塊和導管架基礎(chǔ)組成。上部組塊內(nèi)采用三層布置：一層為電纜層及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；二層為主變壓器、220kVGIS和35kV配電裝置、接地變小電阻室、繼保室、場用低壓配電盤室、應急配電盤室等；三層為蓄電池室、通風機房室、柴油機房、備品備件間、工具間、避難所等。下部結(jié)構(gòu)采用導管架基礎(chǔ)。為了減輕海上升壓站上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低工程整體造價，優(yōu)化平臺結(jié)構(gòu)及平面布置，調(diào)整設(shè)備布置，將無功補償設(shè)備從海上升壓站移至岸上集控中心，壓縮平臺整體尺寸，海上平臺結(jié)構(gòu)和設(shè)備總質(zhì)量降低11%左右。海上升壓站的一、二次系統(tǒng)電氣設(shè)備配置見圖2。圖2220kV海上升壓站電氣設(shè)備配置3.1海上升壓站一次設(shè)備選擇該項目一次系統(tǒng)設(shè)備遵循最小化、共用化、模塊化的設(shè)計原則。因海上升壓站主變壓器故障維修時間很長，通常裝設(shè)2臺主變壓器以增加系統(tǒng)的可靠性。國內(nèi)規(guī)劃的海上風電場大多數(shù)容量在100～400MW，所以單臺變壓器容量選擇為120～
240MVA，選用低損耗、雙繞組或雙分裂有載調(diào)壓升壓電力變壓器。主變壓器選擇應把其過負荷能力、空載損耗、結(jié)構(gòu)布置、安全性能、維護、散熱效果等作為關(guān)鍵因素。海上風電出力隨機性強、間歇性明顯，出力波動大，波動頻率無規(guī)律，在極端情況下存在一定程度的超發(fā)工況等特點，選擇過負荷能力強的主變壓器能夠確保海上升壓站的安全可靠運行。風機年發(fā)電利用時間少，主變壓器大部分時間處于低負荷運行狀態(tài)，變壓器空載損耗在整個風場的電能損耗中占相當大的比例，故采用空載損耗低的主變壓器來提升風電場運營的經(jīng)濟性。海上升壓平臺空間有限，應優(yōu)化主變壓器本體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者選擇合適的出線方式以能達到緊湊的目的。海上環(huán)境惡劣，主變壓器采用分體式布置。將主變壓器本體封閉在主變壓器室內(nèi)，能有效阻隔海上高濕度和重鹽霧對其腐蝕侵害；將冷卻器或散熱器布置在戶外，便于通風散熱和運行維護，能有效解決主變壓器散熱問題。散熱方式可采用自冷方式或強迫油循環(huán)冷卻方式。主變壓器的全部外殼和安裝支架等都使用耐腐蝕材料，且外部噴涂耐腐蝕涂層，涂層厚度滿足ISO12944-2腐蝕性類別C5-M環(huán)境的要求。海上升壓站高壓配電裝置采用受外界環(huán)境影響小，運行安全可靠、維護簡單和檢修周期長的GIS，隨著GIS產(chǎn)品的優(yōu)化，220kVGIS設(shè)備的寬度已由以前的2.0m縮短到1.5m，可大幅度減少配電裝置的占地面積和凈空要求。35kV配電裝置也采用GIS設(shè)備。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計等原因，一般采用真空斷路器。單個開關(guān)柜尺寸約為0.6m×1.7m，占地面積小，節(jié)約平臺成本。海上風電場升壓站接地變壓器、站用變壓器等設(shè)備選擇無油型設(shè)備。站用電源應安全可靠，除從主變壓器低壓側(cè)引接電源外，還設(shè)置柴油發(fā)電機組作為應急備用電源，柴油發(fā)電機具備自動啟停遠程控制功能。3.2海上升壓站二次系統(tǒng)設(shè)計海上升壓站采用無人值班運行方式，陸上集控中心建立智能一體化監(jiān)控管理平臺，
在集控中心內(nèi)實現(xiàn)對海上風電場的實時遠程監(jiān)視與控制。從系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、實用性出發(fā)，海上升壓站采用智能變電站設(shè)計方案，過程層采用電磁式互感器，常規(guī)采樣的模式。采用合并單元智能終端一體化裝置，以及緊湊型組合式保護控制屏柜。3.2.1線路保護裝置對于220kV海底電纜配置雙重化的線路縱聯(lián)保護，每套縱聯(lián)保護包含完整的主保護和后備保護以及重合閘功能。35kV線路采用保護、測控一體化的微機型保護裝置。3.2.2主變壓器保護裝置配置雙重化的主、后備保護一體化電氣量保護和一套非電量保護。3.2.3故障錄波器配置故障錄波裝置，接入96路模擬量和192路開關(guān)量。3.2.4合并單元和智能終端雙重化配置合并單元，母線合并單元支持向其他合并單元提供母線電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)需要提供電壓并列功能。智能終端的配置主要考慮高壓保護和開關(guān)設(shè)備的配置。海上升壓平臺110kV主變壓器高低壓側(cè)及高壓側(cè)線變組斷路器推薦使用智能終端，35kV(主變壓器間隔除外)推薦使用傳統(tǒng)斷路器。3.2.5計量系統(tǒng)在海上升壓站的220kV海纜線路、主變壓器各側(cè)設(shè)置電能量考核計量點，裝設(shè)0.5S考核電度表。同時，在海上升壓站配置一套電能量計費終端，將海上升壓站電量信息通過網(wǎng)絡(luò)口傳至陸上集控中心。3.2.6時鐘同步配置一套時間同步裝置，按照雙主鐘配從鐘的方式進行設(shè)計。主時鐘單元同時接入北斗導航系統(tǒng)及GPS導航系統(tǒng)。
3.2.7設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在變電站設(shè)立的綜合處理單元負責集中各種在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)，通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)直接上傳至中心系統(tǒng)，由設(shè)備監(jiān)測中心系統(tǒng)整合其他的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)后，進行設(shè)備診斷。設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)工作站負責升壓站系統(tǒng)的運行及維護操作。4結(jié)束語本文根據(jù)2017年完成的江蘇省200MW某海上風電場工程，介紹了220kV海上升壓站的一、二次系統(tǒng)設(shè)計。因海上環(huán)境的特殊性，海上升壓站的設(shè)計和建設(shè)較陸地變電站難度更大，該海上升壓站采用整體式海上升壓站，便于更換和維護，也縮短了海上作業(yè)時間；將無功補償設(shè)備從海上升壓站移至岸上集控中心，海上平臺結(jié)構(gòu)和設(shè)備總質(zhì)量降低11%左右，能有效優(yōu)化海上升壓站的平臺結(jié)構(gòu)，節(jié)約建設(shè)成本。
【相關(guān)文獻】
[1]許莉，李鋒，彭洪兵.中國海上風電發(fā)展與環(huán)境問題研究[J].中國人口資源與環(huán)境，2015，25(5)：135-138.[2]張哲.海上風電場電能傳輸技術(shù)研究[J].電工電氣，2012(7)：1-4．[3]魏書榮，何之倬，符楊，等.海上風電機組故障容錯運行研究現(xiàn)狀分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44(9)：145-154.[4]黃玲玲，曹家麟，張開華，等.海上風電機組運行維護現(xiàn)狀研究與展望[J].中國電機工程學報，2016，36(3)：729-738.[5]劉志杰，劉曉宇，孫德平，等.海上風電安裝技術(shù)及裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].船舶工程，2015，37(7)：1-4.[6]楊素榮.海上風電場升壓站主變壓器的選擇研究[J].電工技術(shù)，2015(2)：1-2.[7]王錫凡，衛(wèi)曉輝，寧聯(lián)輝，等.海上風電并網(wǎng)與輸送方案比較[J].中國電機工程學報，2014，34(31)：5459-5466.[8]遲永寧，梁偉，張占奎，等.大規(guī)模海上風電輸電與并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].中國電機工程學報，2016，36(14)：3758-3770.
[9]歐陽葒一，張旭航，李東東.基于RTDS的海上風電柔性直流輸電控制研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2017，33(8)：86-93.[10]洪敏，辛煥海，徐晨博，等.海上風電場與柔性直流輸電系統(tǒng)的新型協(xié)調(diào)控制策略[J].電力系統(tǒng)自動化,2016,40(21):53-58.[11]林鶴云，郭玉敬，孫蓓蓓，等．海上風電的若干關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]．東南大學學報(自然科學版)，2011，41(4)：882-888．[12]張明，張哲，葉軍.海上風電場升壓平臺布置研究初探[J].上海節(jié)能，2015(2)：80-84.[13]楊建軍，俞華鋒，趙生校，等.海上風電場升壓變電站設(shè)計基本要求的研究[J].中國電機工程學報，2016，36(14)：3781-3788.[14]閆培麗，袁兆祥，齊立忠，等.海上風電場二次系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)[J].電力建設(shè)，2015，36(4)：129-133.
篇三：大型海上風電站
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹技術(shù)服務中心業(yè)務籌備部前言
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
近年來，國家對清潔能源特別是風電的發(fā)展在政策上給予了很大支持，使得中國風電得到蓬勃發(fā)展。風力發(fā)電作為新能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式，獲得了迅猛發(fā)展。隨著風電機組從陸地延伸到海上，海上風電正成為新能源領(lǐng)域發(fā)展的重點。
本文結(jié)合國內(nèi)外海上風電場具體的風機基礎(chǔ)，對現(xiàn)有的海上機組的基礎(chǔ)類型逐一介紹，目的是對海上風機基礎(chǔ)形成一個初步的了解，為公司日后的海上服務業(yè)務做鋪墊。
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
2
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
目錄
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
1風機基礎(chǔ)類型---------------------------------------41.1重力式基礎(chǔ)-----------------------------------------41.2單樁基礎(chǔ)-------------------------------------------61.3三腳架式基礎(chǔ)---------------------------------------81.4導管架式基礎(chǔ)--------------------------------------101.5多樁式基礎(chǔ)----------------------------------------111.6其他概念型基礎(chǔ)------------------------------------122海上風力發(fā)電機組基礎(chǔ)維護--------------------------14
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
3
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
1風機基礎(chǔ)類型
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
1.1重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ),顧名思義是是靠重力來追求風機平衡穩(wěn)定的基礎(chǔ),重力式基礎(chǔ)
主要依靠自身質(zhì)量使風機矗立在海面上,其結(jié)構(gòu)簡單，造價低且不受海床影響，穩(wěn)定性好。缺點是需要進行海底準備，受環(huán)境沖刷影響大，且僅適用于淺水區(qū)域。優(yōu)點是不需要打樁，直接減少了施工噪聲。
如圖1-1所示。
圖1-1重力式基礎(chǔ)示意圖
世界上早期的海上風電場都是采用的重力式，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)原理較簡單，適合水比較淺的區(qū)域，適用水域0-10m，重力式基礎(chǔ)造價成本相對比較低，其成本隨著水深的增加而增加，不需要打樁作業(yè)。重力式基礎(chǔ)的制造過程是在陸地上，通過船舶運輸?shù)街付ǖ攸c，基礎(chǔ)放置之前要對放置水域地面進行平整處理，鑿開海床表層。基礎(chǔ)放置完成之后用混凝土將其周邊固定。
ThorntonBank海上風電場是比利時第一個海上風電場，也是世界上第一個使用重力底座的商業(yè)海上風電場。該風電場位于比利時海岸線以北27-30公里處，水深12-27.5米。該風電場使用重力底座，鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，中空，建造和運輸重
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
4
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
量在1200噸左右；安裝后使用細沙或碎石填滿，總重量超過6000噸。為了安裝這種風電機底座，施工單位動用了總數(shù)超過100次各種船只和海上平臺，其中包括當時（2007年）世界上做大的起重船Rambiz(最大起重重量3300噸)。
圖1-2就是在陸地上建設(shè)中的底座。
