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海上风力发电前景( 二 )

海上生活百科


(1)常用的混凝土基础
丹麦的第一个引航工程采用混凝土引力沉箱基础 。顾名思义，引力基础主要依靠地球引力使涡轮机保持在垂直的位置 。
保Vindeby和Tunoe Knob海上风电场基础就采用了这种传统技术 。在这两个风场附近的码头用钢筋混凝土将沉箱基础建起来，然后使其漂到安装位置，并用沙砾装满以获得必要的重量，继而将其沉人海底，这个原理更像传统的桥梁建筑 。
两个风场的基础呈圆锥形，可以起到拦截海上浮冰的作用 。这项工作很有必要，因为在寒冷的冬天，在波罗的海和卡特加特海峡可以一览无遗地看到坚硬的冰块 。
在混凝土基础技术中，整个基础的投资大约与水深的平方成比例 。Vindeby和Tunoe Knob的水深变化范围在2.5～7.5米之间，说明每个混凝土基础的平均重量为1050吨 。根据这个二次方规则，在水深10米以上的这些混凝土平台，因受其重量和投资的限制，混凝土基础往往被禁止采用 。因此，为了突破这种投资障碍，有必要发展新的技术 。
(2)重力+钢筋基础
现有的大多数海上风电场采用重力基础，新技术提供了一种类似于钢筋混凝土重力沉箱的方法 。该方法用圆柱钢管取代钢筋混凝土，将其嵌入到海床的扁钢箱里 。
(3)单桩基础
单桩是一种简单的结构，由一个直径在3.5米到4.5米之间的钢桩构成 。钢桩安装在海床下10米到20米的地方，其深度由海床地面的类型决定 。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内 。这种基础一个重要的优点是不需整理海床 。但是，它需要重型打桩设备，而且对于海床内有很多大漂石的位置采用这种基础类型不太适合 。如果在打桩过程中遇到一块大漂石，一般可能在石头上钻孔，然后用爆破物将之炸开，继而打成小石头 。
4)三脚架基础
三脚架基础吸取了石油工业中的一些经验，采用了重量轻价格合算的三脚钢套管 。
风塔下面的钢桩分布着一些钢架，这些框架分掉了塔架对于三个钢桩的压力 。由于土壤条件和冰冻负荷，这三个钢桩被埋置于海床下10～20米的地方 。
三、海上风电场的并网
1.电网
丹麦输电网1998年总发电量共计10吉瓦 。在建或未建的海上风电场共计4.1吉瓦 。丹麦西部和东部电网没有直接并网，而是采用AC(交流输电线)方式并入德国和瑞典的输电系统 。其它风电场与瑞典、挪威和德国的联网方式采用直流方式 。
海上风电场的并网本身并不是一个主要技术问题，该技术人所共知 。但是为确保经济合理性，对偏远海上风电场的并网技术进行优化非常重要 。
丹麦第一批商用海上风电场位于距离海岸15～40千米的海域，水深5～10或15米，风电场装机在120到150兆瓦之间 。第一批风电场(2002年)使用1.5兆瓦的风力发电机，该机型需在陆地上试运行5年 。
2.敷设海底电缆
海上风电场通过敷设海底电缆与主电网并联，此种技术众所周知 。为了减少由于捕鱼工具、锚等对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起来 。如果底部条件允许的话，用水冲海床(使用高压喷水)，然后使电缆置人海床而不是将电缆掘进或投入海床，这样做是最经济的 。
3.电压
丹麦规划的120-150兆瓦的大风电场可能与30～33千伏的电压等级相联 。每个风电场中，会有一个30～150千伏变电站的平台和许多维修设备 。与大陆的联结采用150千伏电压等级 。
4.无功功率，高压直流输电
无功功率和交流电相位改变相关，相位的改变使能量通过电网传输更加困难 。海底电缆有一个大电容，它有助于为风电场提供无功功率 。这种在系统中建立可能是最佳的可变无功功率补偿方式决定于准确的电网配置 。如果风电场距离主电网很远，高压直流输电(HVDC)联网也是一个可取的方法 。
5.远程监控
显然，海上风电场远程监控要比陆地远程监控更重要一些，Tunoe Knob和Vindeby海上风电场采用远程监控已达数年 。
人们预测这些风电场用1.5兆瓦的大机组，在每件设备上安装一些特别的***，以用来连续地分析***在设备磨损后改变工作模式而产生的细微振动，这样可能会带来一定的经济效益 。同样地，为了确保机器得到适当的检修，工业中一些产业也需要对这项技术非常了解 。
6.定期检修
在天气条件比较恶劣的情况下，维修人员很难接近风机，风机得不到正常检修和维护，造成安全隐患 。所以，确保海上风机高可靠性显得尤其重要 。对于一些偏远的海上风电场，应合理设计风机的定期检修程序 。

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