海上风电场的飞速发展课件.ppt
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1、一、海上风电场开发应用背景一、海上风电场开发应用背景 时代背景:传统一次能源储量有限且对环境污时代背景:传统一次能源储量有限且对环境污染严重,新兴清洁的可再生能源染严重,新兴清洁的可再生能源风能迅速发风能迅速发展。展。2001-20102001-2010年世界新增风力装机总量如图(年世界新增风力装机总量如图(1 1)2001-20102001-2010年世界新增风电装机容量年世界新增风电装机容量图图120112011年世界新增风电装机最多的年世界新增风电装机最多的1010个国家个国家 (/MW) (/MW)中国中国美国美国西班牙西班牙德国德国印度印度13,75013,7509,9229,922
2、2,3312,3311,9171,9171,1721,172意大利意大利法国法国英国英国加拿大加拿大 葡萄牙葡萄牙1,1171,1171,1041,1041,0771,077950950645645二、现阶段取得的成果二、现阶段取得的成果 海上风电场海上风电场塔架地基设计塔架地基设计取决于水深、取决于水深、波浪高度和海波浪高度和海床类型。床类型。海上风电场最理想水深是海上风电场最理想水深是230m,如上图所示,如上图所示,地基设计分为适合地基设计分为适合520m的单桩式、适合的单桩式、适合210m的重力沉箱式和适合的重力沉箱式和适合1530m的三脚架式。的三脚架式。2.1海上风电基础和施工海上
3、风电基础和施工三脚架式基础风力机三脚架式基础风力机漂浮式地基离岸风电场漂浮式地基离岸风电场 另一种应用较广的地基设计是漂浮式,挪另一种应用较广的地基设计是漂浮式,挪威建造了世界上第一个漂浮式风电场。威建造了世界上第一个漂浮式风电场。 这个漂浮式海上风电试验场离岸约这个漂浮式海上风电试验场离岸约30公公里,水深里,水深220米,安一台米,安一台Simens 2.3MW风风电机组电机组.下图是这台深海风机的示意图。下图是这台深海风机的示意图。 1.海上漂浮式地基,可用于水海上漂浮式地基,可用于水深深120-700米的深海;米的深海;2.风机重量风机重量 138吨;吨;3. 纤绳纤绳 100米;米;
4、4. 排水量排水量 5300立方米;立方米;5. 水线直径水线直径 6米;米;6.钢制塔和钢质水下结构钢制塔和钢质水下结构;7.空气动力变桨调节;空气动力变桨调节;8.海上组装海上组装,适合北海极端环境适合北海极端环境漂浮式风力机示意图漂浮式风力机示意图Simens2.3MW漂浮式风力机相关参数漂浮式风力机相关参数2.2 海上风电机组市场海上风电机组市场 丹麦行业咨询机构丹麦行业咨询机构BTM指出,指出,2009年中国已成为第一大风电装机市年中国已成为第一大风电装机市场,新增场,新增13.75GW。全球风电装机总。全球风电装机总量预计量预计5年内增至年内增至447GW,10年内扩年内扩大至大至
5、1000GW。 典型海上风电场中风力机在径向配置上被连典型海上风电场中风力机在径向配置上被连接在一起。接在一起。u 径向臂上的风力机数量决定了电缆容量。径向臂上的风力机数量决定了电缆容量。u径向配置是欠可靠的,一条电缆损坏会导致整径向配置是欠可靠的,一条电缆损坏会导致整条线路上风力机无法正常工作。而环形配置解条线路上风力机无法正常工作。而环形配置解决了这个问题。决了这个问题。u10台以上机组采用辐射式或者开台以上机组采用辐射式或者开/闭环网接线。闭环网接线。3.1 3.1 海上风电场风力机布局选择海上风电场风力机布局选择三、海上风电的送出三、海上风电的送出风电场风力机径向布局图风电场风力机径向
6、布局图3.2 3.2 海底电缆中电能传输海底电缆中电能传输u海上风电场内集成线路:从风机发出海上风电场内集成线路:从风机发出690V经经升压至升压至2235KV的场内汇流线路。的场内汇流线路。 电网传输包括交流输出(电网传输包括交流输出(AC)和直流输)和直流输出出(DC)两种。两种。 如果海上风电场离岸较远,电网有功功率如果海上风电场离岸较远,电网有功功率损失较重,不适宜使用交流输出形式而适宜采用损失较重,不适宜使用交流输出形式而适宜采用高电压直流(高电压直流(HVDC)输出形式。)输出形式。u交流输电:目前所有风电场的电网接口变电站交流输电:目前所有风电场的电网接口变电站将将2236KW电
7、压升至较高压后通过交流电缆将电压升至较高压后通过交流电缆将电能输送到岸上。电能输送到岸上。 海上风电场电能多兆瓦容量和长距离传输使海上风电场电能多兆瓦容量和长距离传输使得交流电功率损耗显著增加,电缆两端均需要无得交流电功率损耗显著增加,电缆两端均需要无功补偿、且传输容量可能被限制。功补偿、且传输容量可能被限制。交流输电和直流输电的优缺点比较交流输电和直流输电的优缺点比较u直流输电:消除交流输电部分缺点,且显著降直流输电:消除交流输电部分缺点,且显著降低对岸上电网故障电流。低对岸上电网故障电流。 海洋中海洋中HVDC电缆是一项成熟的技术,电缆是一项成熟的技术,其两端需要其两端需要AC-DC和和D
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