圖1-2ThorntonBank海上風電場使用的底座
ThorntonBank海上風電場施工過程：1)用挖掘船將安裝風電機處的海底挖開大概4.5米深的坑，面積大約為
50x70米；2)使用碎石將挖出的坑找平，平面誤差不能超過5厘米（目的是使坑底部
平整度達成一致）；3)用運輸船將造好的底座運到安裝點，并下沉；4)使用吸泵往底座中抽海砂，待水沙分離后將水抽出；5)使用細沙或者碎石將挖出的坑填滿并夯實。重力式基礎(chǔ)缺點：水下工作量大，結(jié)構(gòu)整體性和抗震性差，需要各種填料，且需求量很大；
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
5
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
重力性基礎(chǔ)隨著時間的長遠，必然存在一個下沉的問題，這與其本身結(jié)構(gòu)、風電場地質(zhì)結(jié)構(gòu)、施工方式有關(guān)；
船舶運輸、基礎(chǔ)在海中施工成本大，費時費力，且需要運輸基礎(chǔ)底座沉箱的船舶要求很高；
目前國內(nèi)海上風電場沒有使用重力式基礎(chǔ)的案例，國外也基本不采用了此種基礎(chǔ)建設(shè)方式。
1.2單樁基礎(chǔ)即“單根鋼管樁基礎(chǔ)(monopile)”，其結(jié)構(gòu)特點是自重輕、構(gòu)造簡單、受力
明確。單樁基礎(chǔ)由一個直徑在3～4.5m之間的鋼樁構(gòu)成。鋼樁安裝在海床下18～25m的地方，其深度由海床地面的類型決定。單樁基礎(chǔ)有力地將風塔伸到水下及海床內(nèi)。這種基礎(chǔ)的一大優(yōu)點是不需整理海床。但是，它需要防止海流對海床的沖刷，而且不適用于海床內(nèi)有巨石的位置。該技術(shù)應用范圍水深小于25m。大直徑鋼管樁方案結(jié)構(gòu)受波浪影響相對較小。目前此種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外風電場應用很廣泛，金風科技2.5MW機組潮間帶響水項目風電場即使用此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
圖1-3單樁基礎(chǔ)示意圖
單樁達指定地點后，將打樁錘安裝在管狀樁上打樁直到樁基進入要求的海床
深度；另一種則是使用鉆孔機在海床鉆孔，裝入樁后再用水泥澆注。單基樁適用
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
6
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
的海域通常比重力基礎(chǔ)要深，可以達到20m以上。由于樁和塔架都是管狀的，因此在現(xiàn)場它們之間的連接相比于其它基礎(chǔ)更為便捷。
在使用合適設(shè)備的情況下，單基樁的打樁過程比較簡單。對于水深較淺且基巖離海床表面很近的位置單基樁是最好的選擇，因為相對較短的巖石槽就可以抵住整個結(jié)構(gòu)的傾覆力。而對于基巖層距離海床很遠的情況，就需要將樁打得很深。另外對于堅硬巖石尤其是花崗巖海床來說，打樁過程需要增加成本甚至難以成行。圖1-4為國內(nèi)某海上風電場單樁基礎(chǔ)示意圖。
圖1-4單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖
金風科技首批批量化潮間帶海上項目風機基礎(chǔ)也是使用此類型的基礎(chǔ),單樁
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較簡單,施工也簡單。目前地質(zhì)單位已經(jīng)完成地質(zhì)勘探工作，打樁施工
單位進入規(guī)劃風電場后即可進行打樁工作。后續(xù)，業(yè)務籌備部將進行跟蹤了解工
作。
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
7
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用范圍廣泛，現(xiàn)目前為市場主流基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝簡單，施工成本低，施工過程簡單易控制，施工單位經(jīng)驗豐富等優(yōu)點，但是這不意味著單樁基礎(chǔ)是海上風機基礎(chǔ)的成熟產(chǎn)品，在國外海上風電場已經(jīng)出現(xiàn)了單樁傾斜的案例。傾斜角度的產(chǎn)生是受潮汐、浪涌沖擊的必然結(jié)果。如何解決此問題，是風電場后期維護、運營的難題之一。
1.3三腳架式基礎(chǔ)
圖1-5三角架式基礎(chǔ)示意圖
又稱“三腳架式基礎(chǔ)（Tripod）”，還有稱“三樁基礎(chǔ)”。基礎(chǔ)自重較輕，整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好。在海上風機基礎(chǔ)應用之前，海上石油行業(yè)大量采用石油導管架基礎(chǔ)，有一定的使用經(jīng)驗。適用水深15-30米，基礎(chǔ)的水平度控制需配有浮塢等海上固定平臺完成。國內(nèi)在海上石油導管架基礎(chǔ)的施工中有一定的施工經(jīng)驗以及相應的施工設(shè)備。
三腳架式基礎(chǔ)原理：用三根中等直徑的鋼管樁定位于海底，埋置于海床下10-20m的地方,三根樁成等邊三角形均勻布設(shè)，樁頂通過鋼套管支撐上部三腳行架結(jié)構(gòu)，構(gòu)成組合式基礎(chǔ)。三腳行架為預制構(gòu)件，承受上部塔架荷載，并將應力與力矩傳遞于三根鋼樁。三腳架式基礎(chǔ)是由石油工業(yè)中輕型、經(jīng)濟的三支腿導管架發(fā)展而來的，由圓柱鋼管構(gòu)成。三腳架的中心鋼管提供風機塔架的基本支撐，類似單樁結(jié)構(gòu)，三角
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
8
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
架可采用垂直或傾斜套管，支撐在鋼樁上。這種基礎(chǔ)設(shè)計由單塔架機構(gòu)簡化演變而來，同時增強了周圍結(jié)構(gòu)的剛度和強度。鋼樁嵌入深度與海床地質(zhì)條件有關(guān)。由于需要打樁的緣故，三腳架結(jié)構(gòu)通常不適于在海床存在大面積巖石的情況。在施工之前海床整理簡單，同時這種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的防腐也不是問題。
金風科技潮間帶2.5MW試驗機組如東項目即采用的此種基礎(chǔ)方式。如圖1-6所示。
圖1-6如東項目機組基礎(chǔ)
德國首個海上風能發(fā)電站阿爾法文圖斯首批海上機組其中6臺（Multibrid公司）也是采用三腳架式基礎(chǔ)。
如圖1-7所示。
圖1-7阿爾法文圖斯Multibrid機組基礎(chǔ)
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
9
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
1.4導管架式基礎(chǔ)
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
導管架式基礎(chǔ)(Jacket)是深海海域的風電場未來發(fā)展的趨勢之一。德國的阿爾法文圖斯海上風電場6臺Repower機組全部都是采用的是導管架式基礎(chǔ)，具有示范效應。導管架式基礎(chǔ)也是三角架式基礎(chǔ)，“網(wǎng)格的三角架式基礎(chǔ)”。導管架的負荷由打入地基的樁承擔。
如圖1-8所示,阿爾法文圖斯Repower機組基礎(chǔ)。
圖1-8阿爾法文圖斯風電場Repower機組導管架式基礎(chǔ)
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
10
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
導管架式基礎(chǔ)強度高，安裝噪音較小，重量輕，適用于大型風機，深海領(lǐng)域，但是造價昂貴，需要大量的鋼材，受海浪影響，容易失效，安裝的時候受天氣影響較嚴重。該基礎(chǔ)適用于5-50米范圍內(nèi)的水域,可避免海上澆筑混凝土,具有海上施工量小,安裝速度快,造價低,質(zhì)量易保證的特點。
1.5多樁式基礎(chǔ)又稱“群樁式高樁承臺基礎(chǔ)”，應用于風電基礎(chǔ)之前，是海岸碼頭和橋墩基
礎(chǔ)的常見結(jié)構(gòu)，由基樁和上部承臺組成。斜樁基樁呈圓周形布置，對結(jié)構(gòu)受力和抵抗水平位移較為有利，但樁基相對較長，總體結(jié)構(gòu)偏于厚重。適用水深5－20米。因波浪對承臺產(chǎn)生較大的頂推力作用，需對基樁與承臺的連接采取加固措施。樁基直徑小，對鋼管樁的制作、運輸、吊運要求較低。
上海東大橋風電場項目使用的基礎(chǔ)即為多樁式基礎(chǔ)。采用八根中等直徑的鋼管樁作為基樁，八根基樁在承臺底面沿一定半徑的圓周均勻布設(shè)。如圖1-9所示。
圖1-9上海東大橋風電場基礎(chǔ)分解示意圖
東大橋風電場風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如上多樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型，由基樁（左上）和承
臺（右上）組成。基樁采用鋼管樁，即采用8根直徑1.2米（壁厚2cm）的鋼管
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
11
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
樁做基樁,樁長44米。8根基樁在承臺底面均勻布設(shè)，承臺底面高程為0.5米，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沉樁結(jié)束后，基礎(chǔ)海底表面拋鋪厚度2米左右的高強土工網(wǎng)裝碎石，以防水流沖刷。
見圖1-10所示。
圖1-10上海東大橋風電場多樁基礎(chǔ)示意圖
1.6其他概念型基礎(chǔ)1)吸力式基礎(chǔ)
即“thesuctionfoundation”,該基礎(chǔ)分為單柱及多柱吸力式沉箱基礎(chǔ)等。吸力式基礎(chǔ)通過施工手段將鋼裙沉箱中的水抽出形成吸力。相比前面介紹的單樁基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)因利用負壓方法進行，可大大節(jié)省鋼材用量和海上施工時間，具有較良好的應用前景，但目前僅丹麥有成功的安裝經(jīng)驗，其可行性尚處于研究階段。
吸力式基礎(chǔ)其優(yōu)點是其安裝尤其是拆卸具有明顯的便利性，在拆卸時只需平衡沉箱內(nèi)的外壓力即可將沉箱輕松吊起。對于吸力式基礎(chǔ)來說，要達到“下得去、站得穩(wěn)、起得來”，即能夠平穩(wěn)地、保持一定垂直度地沉下去；沉下去之后，能夠在工作期間不失平穩(wěn)而導致整個平臺傾覆、滑移或拔除等破壞。
2)飄浮式基礎(chǔ)漂浮式基礎(chǔ)是未來深海海域風電場的趨勢之一，目前在挪威西南部海岸10
公里處有一臺實驗式機組（Hywind）飄浮基礎(chǔ)投入運行。據(jù)開發(fā)Hywind項目的
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
12
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
公司介紹，Hywind風力發(fā)電機組可適用于水深120米至700米的海域，而目前海上機組基本都是在水深60米以下。
圖1-11飄浮式基礎(chǔ)類型
圖1-11展示了漂浮式海上風電機組平臺的一系列平臺建筑結(jié)構(gòu)。圖中平臺類型用數(shù)字標識（從左到右）1）荷蘭式半潛三角漂浮物式；2）駁船式；3）帶有兩排張索的柱形浮標式；4）三臂單體張力腿式；5）帶有重力錨的混凝土三臂單體張力腿式；6）深水圓柱式。
漂浮式的基礎(chǔ)相比較其他基礎(chǔ)而言是不穩(wěn)定的，必須有浮力支撐整個風力發(fā)電機組的重量，并在風機可接受的搖晃的角度進行控制，除了風力發(fā)電機有效載荷方面，設(shè)計漂浮式基礎(chǔ)還必須考慮當?shù)睾Ｓ虿ɡ藳_擊、洋流等海域變化情況。
目前已形成的海上風力發(fā)電機機組漂浮式基礎(chǔ)只有挪威一個實驗項目，沒有足夠的數(shù)據(jù)和形成成熟的技術(shù)和經(jīng)驗，而且先擁有此項技術(shù)的國家、公司對其技術(shù)嚴加保密，再加上不同海域地質(zhì)情況和機組、環(huán)境載荷有不同特點，對于漂浮式基礎(chǔ)的開發(fā)和研究需要進行大量的人力和物力投資。預計漂浮式基礎(chǔ)相關(guān)技術(shù)將在2020年左右時間趨向成熟。
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
13
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
2海上風力發(fā)電機組基礎(chǔ)維護
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
目前，海上風力發(fā)電機基礎(chǔ)可能采用的結(jié)構(gòu)型式有單樁鋼管樁結(jié)構(gòu)、群樁蓋臺式結(jié)構(gòu)、三角架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及導管架結(jié)構(gòu)。無論采取哪種結(jié)構(gòu)型式，結(jié)構(gòu)材料都為鋼材或鋼筋混凝土，在自然環(huán)境下，特別是海水對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有腐蝕作用。海水環(huán)境同樣對海上其他類型工程結(jié)構(gòu)存在腐蝕，因而可以參考海上其它工程結(jié)構(gòu)防腐，特別是近年來港口工程對海港混凝土及鋼結(jié)構(gòu)防腐已經(jīng)形成技術(shù)規(guī)范或技術(shù)規(guī)定，適用于海上風機基礎(chǔ)防腐。
基礎(chǔ)防腐蝕時根據(jù)設(shè)計水位、設(shè)計波高，可以分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動區(qū)、水下區(qū)、泥下區(qū)，各區(qū)要區(qū)別對待。
以阿爾法文圖斯Multibrid機組基礎(chǔ)為例，圖示風機基礎(chǔ)的各個區(qū)域。見圖2-1所示。
圖2-1Multibrid三角架式基礎(chǔ)防腐分區(qū)示意圖
實踐證明，海工結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土若不采取防腐措施，氯離子深入引起鋼筋腐
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
14
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
蝕往往導致混凝土結(jié)構(gòu)10-20年內(nèi)就發(fā)生破壞，而鋼結(jié)構(gòu)在海水環(huán)境中，碳素鋼的年單面平均腐蝕速度在浪濺區(qū)可達0.2-0.5mm，不采取防腐措施，過不了幾年，結(jié)構(gòu)強度就達不到使用要求。
所以，風機基礎(chǔ)浪濺區(qū)的風機防腐工作的重中之重。對于基礎(chǔ)中的鋼結(jié)構(gòu)，單樁、多樁的鋼管樁基礎(chǔ)、三腳架、導管架式基礎(chǔ)，大氣區(qū)的防腐蝕一般采用涂層保護或噴金屬層加封閉涂層保護；浪濺區(qū)和水位變動區(qū)的平均潮位以上的防腐措施一般采用重防腐蝕涂層或噴涂金屬層加密閉涂層保護，亦可采用包覆玻璃鋼、樹脂砂漿以及包覆合金進行保護；水位變動區(qū)平均潮位以下部位，一般采用陰極保護聯(lián)合防腐蝕措施；水下區(qū)的防腐措施應陰極保護與涂層聯(lián)合防腐蝕措施或單獨采取陰極保護，當單獨采用陰極保護時，應考慮施工期的防腐蝕措施；泥下區(qū)的防腐蝕應采用陰極保護。陰極保護對于采用犧牲陽極陰極保護還是外加電流保護陰極保護，需要綜合比較后確定，對于海上風電場，外加電流陰極保護有一定的難度，需要有一個穩(wěn)定的供電源，并且用海底電纜將所有的風機基礎(chǔ)連成一個網(wǎng)絡(luò)，同時需要采用遙控遙測技術(shù)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)。犧牲陽極保護系統(tǒng)投入正常運行后每隔半年或一年測量一次鋼管樁的保護電位，并記錄測量方法和測量數(shù)據(jù)。當陽極即將達到設(shè)計使用年限時，應適當增加電位測量次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)保護電位值偏離設(shè)計保護電位要求時，應及時查明原因，必要時采取更換、增補犧牲陽極等措施。對于鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕，不僅需按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限，預留單面腐蝕余量。涂層的作用主要是物理阻隔作用，將金屬基體與外界環(huán)境分離，從而避免金屬與周圍環(huán)境的作用。但是有兩種原因會導致金屬腐蝕。一是涂層本身存在缺陷，有針孔的存在；二是在施工和運行過程中不可避免涂層會破壞，使金屬暴露于腐蝕環(huán)境。這些缺陷的存在導致大陰極小陽極的現(xiàn)象，使得涂層破損處腐蝕加速。陰極保護，通過降低金屬電位而達到保護目的的，稱為陰極保護。根據(jù)保護電流的來源，陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法。外加電流法是由外部直流電源提供保護電流，電源的負極連接保護對象，正極連接輔助陽極，通過電解質(zhì)環(huán)境構(gòu)成電流回路。犧牲陽極法是依靠電位負于保護對象的金屬（犧牲陽極）自身消耗來提供保護電流，保護對象直接與犧牲陽極連接，在電解質(zhì)環(huán)境中構(gòu)成保護
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
15
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
電流回路。
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
陰極保護主要用于防止海水等中性介質(zhì)中的金屬腐蝕。
犧牲陽極法犧牲陽極(sacrificialanode)由電位較負的金禍材料制成,當
它與被保護的管道連接時,自身發(fā)生優(yōu)先離解,從而抑制了管道的腐蝕,故稱為犧
牲陽極，犧牲陽極應有足夠負的穩(wěn)定電位,以保持足夠大的驅(qū)動電壓:同時有較大
的理論發(fā)生電量,還要有高而穩(wěn)定的電流效率。
對于混凝土蓋臺結(jié)構(gòu)，可以采用高性能混凝土加采用表面涂層或硅烷浸漬的
方法；可以采用高性能混凝土加結(jié)構(gòu)鋼筋采用涂層鋼筋的方法；也可以采用外加
電流的方法。對于混凝土樁，可以采用防腐涂料或包覆玻璃鋼防腐。
以上防腐措施即為海工單位目前采取的防腐措施，國內(nèi)風電場后期運維基礎(chǔ)
防護國內(nèi)還沒有進行此項業(yè)務，隨著海上風電場大力建設(shè)，預計3-5年內(nèi)，風機
基礎(chǔ)防腐維護將成為海上風電場運營管理的重要內(nèi)容。
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
16
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
篇四：大型海上風電站
適用于大規(guī)模海上風電的并網(wǎng)技術(shù)分析關(guān)鍵詞：大規(guī)模海上風電；并網(wǎng)技術(shù)；
前言：相比于陸上風電，海上風電具有建設(shè)規(guī)模和機組單機容量大，靠近電力負荷中心，并網(wǎng)和消納相對容易等特點．由于風機距離海岸較遠，視覺干擾、噪聲很小，海上風電還具有資源豐富、年利用小時數(shù)高、風速穩(wěn)定、不占用土地資源、對生態(tài)環(huán)境影響較小等優(yōu)勢，在歐洲和美國等發(fā)達地區(qū)發(fā)展迅速。
一、海上風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響
1.會增加電網(wǎng)調(diào)度的困難，特別是電網(wǎng)調(diào)峰。在現(xiàn)有科學技術(shù)條件下，風電的出力變化是難以預見的，也是很難控制的。特別是風電的出力變化與電網(wǎng)的負荷需求往往相反，例如炎熱的夏季，城市空調(diào)用電量巨大而風力卻不給力，出力較低，這就是所謂的反調(diào)峰特性。反調(diào)峰特性會增加電網(wǎng)調(diào)峰的難度，同時會加大用電峰谷差，距離電力“移峰填谷”的目標越來越遠。由于調(diào)峰容量不足，一些地區(qū)電網(wǎng)不得不在低負荷時段棄風。由于海上風電的出力概率密度較陸上風電更高(尤其是當出力占裝機容量的85%以上)，海上風電的“反調(diào)峰”特點更明顯，系統(tǒng)的調(diào)峰難度會更大，特別是在冬季如何消納海上風電是一大難題。
2.會加大電網(wǎng)電壓控制和調(diào)頻的難度。海上風電場的風速高，風力大，尤其是季風時期，風能資源極為豐富，此時風電出力大，而大量風電能源的遠程輸電往往會造成較高的線路壓降值，同時風電場會從主網(wǎng)吸收大量的無功功率，造成電網(wǎng)的無功不足，電壓穩(wěn)定性就會受到影響(穩(wěn)定裕度降低)，增加了調(diào)壓的難度。為支撐正常的系統(tǒng)電壓，風電場沿線變電站的母線電壓必須維持在額定電壓的1．1倍甚至更高，調(diào)壓容量不足，也會對輸變電設(shè)備安全運行造成隱患。另外，海上風力的間歇性、隨機性和波動幅度較大所引起的風電出力變化率較大(尤其是對小型風電場而言)會增加主電網(wǎng)調(diào)頻的難度，需要通過限制風電接入率或增加儲能裝置加以解決。這里需要指出，由于海風較陸地風更平穩(wěn)，風速的
自相關(guān)函數(shù)衰減系數(shù)較小，即出力的波動性比起陸地風更低，海上風電并網(wǎng)對大電網(wǎng)調(diào)頻的影響比陸上風電更小。
3.風力發(fā)電機組抗擾動能力較差，會對大電網(wǎng)的安全運行帶來影響。電力系統(tǒng)從發(fā)電、變電、配電到負荷，各種各樣的微小擾動每時每刻都在發(fā)生(如小容量電機的投切、三相電壓不平衡、架空線路的風擺等)，在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生小擾動時，風電機組會被迫退出運行(即脫網(wǎng)運行)，這會引發(fā)連鎖反應，會使周邊更大區(qū)域內(nèi)的風電場陷入脫網(wǎng)故障，從而導致事故擴大，使電網(wǎng)承受更大沖擊。海上風電場由于受到風力和波浪的雙重負荷，且所處環(huán)境、天氣更加惡劣，要求解決防腐蝕、防鹽霧等問題，機組發(fā)生故障的概率更大，而且維護人員無法快速接近風電場，故障檢修與系統(tǒng)運維更加困難。
1.適用于大規(guī)模海上風電的并網(wǎng)技術(shù)
1.柔性直流輸電技術(shù)。柔性直流輸電是以脈寬調(diào)制技術(shù)（ＰＷＭ）和ＩＧＢＴ等全控型器件為基礎(chǔ)，通過高可控性電壓源型換流器（ＶＳＣ）中電力電子器件的開通和關(guān)斷來改變輸出電壓的相角和幅值，達到分別獨立控制交流側(cè)有功和無功功率的目的，實現(xiàn)風電功率輸送和穩(wěn)定電網(wǎng)運行。作為新一代直流輸電技術(shù)，在完善常規(guī)輸電技術(shù)存在的一些固有缺陷等方面卓有成效，解決了常規(guī)ＨＶＤＣ面臨的諸多難題，為變革輸電方式和構(gòu)建未來網(wǎng)絡(luò)格局提供了全新的解決方案。ＶＳＣ－ＨＶＤＣ輸電系統(tǒng)（雙端）的系統(tǒng)中兩個電壓源換流器ＶＳＣ２和ＶＳＣ１分別用作逆變器和整流器，全控換流橋和直流側(cè)電容器是其主要部件。全控換流橋的每個橋臂均可以滿足一定技術(shù)條件下的容量需求，由多個門極可關(guān)斷晶體管ＧＴＯ或絕緣柵雙極晶體管ＩＧＢＴ等可關(guān)斷器件組成。為保證整個換流器連續(xù)可靠工作，直流側(cè)電容可以起到穩(wěn)定直流電壓并為換流器提供電壓支撐的作用；交流側(cè)換流變壓器是ＶＳＣ與交流系統(tǒng)間能量交換紐帶；交流側(cè)換流電抗器和濾波器的作用是濾除交流側(cè)諧波。
2.風機的故障穿越能力，尤其是低電壓穿越能。力。與火電或水電不同，風的大小是不穩(wěn)定的，不受人控制的，尤其是海上風能。因此風力發(fā)電機組多是異步或永磁式，無勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候電網(wǎng)電壓值會下降，此時
風電機組不能及時做出反應，而繼續(xù)向外輸出功率，會引起振蕩，直至跳閘停機保護，對電網(wǎng)和風電場都造成沖擊。如果風電機組具備低電壓穿越功能，就可以在電網(wǎng)故障時保持一段時間的低壓輸出而不脫網(wǎng)，在此期間電網(wǎng)解決故障并恢復正常，風機即可恢復正常工作，這對電網(wǎng)和風機都是一種保護。具體到海上風電，由于海風波動性較小，其低電壓穿越的控制算法和陸上風電有所區(qū)別，據(jù)報道河北保定天威的3MW高速永磁型海上風電機組已通過低電壓穿越的測試，但尚未投入實際運行。
2.風電場的爬坡控制能力。海上風電場爬坡能力是指海上風機能根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令調(diào)節(jié)發(fā)電出力，并且出力變化速度(即爬坡率)低于一定閾值。另外，在風速高于切出風速時，同一海上風場風機不能同時脫網(wǎng)，以保證火電等常規(guī)機組有一定時間替代之。在該項技術(shù)的研發(fā)方面，國內(nèi)外取得了不少研究成果。該系統(tǒng)能夠預測爬坡概率結(jié)果、輸出功率預測結(jié)果以及風速變化趨勢圖，并已在美國德克薩斯電網(wǎng)投入運行，能夠提前5h～6h預測出爬坡事件，但預測精度有待進一步改進。國內(nèi)在風電爬坡有限控制研究方面也有不少成果，一種基于優(yōu)先級順序(與機組狀態(tài)相關(guān))的協(xié)調(diào)策略以控制風電場內(nèi)的風機出力，既增強了風電場有功輸出的可控可調(diào)能力，又改善了風場的爬坡控制能力。
3.海上風電場應具備為大電網(wǎng)提供無功功率補償?shù)哪芰晚憫娋W(wǎng)頻率變化自動調(diào)節(jié)出力的能力。這其實也是VSC-HVDC輸電技術(shù)的優(yōu)勢所在。進一步分析，VSC-HVDC技術(shù)的核心部件是兩端的電壓源變流器(VSC)。變流器既是能量轉(zhuǎn)換部件，對電網(wǎng)輸送風機的出力，又是一個控制單元，能調(diào)節(jié)電網(wǎng)端無功分量，起到無功補償?shù)淖饔谩SC以具有高頻通斷功能的開關(guān)器件(如IGBT-絕緣柵極雙極晶體管)為核心部件，以脈寬調(diào)節(jié)控制方式對變流電路中的電力電子器件進行通斷控制，在高、低電平間上、下快速切換產(chǎn)生交流電壓，并通過交流低通濾波過濾得到基波電壓。使用脈寬調(diào)節(jié)控制技術(shù)的優(yōu)點在于可隨時改變交流輸出電壓的相位與幅值，從而實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨立調(diào)節(jié)，經(jīng)該變流電路產(chǎn)生的交流電壓可隨控制器的變化而變化，非常靈活。目前國際上對于VSC的研究焦點在于變流器的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計及其調(diào)制和均壓控制方法，其中最新的拓撲結(jié)構(gòu)是采用多電平變流器(包括多電平重注入變流器、有源箝位多電平變流器、多重化變流器和模塊化多電平變流器等)。
結(jié)束語：在風力發(fā)電等新能源技術(shù)高速發(fā)展的潮流下，基于電壓源型換流器技術(shù)的憑借其較強的技術(shù)優(yōu)勢，將成為必不可少甚至是唯一的輸電手段，對于滿足我國清潔高效的能源利用的需要，有著顯著的意義。
參考文獻：
［1］廖勇，王國棟．雙-15風電場的柔性高壓直流輸電系統(tǒng)控制［Ｊ］．中國電機工程學報，2019，32（28）：，24．
［2］沙志成趙龍張丹.大規(guī)模風電無功控制方案的研究.電力系統(tǒng)及自動化,2016-06.
篇五：大型海上風電站
浙江海上風電初探及展望盧史杰;郝捷;張睿【摘要】結(jié)合浙江省經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及地理氣候特征,分析了開發(fā)海上風電的必要性、優(yōu)勢及阻力.探討了海上風電建設(shè)過程中的關(guān)鍵技術(shù),給出了適應浙江實際狀況的海上風電類型選擇、海上變電站接入原則、入網(wǎng)電壓等級選擇以及電纜鋪設(shè)的注意事項.【期刊名稱】《浙江電力》【年(卷),期】2011(030)012【總頁數(shù)】4頁(P20-23)【關(guān)鍵詞】浙江;海上風電;關(guān)鍵技術(shù);設(shè)計原則【作者】盧史杰;郝捷;張睿【作者單位】鄞州供電局,浙江寧波315000;天津市電力公司高壓供電公司,天津300381;東北電力大學,吉林吉林132012【正文語種】中文【中圖分類】TM715
0引言2010年3月，我國第一座大型海上風電項目——東海風電場成功完成了首臺風電機組的安裝，標志著我國海上風電已進入工程實施階段。目前，我國正在大力發(fā)展陸上風電場，針對陸上風電場開展的風機設(shè)計、功率調(diào)節(jié)、
風電并網(wǎng)等研究為風電發(fā)展提供了技術(shù)支撐[1]。但陸上風電場需占用大量土地資源，這對于經(jīng)濟發(fā)展迅速、寸土寸金的浙江省來說，將面臨許多阻力。相比之下，浙江省海上風能資源潛力巨大，發(fā)展海上風電可行性較高。本文從浙江省實際地理結(jié)構(gòu)、氣候特征及電網(wǎng)框架出發(fā)，分析了發(fā)展海上風電的優(yōu)勢、阻力及前景，提出了可能遇到的技術(shù)難點，探討了適應浙江實際狀況的海上風電關(guān)鍵技術(shù)；同時，為保證浙江近海風電的健康發(fā)展及電網(wǎng)接納風電后的安全穩(wěn)定運行，對浙江海上風電場的設(shè)計提出了部分設(shè)計原則，具有較強的實際意義。1浙江發(fā)展海上風電的優(yōu)勢、阻力及前景1.1浙江發(fā)展海上風電的優(yōu)勢浙江省東鄰東海，具備開發(fā)海上風電的條件并具有獨特的優(yōu)勢，主要包括以下幾個方面：（1）海上風能豐富。浙江省內(nèi)全年季風顯著，在杭州灣海域、舟山東部海域、寧波象山海域、臺州海域和溫州海域均具有豐富的海上風能資源，具備建設(shè)大型海上風電場的條件。（2）減少陸地土地資源的使用。隨著浙江經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，陸地高壓線路走廊和變電所所址的選擇越來越困難，局部地區(qū)由于政策處理的原因延緩了輸變電工程的建設(shè)進度，影響了電網(wǎng)供電。投資建設(shè)海上風電可解決這一問題。（3）沿海區(qū)域恰為浙江省用電負荷中心，可有效避免陸上風電遠距離傳輸問題，利于風電并網(wǎng)。由于陸上風電占地面積較大，現(xiàn)有的陸上風電只能選址在較偏遠地區(qū)，離用電負荷中心較遠。而浙江海上風能天然選址即為沿海重負荷區(qū)，發(fā)展海上風能不僅可解決沿海地區(qū)電力不足的困擾，還避免了遠距離輸電線路的建設(shè)，減少項目一次性投資成本、線路的長期維護成本及供電損耗。1.2浙江開發(fā)海上風電的阻力浙江省受海洋水文環(huán)境和海洋天氣系統(tǒng)的影響顯著。春季為冬季風向夏季風轉(zhuǎn)換的
交替季節(jié)，南北氣流交會頻繁，沿海和近海常出現(xiàn)大風。夏季盛行東南風，西北太平洋上的副熱帶高壓活動對浙江天氣有重要影響，高溫、暴雨、大暴雨出現(xiàn)概率增加，臺風、雷暴、龍卷風多發(fā)。秋季，夏季風逐步向冬季風過渡,氣旋活動頻繁,同樣易發(fā)生臺風、暴雨等自然災害。此外，浙江還是酸雨和霧霾高發(fā)區(qū)域。而海上風電場建在離海岸有一定距離的區(qū)域，周圍基本無屏障，直接面對臺風的襲擊，所承受的風力和破壞遠大于陸地。超強臺風對海上風電的安全將構(gòu)成更大的威脅，臺風引起的海浪對風機底座和海底電纜造成的沖刷將影響其穩(wěn)定性，長期的沖刷將會削弱風機的固定基礎(chǔ)。同時，大浪和飛沫會卷起鹽分顆粒，對風機電路和元器件造成腐蝕。由強烈的大氣擾動和氣壓驟變所導致的風暴潮是海上風電的又一大威脅。若趕上高潮階段，海域水位暴漲，產(chǎn)生的強風浪不僅使風機艙受到侵襲，還會使葉片受到?jīng)_擊。風暴潮引起的增水、漫灘，對岸邊設(shè)施也有極大的影響。此外，雷電襲擊會造成風機元器件受電擊而損壞；高溫時海水蒸發(fā)加劇，使風機儀器設(shè)備老化、腐蝕；酸雨、霧霾則對風機的外殼、葉片和輸變電設(shè)備造成腐蝕。上述自然災害對浙江發(fā)展海上風電有一定的影響，在風電場規(guī)劃選址、內(nèi)部設(shè)備的制造及風電場的安裝、建設(shè)及維護等方面均需予以考慮。1.3浙江海上風電的現(xiàn)狀及前景2010年9月，浙江省首座海上測風塔在象山建成并投入使用。若測試結(jié)果表明符合海上風電要求，象山將建成浙江省內(nèi)首個大型海上風電場，其總裝機容量將達150MW，年發(fā)電量達3.75億kWh，可保障寧波30萬戶居民的生活用電。與相同裝機容量的火電廠相比，象山海上風電每年可節(jié)約標準煤12.375萬t，減排二氧化碳31.5萬t，節(jié)水108萬t。此外，岱山200MW海上風電場也在積極籌備中。圖1為浙江海上風電規(guī)劃的裝機規(guī)模示意。圖1浙江海上風電規(guī)劃裝機容量
2海上風電的關(guān)鍵技術(shù)及開發(fā)難點海上風電場主要分為潮間帶和中/深海域風電場。雖然海上風能具有良好的發(fā)展前景，且世界各地已建設(shè)了眾多海上風電站，但海上風電建設(shè)的諸多環(huán)節(jié)仍存在亟待解決的難題。據(jù)了解，國內(nèi)陸上風力發(fā)電工程平均造價為8000元/kW，其中風力發(fā)電設(shè)備造價約5000元/kW，而海上風電的造價約為2萬元/kW。除了投資成本較高外，海上風電在技術(shù)層面上也存在大量未突破的難題[2]。2.1風力機組的設(shè)計與制造由于海上風電設(shè)備的體積龐大，需要建造設(shè)計優(yōu)良的基座，以解決大型風力渦輪機的受力問題。風機的冷卻進氣通道要在設(shè)計上考慮防止變壓器暴露在含鹽分空氣中的措施。目前我國大多數(shù)兆瓦級風力渦輪發(fā)電機還處于研發(fā)或原型設(shè)計階段，許多零部件制造商與服務提供商也不能完全滿足該行業(yè)的需求。我國的風電場開發(fā)商在海上風電場領(lǐng)域也缺乏實際應用經(jīng)驗。2.2海上變電站海上風電場通常以33～36kV電壓運行，在輸往陸地之前是否建立海上變電站以提高其輸電電壓等級主要取決于風電場的規(guī)模、到岸距離和公共連接點（PCC）的電壓等級。由于海上變電站造價成本高昂，尤其是支撐結(jié)構(gòu)和安裝費用大大超過電氣設(shè)備的費用，所以應盡量避免建設(shè)海上變電站。一般情況下，認為100MW以上并且離海岸超過15km，特別是以高于36kV電壓等級并網(wǎng)時才需要建設(shè)海上變電站。海上變電站的主要電氣設(shè)備通常包括35kV變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、備用電源和無功補償裝置等。由于海上風電場的特殊性，海上風力發(fā)電場對電氣設(shè)備的小型化和防污染性能要求很高。海上變電站通常采用平板車式結(jié)構(gòu)，電氣設(shè)備一般采用模塊式，先在岸上裝好，然后用大型安裝工具安裝。
2.3海上風電的并網(wǎng)電壓等級近海風電場電氣接線和接入系統(tǒng)方式與陸上風電場基本相同。每個風力發(fā)電機組通過電纜與相鄰的機組連接，經(jīng)1個或多個中壓集控開關(guān)組件及電纜單元匯集。目前海上風電的輸送主要包括交流輸電及高壓直流輸電兩種方式[3]，輸電載體均為電纜。圖2為輸電電纜與電壓、容量和距離的關(guān)系。對于近距離、小規(guī)模的風電場，如容量100MW以內(nèi)、距離10km以內(nèi)的風電場，一般不在海上建立變電站，只需要通過1個35kV集電回路、1條電力電纜直接接入岸上變電站即可，即圖3所示模式。圖2距離、容量與入網(wǎng)電壓關(guān)系圖3單集電回路輸電系統(tǒng)對于中等規(guī)模和距離的風電場，如規(guī)模在100～500MW，距離10～100km的風電場，一般要在海上建立變電站，采用110kV或220kV高壓交流輸電送到岸上變電站，以盡可能減少風電場內(nèi)部風力發(fā)電機互連所產(chǎn)生的損耗。圖4為典型海上風電通過高壓交流輸電接入岸上變電站的系統(tǒng)示意。圖4高壓交流輸電系統(tǒng)對于數(shù)百兆瓦、距離大于100km的項目一般采用直流輸電技術(shù)[4]。這是因為大規(guī)模長距離的海上交流輸電將增大輸電的成本及維護費用，輸電電纜內(nèi)部的屏蔽層和電線之間的電容效應，也將使通過導體和電纜屏蔽層的電流大大增加，從而造成線路有功及無功損耗的增加。2.4岸上變電站岸上變電站相對來說比較常規(guī)，已有相對標準化的設(shè)計。如果已經(jīng)有海上變壓器，則岸上變電站可能只是一個開關(guān)站，通過岸上變電站轉(zhuǎn)為陸地電纜或架空線送入電網(wǎng)。
2.5海底電纜的鋪設(shè)海底電纜[5]一般采用三芯電纜設(shè)計。因為海上風電場面積較大，需要長距離輸電。而三芯電纜來自三相的充電電流是短路的，所以在外部的金屬層沒有反向電流引起的損耗，同樣設(shè)計的鎧裝海底電纜的外金屬件損耗也很低。在鋪設(shè)海底電纜時，風電場內(nèi)部電纜以及送出電纜均由敷設(shè)船放入海底，使用高壓噴水沖擊海床，將電纜埋入海床下1m深處。如果海底表面為堅硬巖石，可在電纜上鋪設(shè)石塊或砂礫層，以降低捕魚工具、錨以及海水沖刷對海底電纜造成破壞的風險。需要注意的是：海底電纜從深水到淺水、再到潮間帶和陸地應制定詳細的計劃，選擇登陸點時要將氣候和海洋情況考慮在內(nèi)，選擇軟土且容易施工的地方，避開海防工程、礁石或其他障礙物，定向鉆孔。3浙江海上風電的主要設(shè)計原則目前風電接入電網(wǎng)的相關(guān)問題集中在接入后對系統(tǒng)潮流、無功電壓以及電網(wǎng)運行穩(wěn)定的影響[6]。有些海上風電場接入電網(wǎng)后出現(xiàn)了電壓問題和風電機組自動解列等運行方面的問題。因此，為保證浙江海上風電的健康發(fā)展和電網(wǎng)接納風電后的安全與穩(wěn)定運行，有必要對海上風電場的設(shè)計及運行進行一定約束，明確浙江省近海風電場建設(shè)的設(shè)計原則，主要包括以下內(nèi)容：（1）做好充分的防臺風措施。完善工程體系、防風體系、監(jiān)測體系及預警體系，提高構(gòu)筑物防御標準及電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的抗風能力，提高預報精度，對臺風的結(jié)構(gòu)特征和活動規(guī)律加深認識。應根據(jù)海域海浪的氣候狀況合理確定風機機艙和葉片的安裝高度，避免海浪卷夾鹽分造成的腐蝕。選擇合適的天氣進行風機運送、吊裝以及海底電纜的鋪設(shè)和機電維護工作。（2）需安裝有功、無功控制系統(tǒng)，能夠接受并自動執(zhí)行調(diào)度部門遠方發(fā)送的有功
出力控制信號，確保風電場最大輸出功率、并網(wǎng)點電壓及功率變化率不超過電網(wǎng)調(diào)度部門的給定值。最大功率變化率可參考表1。表1風電場最大功率變化率MW風電場裝機容量10min最大功率變化1min最大功率變化<303～150>15020裝機容量/1.51006裝機容量/530（3）在任何運行方式下，應保證其無功功率有一定的調(diào)節(jié)容量，配置的容性無功補償裝置能夠補償風電場滿發(fā)時送出線路上的無功損耗，配置的感性無功補償裝置能夠補償風電場空載時送出線路上的充電無功功率，保證風電場額定功率運行時功率因數(shù)均合理。（4）能夠在其容量范圍內(nèi)控制風電場并網(wǎng)點電壓在額定電壓的-3%～+7%；當海上風電場并網(wǎng)點的電壓偏差在-10%～+10%時，風電場內(nèi)的風電機組應能正常運行。（5）風電機組應具有并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時仍能保持并網(wǎng)運行625ms的低電壓穿越能力，風電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復到額定電壓的90%時，風電場內(nèi)的風電機組應保持并網(wǎng)運行。（6）對故障期間沒有切出電網(wǎng)的風電場，其有功功率在故障切除后快速恢復，以至少10%額定功率每秒的變化率恢復至故障前的值。4結(jié)語浙江省地處東部沿海地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)達、能源緊缺，開發(fā)海上風電對緩解沿海地區(qū)用電緊張局面、有效應對氣候變化具有重要的作用。海上風電開發(fā)是一項系統(tǒng)工程，需要通過示范項目不斷積累技術(shù)和經(jīng)驗，同時也必須重視提高海上風機設(shè)備的自主研發(fā)能力,以促進我國風電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻：[1]陳炳森，胡華麗.我國風電發(fā)展概況及展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（2）:272-
275.[2]LEMMINGJK，MORTHORSTPE.Offshorewindpowerexperiences,potentialandkeyissuesfordeployment[C].IEAWorkshoponOffshoreWindPower；Experiences，Potentials&KeyIssuesforDeployment，Berlin，Germany，2007.[3]BREUERW，CHRISTLN.大容量陸地和海上風電場的電網(wǎng)接入方案[J].中國電力，2007，40（3）:74-78.[4]姚偉，程時杰，文勁宇.直流輸電技術(shù)在海上風電場并網(wǎng)中的應用[J].中國電力，2007，10（10）:70-74.[5]王建東，李國杰.考慮電纜故障時海上風電場電氣系統(tǒng)開關(guān)配置方案的經(jīng)濟性比較與分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（2）:125-128.[6]胡東，施剛，蔡旭，等.風電接入對海上油田平臺電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（9）:78-83.
篇六：大型海上風電站
根據(jù)丹麥政府能源計劃法案中的第21條2030年以前海上風電裝機將達到4吉瓦加上陸地上的15吉瓦丹麥風力發(fā)電量將占全國總發(fā)電量的50與此對照一下1998年年中丹麥風電總裝機容量僅為11丹麥電力系統(tǒng)中共計55吉瓦的風電裝機意味著風力發(fā)電將會階段性過量地滿足丹麥電力系統(tǒng)的需求海上風力發(fā)電
【摘要】丹麥在風力發(fā)電領(lǐng)域占有領(lǐng)導地位目前丹麥有世界上最大的海上風電場。根據(jù)丹麥政府能源計劃法案中的第21條，2030年以前海上風電裝機將達到4吉瓦，加上陸地上的1.5吉瓦，丹麥風力發(fā)電量將占全國總發(fā)電量的50%，與此對照一下，1998年年中，丹麥風電總裝機容量僅為1.1吉瓦。
20世紀70年代石油危機以后，開始了風能利用的新時代。在一些地理位置不錯的陸地上，風能的開發(fā)具有一定的經(jīng)濟價值，而人們在另外一個前沿，發(fā)現(xiàn)開發(fā)風力發(fā)電的經(jīng)濟性也相當不錯：海上風能。世界上很多國家開始制定計劃，考慮開發(fā)海上風電場。海上風電場的風速高于陸地風電場的風速，但海上風電場與電網(wǎng)聯(lián)接的成本比陸地風電場要高。綜合上述兩個因素，海上風電場的成本和陸地風電場基本相同。
兆瓦級的風機，廉價的基礎(chǔ)以及關(guān)于海上風條件的新知識更加提高了海上風電的經(jīng)濟性。研究人員和開發(fā)者們將向傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)進行挑戰(zhàn)，海上風力發(fā)電迅速發(fā)展成為其它發(fā)電技術(shù)的競爭對手。
海上風電場的開發(fā)主要集中在歐洲和美國。大致可分為五個不同時期：
歐洲對國家級海上風電場的資源和技術(shù)進行研究(1977～1988年)；
?歐洲級海上風電場研究，并開始實施第一批示范計劃(1990～1998年)；
?中型海上風電場(1991～1998年)；
?大型海上風電場并開發(fā)大型風力機(1999～2005年)；
?大型風力機海上風電場(2005年以后)。
一、丹麥的風力發(fā)電
1.丹麥的第21條計劃
丹麥在風力發(fā)電領(lǐng)域占有領(lǐng)導地位目前丹麥有世界上最大的海上風電場。根據(jù)丹麥政府能源計劃法案中的第21條，2030年以前海上風電裝機將達到4吉瓦，加上陸地上的1.5吉瓦，丹麥風力發(fā)電量將占全國總發(fā)電量的50%，與此對照一下，1998年年中，丹麥風電總裝機容量僅為1.1吉瓦。
丹麥電力系統(tǒng)中共計5.5吉瓦的風電裝機意味著風力發(fā)電將會階段性過量地滿足丹麥電力系統(tǒng)的需求。因而，在未來，丹麥的海上風力發(fā)電場將會成為以水電為基礎(chǔ)的斯堪的納維亞電力系統(tǒng)中不可分割的一部分。
丹麥計劃法案對4吉瓦的海上風電投資共計480億克郎(約合70億美元)，這將成為世界上風電中最大的投資。
2.丹麥海上風力發(fā)電時間表
丹麥電力公司已經(jīng)申請了750兆瓦海上風場的建設(shè)計劃，根據(jù)時間表，在2027年之前，丹麥風電裝機將達4吉瓦，第一階段在2000年建一個比哥本哈根海岸風電場稍小一點的40兆瓦海上風電場。
丹麥電力公司給環(huán)境和能源大臣的報告確定了丹麥海域四個適合建風電場的區(qū)域，其蘊藏量達8吉瓦。選擇這些區(qū)域的理念很簡單：出于對環(huán)境的考慮，委員會只對那些為數(shù)不多且偏遠的水深在5～11米之間區(qū)域的容量關(guān)心。所選的這些地區(qū)必須在國家海洋公園、海運路線、微波通道、軍事區(qū)域等之外，距離海岸線7到40千米，使岸上的視覺影響降到最低。最近，對風機基礎(chǔ)深入的研究表明，在15米水深處安裝風機比較經(jīng)濟，這意味著丹麥海域選擇的風電場潛藏容量達16吉瓦。
二、風機的海上基礎(chǔ)
海上風能面臨的問題主要是削減投資：海底電纜的使用和風機基礎(chǔ)的構(gòu)建使海上風能開發(fā)投資巨大。然而，風機基礎(chǔ)技術(shù)，以及兆瓦級風機的新研究至少使水深在15米(50英尺)的淺水風場和陸地風場可以一爭高下。總的說來，海上風機比鄰近陸地風場風機的輸出要高出50%，所以，海上風機更具吸引力。
1.較混凝土便宜的鋼材
丹麥的兩個電力集團公司和三個工程公司于1996～1997年間首先開始對海上風機基礎(chǔ)的設(shè)計和投資進行了研究，在報告中提出，對于較大海上風電場的風機基礎(chǔ)，鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)更加適合。所有新技術(shù)的應用似乎至少在水深15米或更深的深度下才會帶來經(jīng)濟效益。無論如何，在較深的水中建風場其邊際成本要比先前預算的要少一點。
對于1.5兆瓦的風機，其風機基礎(chǔ)和并網(wǎng)投資僅比丹麥Vindeby和TunoeKnob海上風電場450～500千瓦風機相應的投資高出10%到20%，這就是以上所述的經(jīng)濟概念。
2.設(shè)計壽命
與大多數(shù)人們的認識相反，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕并不是主要關(guān)注的問題。海上石油鉆塔的經(jīng)驗表明陰極防腐措施可以有效防止鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。海上風機表面保護(涂顏料)一般都采取較陸地風機防腐保護級別高的防護措施。石油鉆塔的基礎(chǔ)一般能夠維持50年，也就是其鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的壽命。
3.參考風機
在防腐研究中，采用了一臺現(xiàn)代的1.5兆瓦三葉片上風向風機，其輪轂高度大約為55米(180英尺)，轉(zhuǎn)子直徑為64米(210英尺)。
這臺風機的輪轂高度相比陸地風機要偏低一些。在德國北部，一臺典型的1.5兆瓦風機輪轂高度大約為60～80米(200到260英尺)。
由于水面十分光滑，海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而風切變(即風速隨高度的變化)小，不需要很高的塔架，可降低風電機組成本。另外海上風的湍流強度低，海面與其上面的空氣溫度差比陸地表面與其上面的空氣溫差小，又沒有復雜地形對氣流的影響，作用在風電機組上的疲勞載荷減少，可延長使用壽命，所以使用較低的風塔比較合算。
4.海上基礎(chǔ)類型
(1)常用的混凝土基礎(chǔ)
丹麥的第一個引航工程采用混凝土引力沉箱基礎(chǔ)。顧名思義，引力基礎(chǔ)主要依靠地球引力使渦輪機保持在垂直的位置。
Vindeby和TunoeKnob海上風電場基礎(chǔ)就采用了這種傳統(tǒng)技術(shù)。在這兩個風場附近的碼頭用鋼筋混凝土將沉箱基礎(chǔ)建起來，然后使其漂到安裝位置，并用沙礫裝滿以獲得必要的重量，繼而將其沉人海底，這個原理更像傳統(tǒng)的橋梁建筑。
兩個風場的基礎(chǔ)呈圓錐形，可以起到攔截海上浮冰的作用。這項工作很有必要，因為在寒冷的冬天，在波羅的海和卡特加特海峽可以一覽無遺地看到堅硬的冰塊。
在混凝土基礎(chǔ)技術(shù)中，整個基礎(chǔ)的投資大約與水深的平方成比例。Vindeby和TunoeKnob的水深變化范圍在2.5～7.5米之間，說明每個混凝土基礎(chǔ)的平均重量為1050噸。根據(jù)這個二次方規(guī)則，在水深10米以上的這些混凝土平臺，因受其重量和投資的限制，混凝土基礎(chǔ)往往被禁止采用。因此，為了突破這種投資障礙，有必要發(fā)展新的技術(shù)。
(2)重力+鋼筋基礎(chǔ)
現(xiàn)有的大多數(shù)海上風電場采用重力基礎(chǔ)，新技術(shù)提供了一種類似于鋼筋混凝土重力沉箱的方法。該方法用圓柱鋼管取代鋼筋混凝土，將其嵌入到海床的扁鋼箱里。
(3)單樁基礎(chǔ)
單樁是一種簡單的結(jié)構(gòu)，由一個直徑在3.5米到4.5米之間的鋼樁構(gòu)成。鋼樁安裝在海床下10米到20米的地方，其深度由海床地面的類型決定。單樁基礎(chǔ)有力地將風塔伸到水下及海床內(nèi)。這種基礎(chǔ)一個重要的優(yōu)點是不需整理海床。但是，它
需要重型打樁設(shè)備，而且對于海床內(nèi)有很多大漂石的位置采用這種基礎(chǔ)類型不太適合。如果在打樁過程中遇到一塊大漂石，一般可能在石頭上鉆孔，然后用爆破物將之炸開，繼而打成小石頭。
(4)三腳架基礎(chǔ)
三腳架基礎(chǔ)吸取了石油工業(yè)中的一些經(jīng)驗，采用了重量輕價格合算的三腳鋼套管。
風塔下面的鋼樁分布著一些鋼架，這些框架分掉了塔架對于三個鋼樁的壓力。由于土壤條件和冰凍負荷，這三個鋼樁被埋置于海床下10～20米的地方。
三、海上風電場的并網(wǎng)
1.電網(wǎng)
丹麥輸電網(wǎng)1998年總發(fā)電量共計10吉瓦。在建或未建的海上風電場共計4.1吉瓦。丹麥西部和東部電網(wǎng)沒有直接并網(wǎng)，而是采用AC(交流輸電線)方式并入德國和瑞典的輸電系統(tǒng)。其它風電場與瑞典、挪威和德國的聯(lián)網(wǎng)方式采用直流方式。
海上風電場的并網(wǎng)本身并不是一個主要技術(shù)問題，該技術(shù)人所共知。但是為確保經(jīng)濟合理性，對偏遠海上風電場的并網(wǎng)技術(shù)進行優(yōu)化非常重要。
丹麥第一批商用海上風電場位于距離海岸15～40千米的海域，水深5～10或15米，風電場裝機在120到150兆瓦之間。第一批風電場(2002年)使用1.5兆瓦的風力發(fā)電機，該機型需在陸地上試運行5年。
2.敷設(shè)海底電纜
海上風電場通過敷設(shè)海底電纜與主電網(wǎng)并聯(lián)，此種技術(shù)眾所周知。為了減少由于捕魚工具、錨等對海底電纜造成破壞的風險，海底電纜必須埋起來。如果底部條件允許的話，用水沖海床(使用高壓噴水)，然后使電纜置人海床而不是將電纜掘進或投入海床，這樣做是最經(jīng)濟的。
3.電壓
丹麥規(guī)劃的120-150兆瓦的大風電場可能與30～33千伏的電壓等級相聯(lián)。每個風電場中，會有一個30～150千伏變電站的平臺和許多維修設(shè)備。與大陸的聯(lián)結(jié)采用150千伏電壓等級。
4.無功功率，高壓直流輸電
無功功率和交流電相位改變相關(guān)，相位的改變使能量通過電網(wǎng)傳輸更加困難。海底電纜有一個大電容，它有助于為風電場提供無功功率。這種在系統(tǒng)中建立可能
是最佳的可變無功功率補償方式?jīng)Q定于準確的電網(wǎng)配置。如果風電場距離主電網(wǎng)很遠，高壓直流輸電(HVDC)聯(lián)網(wǎng)也是一個可取的方法。
5.遠程監(jiān)控
顯然，海上風電場遠程監(jiān)控要比陸地遠程監(jiān)控更重要一些，TunoeKnob和Vindeby海上風電場采用遠程監(jiān)控已達數(shù)年。
人們預測這些風電場用1.5兆瓦的大機組，在每件設(shè)備上安裝一些特別的傳感器，以用來連續(xù)地分析傳感器在設(shè)備磨損后改變工作模式而產(chǎn)生的細微振動，這樣可能會帶來一定的經(jīng)濟效益。同樣地，為了確保機器得到適當?shù)臋z修，工業(yè)中一些產(chǎn)業(yè)也需要對這項技術(shù)非常了解。
6.定期檢修
在天氣條件比較惡劣的情況下，維修人員很難接近風機，風機得不到正常檢修和維護，造成安全隱患。所以，確保海上風機高可靠性顯得尤其重要。對于一些偏遠的海上風電場，應合理設(shè)計風機的定期檢修程序。
四、前景
海上風電場的發(fā)電成本與經(jīng)濟規(guī)模有關(guān)，包括海上風電機的單機容量和每個風電場機組的臺數(shù)。鋪設(shè)150兆瓦海上風電場用的海底電纜與100兆瓦的差不多，機組的大規(guī)模生產(chǎn)和采用鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)可降低成本。目前海上風電場的最佳規(guī)模為120～150兆瓦。在海上風電場的總投資中，風電機組占51%、基礎(chǔ)16%、電氣接入系統(tǒng)19%、其它14%。
丹麥電力公司對海上風電場發(fā)電成本的研究表明，用IEA(國際能源局)標準方法，目前的技術(shù)水平和20年設(shè)計壽命，估測的發(fā)電成本是每千瓦時0.36丹麥克朗(0.05美元或人民幣0.42元)。如果壽命按25年計，還可減少9%。
歐洲一些國家都為海上風電場的發(fā)展進行了規(guī)劃。從長遠看，荷蘭的目標是到2020年風電裝機2.75吉瓦，其中1.25吉瓦安裝在北海大陸架區(qū)域。近期計劃主要是建設(shè)商業(yè)性示范工程，在2005年前丹麥擬開工興建5個海上風電場，每個規(guī)模約150兆瓦，加上其它已建項目累計約750兆瓦。荷蘭計劃先建100兆瓦的示范項目，選在EgmondannZee岸外12海里處，采用1.5兆瓦或2.0兆瓦的機組。德國的計劃包括"SKY2000"項目，規(guī)模100兆瓦，距離Lubeck灣15千米的波羅的海中；400兆瓦項目在距離Helgloand島17千米的北海，最終規(guī)模將達到1.2吉瓦，采用單機容量4兆瓦或5兆瓦機組。此外，愛爾蘭和比利時分別有250兆瓦和150兆瓦的海上風電場計劃。
篇七：大型海上風電站
旗開得勝作業(yè)一：到目前為止，我們陸續(xù)學了太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電和海洋能多種發(fā)電形式，加上火力發(fā)電這五種發(fā)電形式中，就我國發(fā)電與用電量和經(jīng)濟環(huán)境角度來講，火力發(fā)電已經(jīng)封頂，目前風力發(fā)電已較為成熟，太陽能發(fā)電很有潛力有很大的發(fā)展空間，潮汐發(fā)電與海洋能發(fā)電發(fā)展受環(huán)境限制，目前突破很難，我個人這么認為，而且我很喜歡風力發(fā)電，在我們東北地區(qū)風力發(fā)電發(fā)展的還是挺好的。我國風電(陸地)最大的風電在內(nèi)蒙和**一帶
1、**達坂城風電場**達板城風電廠是中國第一個大型風電廠，目前安裝有200臺風車，年發(fā)電量為1800萬瓦。**是中國風力資源最豐富的地區(qū)之一，每年風蘊藏量為9127億千瓦，僅次于內(nèi)蒙古。**正在利用風力資源發(fā)電，風力發(fā)電將成為**未來重要的替代能源。2、內(nèi)蒙古賽罕壩風電場：全國最大風電場據(jù)了解，2004年9月23日，大唐集團在內(nèi)蒙古赤峰市注冊成立了大唐赤峰賽罕壩風電公司，全面開發(fā)賽罕壩地區(qū)風能資源。2005年，賽罕壩風電公司完成了一期36臺、共計3萬千瓦的風力發(fā)電機組的安裝調(diào)試任務，實現(xiàn)了當年設(shè)計、當年施工、當年投產(chǎn)的目標。2006年4月25日，賽罕壩風電二、三、四期工程同時開工建設(shè)。2006年4月28日，大唐集團與韓國電力公社合資成立了大唐（赤峰）新能源有限公司，合作建設(shè)賽罕壩風電二、三、四期工程。并
1讀萬卷書行萬里路
旗開得勝
在7個月時間里完成了164臺、共計14萬千瓦風力發(fā)電機組的安裝調(diào)試任務。
我國海上風電最大的風電在上海一帶
1、上海東海大橋海上風電場是我國第一個大型海上風電示范項目，也是歐洲以外第一個海上風電項目
上海東海大橋海上風電場發(fā)電量可達2.6億千瓦時，上網(wǎng)電量1.88億千瓦時，年可利用率達到95.05%。，東海大橋海上風電場二期工程將于今年年底竣工，屆時兩期工程合計總裝機容量將達20萬千瓦。東海大橋海上風電場平均水深10米，共安裝34臺單機容量3000千瓦的離岸型風機，總裝機容量10.2萬千瓦，項目總投資22.8億元。據(jù)介紹，東海風電一期工程每年可減少標煤消耗量約8.6萬噸，減排二氧化碳約23萬噸。目前，有關(guān)部門已經(jīng)向國家能源局報批二期工程，二期工程總裝機容量為10萬千瓦，共由26臺風機組成，其中有一臺為5000千瓦，是目前亞洲單機容量最大的風機，其余風機單機容量為3600千瓦。隨著東海大橋海上風電場發(fā)電量的攀升，上海電力的新能源應用正走向成熟。預計今年年底，并入上海電網(wǎng)的風電機組總?cè)萘繉⑦_31萬千瓦，光伏發(fā)電并網(wǎng)總?cè)萘繉⒊^10萬千瓦。
2013年中國風電累計發(fā)電量已達到1371億千瓦時
國家可再生能源信息管理中心2014年1月2日發(fā)布《2013年度全國風電建設(shè)快報》。經(jīng)初步統(tǒng)計，截止2013年12月31日，2013年全國風電累計核準容量13425萬千瓦。其中，并網(wǎng)容量7758萬千瓦，在建容量5667萬千瓦，并網(wǎng)容量占核準容量比例為58%。
2013年度全國風電新增核準容量2755萬千瓦，同比增長10%；新
2讀萬卷書行萬里路
旗開得勝
增并網(wǎng)容量1492萬千瓦，同比增長約0.6個百分點。2013年全國風電年上網(wǎng)電量為1371億千瓦時，同比增長36%。
作業(yè)二:機翼兩側(cè)壓力差變化
壓差阻力的產(chǎn)生是由于運動著的物體前后所形成的壓強差。氣流流到平板的前面，受到阻攔，速度降低，壓強增加，形成高壓區(qū)（用“+”表示）；氣流流過平板后，壓強降低，形成低壓區(qū)（用“―”表示），并形成許多漩渦，這就是氣流分離。由于板的前面壓強大大增加，后面壓強減小。前后形成了很大的壓強差，因此而產(chǎn)生很大的阻力，這種阻力稱為壓差阻力。
壓差阻力的大小同物體的迎風面積、形狀以及在氣流中的位置有關(guān)。物體的最大迎風面積越大，壓差阻力也越大。
(a)翼型上的壓力分布
1—翼型2—吸力3—壓力
(b)氣動合力及力矩
當氣流流過翼型時，可以把作用在翼型上的空氣動力R分解為垂直翼弦的
法向力L1和平行于翼弦的切向力D1。我們規(guī)定使翼型抬頭的力矩為正，則空
氣動力對F點的力矩可寫為MyP＝－L1(xP-xF)≈－L(xP-xF)
3讀萬卷書行萬里路
旗開得勝
改用力矩系數(shù)的形式表示為α不但影響R的大小，同時還改變其作用點(壓力中心)。為此，變換不同的迎角作實驗，求出各個迎角下對應的升力系數(shù)CL和力矩系數(shù)Cm，畫出Cm與CL曲線，如圖可見，當CL不太大時曲線近似呈直線，不同的F可得到不同的斜率。因此總能找到一點，其Cm幾乎不隨CL而變化，這樣的點在空氣動力學中稱之為焦點(或空氣動力中心)。由于升力增加時，升力對焦點的力矩不變，因此，焦點實質(zhì)上是迎角增加時升力增量的作用點。低速時，焦點一般在25%機翼弦長附近。焦點距前緣的相對位置繞該點的力矩系數(shù)用Cm0表示。對于已選定的翼型，它們都是定值，可見壓力中心并非焦點，它是隨CL的增大而前移，并逐漸接近焦點。
4讀萬卷書行萬里路
篇八：大型海上風電站
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹技術(shù)服務中心業(yè)務籌備部前言
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
近年來，國家對清潔能源特別是風電的發(fā)展在政策上給予了很大支持，使得中國風電得到蓬勃發(fā)展。風力發(fā)電作為新能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式，獲得了迅猛發(fā)展。隨著風電機組從陸地延伸到海上，海上風電正成為新能源領(lǐng)域發(fā)展的重點。
本文結(jié)合國內(nèi)外海上風電場具體的風機基礎(chǔ)，對現(xiàn)有的海上機組的基礎(chǔ)類型逐一介紹，目的是對海上風機基礎(chǔ)形成一個初步的了解，為公司日后的海上服務業(yè)務做鋪墊。
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
2
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
目錄
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
1風機基礎(chǔ)類型---------------------------------------41.1重力式基礎(chǔ)-----------------------------------------41.2單樁基礎(chǔ)-------------------------------------------61.3三腳架式基礎(chǔ)---------------------------------------81.4導管架式基礎(chǔ)--------------------------------------101.5多樁式基礎(chǔ)----------------------------------------111.6其他概念型基礎(chǔ)------------------------------------122海上風力發(fā)電機組基礎(chǔ)維護--------------------------14
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
3
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
1風機基礎(chǔ)類型
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
1.1重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ),顧名思義是是靠重力來追求風機平衡穩(wěn)定的基礎(chǔ),重力式基礎(chǔ)
主要依靠自身質(zhì)量使風機矗立在海面上,其結(jié)構(gòu)簡單，造價低且不受海床影響，穩(wěn)定性好。缺點是需要進行海底準備，受環(huán)境沖刷影響大，且僅適用于淺水區(qū)域。優(yōu)點是不需要打樁，直接減少了施工噪聲。
如圖1-1所示。
圖1-1重力式基礎(chǔ)示意圖
世界上早期的海上風電場都是采用的重力式，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)原理較簡單，適合水比較淺的區(qū)域，適用水域0-10m，重力式基礎(chǔ)造價成本相對比較低，其成本隨著水深的增加而增加，不需要打樁作業(yè)。重力式基礎(chǔ)的制造過程是在陸地上，通過船舶運輸?shù)街付ǖ攸c，基礎(chǔ)放置之前要對放置水域地面進行平整處理，鑿開海床表層。基礎(chǔ)放置完成之后用混凝土將其周邊固定。
ThorntonBank海上風電場是比利時第一個海上風電場，也是世界上第一個使用重力底座的商業(yè)海上風電場。該風電場位于比利時海岸線以北27-30公里處，水深12-27.5米。該風電場使用重力底座，鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，中空，建造和運輸重
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
4
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
量在1200噸左右；安裝后使用細沙或碎石填滿，總重量超過6000噸。為了安裝這種風電機底座，施工單位動用了總數(shù)超過100次各種船只和海上平臺，其中包括當時（2007年）世界上做大的起重船Rambiz(最大起重重量3300噸)。
圖1-2就是在陸地上建設(shè)中的底座。
圖1-2ThorntonBank海上風電場使用的底座
ThorntonBank海上風電場施工過程：1)用挖掘船將安裝風電機處的海底挖開大概4.5米深的坑，面積大約為
50x70米；2)使用碎石將挖出的坑找平，平面誤差不能超過5厘米（目的是使坑底部
平整度達成一致）；3)用運輸船將造好的底座運到安裝點，并下沉；4)使用吸泵往底座中抽海砂，待水沙分離后將水抽出；5)使用細沙或者碎石將挖出的坑填滿并夯實。重力式基礎(chǔ)缺點：水下工作量大，結(jié)構(gòu)整體性和抗震性差，需要各種填料，且需求量很大；
為人類奉獻白云藍天，給未來留下更多資源。
5
Preservingwhitecloudsandblueskyforhumanbeingsandreservingmoreresourcesforfuture.
海上風電場風機基礎(chǔ)介紹
重力性基礎(chǔ)隨著時間的長遠，必然存在一個下沉的問題，這與其本身結(jié)構(gòu)、風電場地質(zhì)結(jié)構(gòu)、施工方式有關(guān)；
船舶運輸、基礎(chǔ)在海中施工成本大，費時費力，且需要運輸基礎(chǔ)底座沉箱的船舶要求很高；
目前國內(nèi)海上風電場沒有使用重力式基礎(chǔ)的案例，國外也基本不采用了此種基礎(chǔ)建設(shè)方式。
1.2單樁基礎(chǔ)即“單根鋼管樁基礎(chǔ)(monopile)”，其結(jié)構(gòu)特點是自重輕、構(gòu)造簡單、受力
明確。單樁基礎(chǔ)由一個直徑在3～4.5m之間的鋼樁構(gòu)成。鋼樁安裝在海床下18～25m的地方，其深度由海床地面的類型決定。單樁基礎(chǔ)有力地將風塔伸到水下及海床內(nèi)。這種基礎(chǔ)的一大優(yōu)點是不需整理海床。但是，它需要防止海流對海床的沖刷，而且不適用于海床內(nèi)有巨石的位置。該技術(shù)應用范圍水深小于25m。大直徑鋼管樁方案結(jié)構(gòu)受波浪影響相對較小。目前此種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外風電場應用很廣泛，金風科技2.5MW機組潮間帶響水項目風電場即使用此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
圖1-3單樁基礎(chǔ)示意圖
單樁達指定地點后，將打樁錘安裝在管狀樁上打樁直到樁基進入要求的海床
深度；另一種則是使用鉆孔機在海床鉆孔，裝入樁后再用水泥澆注。單基樁適用
篇九：大型海上風電站
大規(guī)模海上風電場并網(wǎng)接入方式陳鋒;劉連永;董余凡【摘要】海上風電場以其儲量豐富、風力穩(wěn)定、干擾少等特點,受到越來越多的關(guān)注,是未來風力發(fā)電發(fā)展利用的大趨勢.對比分析了適用于海上風電場并網(wǎng)的高壓交流(HVAC),常規(guī)高壓直流(LCC-HVDC)和柔性直流輸電(HVDC-Flexible)3種并網(wǎng)方式,并著重探討了幾種柔性直流輸電并網(wǎng)的具體方案以及適用于海上風電場的直流換流站拓撲結(jié)構(gòu).【期刊名稱】《江蘇電機工程》【年(卷),期】2014(033)003【總頁數(shù)】4頁(P81-84)【關(guān)鍵詞】海上風電;高壓交流輸電;常規(guī)高壓直流輸電;柔性直流輸電【作者】陳鋒;劉連永;董余凡【作者單位】丹陽市供電公司,江蘇丹陽212300;丹陽市供電公司,江蘇丹陽212300;丹陽市供電公司,江蘇丹陽212300【正文語種】中文【中圖分類】TM614
隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染等問題日益嚴峻，各國都開始著手優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源。近年來，我國也加快了構(gòu)建綠色能源供應體系的步伐，其中風力發(fā)電以其巨大的潛力和相對成熟的商業(yè)化基礎(chǔ)最為引人注目。
文中介紹了適用于海上風電場并網(wǎng)傳輸解決方案的特點和適用范圍，并進行了對比分析。1海上風電場發(fā)展狀況及優(yōu)勢中國風能資源十分豐富，目前已經(jīng)探明的風能儲量約為3226MW，主要分布在西北、華北和東北的草原和戈壁以及東部和東南沿海及島嶼上，已經(jīng)建成并網(wǎng)發(fā)電的風電場主要分布在**、廣東、遼寧、內(nèi)蒙、浙江等16個省區(qū)[1，2]。東部沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，能源緊缺，開發(fā)豐富的海上風能資源將有效改善能源供應情況，因此海上風電的開發(fā)前景廣闊[3-5]。一般認為2MW是陸上風電機組單機容量的極限值，因為此類風機槳葉長度將達到60～70m，陸上運輸很困難，安裝用的吊車吊裝重量將超過1200～1400t，大部分地區(qū)不具備這個條件。由于風電場的噪聲、占用大量土地資源以及風電機組龐大的體積，使得陸上風電場的選址和風機的運輸遭遇很大困難。而這些問題對于海上風電來說，相對較容易解決，海上運輸方便并且超過1500t的浮吊已經(jīng)比較普遍，風電的開發(fā)正向海上轉(zhuǎn)移，即建設(shè)海上風電場。與陸地風電相比，海上風電有以下優(yōu)點：高風速、低風切變，由于海平面光滑、摩擦力小，因此風速較大，風速、風向的變化較小，風切變也較小，不需要很高的塔架，可降低風電機組成本；海上風湍流強度小，具有穩(wěn)定的主導風向，機組承受的疲勞負荷較低，風機壽命更長；海上風電場允許單機容量更大的風機，高者可達5～10MW[6]，由于對噪音要求較低，通過更高的轉(zhuǎn)動速度及輸出電壓，可獲取更高的能量產(chǎn)出。海上風電年平均利用小時可達3000h以上，離岸10km的海上風速比岸上高25%[7]，海上風電場的能量收益比沿海風資源豐富地區(qū)的陸地風機高出20%～40%[8]，所以海上風機更具吸引力。2海上風力發(fā)電傳輸方案海上風電場的容量一般較大，距離海岸5～300km，需要通過海底電纜接入陸上
的電網(wǎng)。并且由于自然風的隨機性，預測準確度不高，風力發(fā)電的波動性較大，隨著海上風電場的容量越來越大，對系統(tǒng)的影響也越來越明顯。目前可采用的海上風電場并網(wǎng)方案主要是高壓交流（HVAC），基于相控變流器的常規(guī)高壓直流（LCC-HVDC）以及基于電壓源型變流器的柔性直流輸電（HVDC-Flexible），以下將對3種方案各自的特點進行比較分析[9-11]。2.1HVAC并網(wǎng)方式目前海上風電場規(guī)模較小、離岸距離教近，普遍采用HVAC并網(wǎng)方式，如圖1所示。高壓交流并網(wǎng)方式最大優(yōu)點是技術(shù)成熟、并網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低。圖1高壓交流并網(wǎng)方式HVAC并網(wǎng)方案使用的是交流電纜，在傳輸交流電能時會產(chǎn)生大量容性無功損耗，傳輸線路的功率因素較低，降低了交流電纜的實際輸電容量，并且隨著輸電距離的增加這種現(xiàn)象越嚴重。因此，必需在電纜兩端的變電站增設(shè)大容量感性無功補償裝置，既增加輸電成本，也增加海上變電站的體積，給變電站的建設(shè)帶來困難。而從國內(nèi)外海上風電場的規(guī)劃方案來看，海上風電場的容量會越來越大，一般大中型海上風電場的裝機容量都會達到200MW甚至1000MW以上。同時，海上風電場的地理位置一般距負荷中心較遠，其就近的接入電網(wǎng)主要是低壓配電網(wǎng)，這樣的輸電系統(tǒng)R/X比值較大、短路容量較低，而使用HVAC并網(wǎng)方式需要接入電網(wǎng)的短路容量比較大，進一步制約了海上風電場的并網(wǎng)容量。此外，HVAC并網(wǎng)方式也意味著風電場和所接入的陸上交流系統(tǒng)必須保持同步，無論是風電場側(cè)，還是系統(tǒng)側(cè)發(fā)生故障都會直接影響到另一側(cè)。隨著海上風電場裝機容量的增大和離岸距離的增加，HVAC并網(wǎng)方式的經(jīng)濟性和可靠性會降低，使其在遠距離大容量海上風電場并網(wǎng)中的應用非常有限。2.2LCC-HVDC并網(wǎng)方式LCC-HVDC產(chǎn)生于上世紀50年代，經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，在陸上輸電系統(tǒng)中已
經(jīng)有了一定應用。因其適宜遠距離輸送、輸電容量大、易于控制和調(diào)節(jié)，在海上風電場并網(wǎng)工程中應用前景樂觀。基于LCC-HVDC技術(shù)的海上風電場并網(wǎng)傳輸系統(tǒng)如圖2所示，包括：換流變壓器、無功補償設(shè)備、交流濾波器、晶閘管換流器、直流電抗器、直流濾波器、直流電纜、輔助功率設(shè)備以及控制和保護設(shè)備。圖2常規(guī)高壓直流輸電并網(wǎng)方式由于LCC-HVDC換流站基于晶閘管器件，而晶閘管是半控型功率器件，只能控制其開通過程，無法控制其關(guān)斷過程，只有當流過晶閘管的電流為零，且管兩端電壓在一段時間內(nèi)為零或負值時，晶閘管才能可靠關(guān)斷。因此LCC-HVDC存在如下固有缺陷[12]：（1）為保證晶閘管可靠觸發(fā)，其整流側(cè)的觸發(fā)滯后角一般要保證10～15°，而逆變側(cè)的關(guān)斷越前角一般為15°或更大些。因此LCC-HVDC在運行過程中，需要吸收大量的無功功率，其數(shù)值為輸送有功功率的40%～60%，這樣需要在整流站和逆變站裝設(shè)大量的無功補償設(shè)備，從而增加了換流站的體積，特別不利于離岸的換流站的施工和安裝。（2）晶閘管的開關(guān)頻率一般都比較低，換流站運行過程中會產(chǎn)生大量諧波，需要在兩端的換流站增設(shè)體積龐大的交流濾波裝置。（3）LCC-HVDC輸電系統(tǒng)對所聯(lián)交流系統(tǒng)的故障非常敏感，故障發(fā)生時交流母線電壓會下降，容易導致?lián)Q相失敗，造成系統(tǒng)運行事故。2.3HVDC-Flexible并網(wǎng)方式HVDC-Flexible是一種基于電力電子技術(shù)的新型輸配電技術(shù)，以IGBT、IGCT等全控電力電子器件和PWM技術(shù)為核心，具有很好的性能：獨立控制有功、無功功率；可連接弱交流系統(tǒng)或無源系統(tǒng)；不會增加交流系統(tǒng)的短路容量；變流站采用模塊化設(shè)計，安裝、調(diào)試簡單等等。從瑞典Gotland、丹麥Tjaereborg等并網(wǎng)風電場工程的運行經(jīng)驗來看，HVDC-Flexible不僅能夠減小風電場對電網(wǎng)穩(wěn)定性、安全性和電能質(zhì)量等方面的影響，而且可以提高并網(wǎng)風電場的輸送容量和風電場的
接入容量，靈活控制風電潮流。但HVDC-Flexible變流站也存在開關(guān)損耗較大等問題，與HVAC、LCC-HVDC之間不存在絕對的優(yōu)劣，需要綜合考慮。在輸送功率相同和可靠性指標相當?shù)臈l件下，雖然HVAC中換流站的建造費用比較昂貴，但LCC-HVDC只需要1根電纜（單極型）或2根電纜（雙極型），HVDC-Flexible也只需要2根電纜，而HVAC需要3根電纜，且直流電纜成本更低。因此當海底電纜輸電距離增加到一定值，交、直流輸電方式的設(shè)備總成本可以相等，這個距離就稱為交直流輸電等價距離，如圖3所示[13]。圖3交直流輸電等價距離示從圖3可以看出，雖然LCC-HVDC和HVDCFlexible變流站的建設(shè)成本要高于HVAC變電站的，但由于敷設(shè)直流電纜的單位成本要比交流電纜的成本低。因此當輸電距離達到電纜線路等價距離時，高壓直流輸電與高壓交流輸電的輸電設(shè)備總成本相等，當輸電距離大于等價距離時，LCC-HVDC和HVDCFlexible比HVAC更經(jīng)濟，且距離越長LCC-HVDC和HVDC-Flexible的經(jīng)濟性越明顯。目前一般認為海底電纜線路的交直、流輸電等價距離約為90km，并且隨著變流裝置價格的不斷下降，等價距離必然也將不斷減小。一般海上風電場裝機容量在100MW內(nèi)，或離岸距離在100km內(nèi)，HVAC并網(wǎng)方式相對其他2種直流并網(wǎng)方式具有更大的優(yōu)勢。而在考慮了海上變流站的施工費用和安裝難度的因素，海上風電場裝機容量在100～400MW之間時，相對于LCC-HVDC來說，HVDC-Flexible在經(jīng)濟和技術(shù)上更優(yōu)越。而當裝機容量超過400MW時，LCC-HVDC占有優(yōu)勢。3海上風電場HVDC-Flexible并網(wǎng)方案雖然HVDC-Flexible都是基于VSC換流器，但根據(jù)海上風電場電氣主接線方式和VSC安裝位置的不同，其HVDC-Flexible并網(wǎng)方案分為以下幾種。
3.1并網(wǎng)方案一如圖4所示，每臺風力發(fā)電機輸出的交流電經(jīng)變壓器升壓到10kV或35kV，由各自的VSC變換成直流電，再通過海底直流電纜連接到海上風電場的直流升壓站，升壓站內(nèi)的DC/DC模塊將公共直流母線上的直流電壓提升到±150kV，然后經(jīng)過海底直流電纜將海上風電場的電能輸送到岸上的VSC換流站，經(jīng)岸上VSC換流站變換為交流電后接入電網(wǎng)。圖4海上風電場HVDC-Flexible并網(wǎng)方案一該方案的優(yōu)點是可以通過獨立的VSC靈活控制每臺風機的有功、無功功率；每臺風機可以根據(jù)本臺風機的實時風速，調(diào)節(jié)機組輸出交流電壓的頻率，使得本機組工作在理想的轉(zhuǎn)速，以保證本機組功率捕獲性能始終保持最優(yōu)狀態(tài)。其缺點是風電機組內(nèi)電氣結(jié)構(gòu)較復雜，在機組設(shè)計時要充分考慮VSC的結(jié)構(gòu)和安裝位置，增加了風電機組設(shè)計和安裝的難度；并且海上風電場的VSC控制系統(tǒng)比較復雜，如果機組側(cè)VSC直流電壓控制不當?shù)脑挘赡軙赩SC之間產(chǎn)生換流；由于要考慮單臺機組VSC的尺寸，所以其輸入輸出電壓等級較低，需經(jīng)過DC/DC升壓站來提升直流輸電的電壓等級，目前DC/DC升壓技術(shù)主要應用在小功率低電壓的開關(guān)電源領(lǐng)域，在大功率和高電壓領(lǐng)域的工程實例基本沒有；同時考慮每臺VSC的功率冗余問題后，該方案需要使用的功率器件數(shù)目比較多，增加了設(shè)備成本；由于每臺機組都裝有VSC，增加了維護難度。3.2并網(wǎng)方案二如圖5所示，將海上風電場的風機分成多組，每臺風力發(fā)電機輸出的交流電經(jīng)變壓器升壓到10kV或35kV，由各自的VSC變換成直流電，在每一組內(nèi)的VSC輸出電壓串聯(lián)起來，使得每一組的輸出直流電壓達到±150kV，然后將各組的輸出電能并接到海上匯流站的±150kV母線上，再經(jīng)過海底直流電纜將海上風電場的電能輸送到岸上的VSC換流站，經(jīng)岸上VSC換流站變換為50Hz交流電后接入
電網(wǎng)[14，15]。圖5海上風電場HVDC-Flexible并網(wǎng)方案二該方案具有方案一的優(yōu)點，且相對于方案一來說，節(jié)省了DC/DC升壓站的設(shè)計和安裝，降低了并網(wǎng)的技術(shù)難度和成本。該方案也存在與方案一類似的缺點，由于對風電場內(nèi)的VSC進行分組和串并聯(lián)連接，使得海上風電場的內(nèi)部接線比較復雜，增加了海上風電場安裝和施工難度。3.3并網(wǎng)方案三如圖6所示，風電場內(nèi)的風機劃分成獨立的幾塊區(qū)域，各區(qū)域內(nèi)的所有風力發(fā)電機輸出電壓經(jīng)變壓器升壓到10kV或35kV，然后通過海底交流電纜匯接到本組的交流母線上，各組的母線是相互隔開的，海上換流站內(nèi)各組VSC將本段母線的交流電能轉(zhuǎn)化為±150kV的直流電能，再經(jīng)本組專用的海底直流電纜將直流電能傳輸?shù)较鄳陌渡蟅SC，各組岸上VSC再獨立地將本組的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，經(jīng)過變壓器接入電網(wǎng)[16]。圖6海上風電場HVDC-Flexible并網(wǎng)方案三該方案的優(yōu)點是：每片區(qū)域內(nèi)的風電場只通過本組的背靠背型HVDC-Flexible系統(tǒng)就實現(xiàn)了并網(wǎng)運行，不需要裝設(shè)體積龐大的VSC變流器，從而降低了風電機組和風電場內(nèi)部主接線的設(shè)計和安裝難度，同時也降低了VSC的控制設(shè)計和維護難度，適合于單片區(qū)域內(nèi)風機容量約為400MW，風電場總?cè)萘砍^600MW的大型海上風電場。其缺點是：海上換流站內(nèi)分段母線較多，要配備多套母線保護設(shè)備，增加了設(shè)備成本和維護難道；區(qū)域內(nèi)所有風機都只受同一個VSC控制，區(qū)域內(nèi)機組不能獨立控制自身的有功、無功功率，所有風機只能工作在同一個轉(zhuǎn)速下，無法保證區(qū)域內(nèi)每臺機組功率捕獲性能始終保持最優(yōu)狀態(tài)；使用了多套背靠背型柔性直流輸電系統(tǒng)，增加了成本和維護難度，總的開關(guān)損耗也比較大。3.4并網(wǎng)方案四
如圖7所示，風電場內(nèi)所有風力發(fā)電機輸出電壓經(jīng)變壓器升壓到10kV或35kV，然后通過海底交流電纜匯接到海上換流站的交流母線上，通過海上換流站內(nèi)VSC將交流電能轉(zhuǎn)化為±150kV的直流電能，再經(jīng)過海底直流電纜將直流電能傳輸?shù)桨渡蟅SC，岸上VSC再將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，經(jīng)過變壓器接入電網(wǎng)[10]。圖7海上風電場HVDC-Flexible并網(wǎng)方案四該方案的優(yōu)點是：風電場內(nèi)電氣主接線較簡單，總的成本相對也比較低，安裝和維護難度相對前面的幾種方案也比較低。其缺點是：所有風機都只受同一個VSC控制，區(qū)域內(nèi)機組不能獨立控制自身的有功、無功功率，所有風機只能工作在同轉(zhuǎn)速下，無法保證區(qū)域內(nèi)每臺機組功率捕獲性能始終保持最優(yōu)狀態(tài)，這種并網(wǎng)方案適合于裝機容量100～400MW海上風電場。4結(jié)束語海上風電以其獨特的優(yōu)勢已開始引領(lǐng)風電未來的發(fā)展。世界上許多國家都十分重視海上風電的開發(fā)和利用，紛紛著手建設(shè)海上風電場，更加高效大規(guī)模地發(fā)展風電。開展對海上風電場并網(wǎng)方式的研究，對于解決海上風電場的關(guān)鍵技術(shù)問題，進一步推動風電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，都有著重要的意義。參考文獻：[1]崔曉丹，李威，任先成，等.大規(guī)模風電接入的輸電網(wǎng)規(guī)劃研究述評[J].江蘇電機工程，2012，31(6)：1-5.[2]秦旭東.大規(guī)模風電接入對江蘇電網(wǎng)調(diào)頻影響與對策研究[J].江蘇電機工程，2013，32(4)：6-9.[3]林鶴云，郭玉敬，孫蓓蓓，等.海上風電的若干關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].東南大學學報：自然科學版，2011，41(4)：882-888.[4]葛川，何炎平，葉宇，等.海上風電場的發(fā)展、構(gòu)成何基礎(chǔ)形式[J].中國海洋平臺，2008，23(6)：31-35.
[5]黃維平，李兵兵.海上風電場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計綜述[J].海洋工程，2012，30(2)：150-156.[6]宋礎(chǔ)，劉漢中.海上風力發(fā)電場開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢[J].新能源，2006(2)：55-58.[7]李曉燕，余志.海上風力發(fā)電進展[J].太陽能學報，2004，25(1)：78-84.[8]王志新，王承民，艾芊，等.近海風電場關(guān)鍵技術(shù)[J].華東電力，2007，35(2)：37-40.[9]KLINGWL，HENDRIKSRL.DENBOON，J.H.AdvancedTransmissionSolutionsforOffshoreWindFarms[C]//PowerandEnergySocietyGeneralMeeting-ConversionandDeliveryoflectricalEnergyinthe21stCentury，2008IEEE，Pittsburgh，PA，UnitedStates，2008.[10]BRESESTIP，KLINGWL，HENDRIKSRL，etal.HVDCConnectionofOffshoreWindFarmstotheTransmissionSystem[J].IEEETransactiononEnergyConversion，2007，22(1)：37-43.[11]BARBERISNN，TODOROVICJ，ACKERMANNT.LossEvaluationofHvacandHvdcTransmissionSolutionsforLargeOffshoreWindFarms[J].ElectricPowerSystemsResearch，2006，76(11)：916-927.[12]宮改花.高壓直流輸電系統(tǒng)控制策略的研究[D].太原：太原理工大學，2007.[13]徐科，吳超，楊曉靜，等.VSC-HVDC系統(tǒng)風力發(fā)電結(jié)構(gòu)分析與控制[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(4)：103-108.[14]王志新，李響，艾芊，等.海上風電柔性直流輸電及變流器技術(shù)研究[J].電力學報，2007，22(4)：413-417.[15]王琦，陳小虎，紀延超.大型風電機組和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)問題[J].現(xiàn)代電力，2005，22(5)：23-28.[16]姚偉，程時杰，文勁宇.直流輸電技術(shù)在海上風電場并網(wǎng)中的應用[J].中國電力，
2009，40(10)：70-74.