漂浮式海上风电在我国的发展前景分析

随着近浅海资源开发逐渐趋于饱和,海上风电的发展势必走向深远海领域。漂浮式基础是深远海风电的重要组成部分。我国深远海风能资源丰富,开发潜力大,适宜通过漂浮式技术带动深远海风电产业的发展。同时我国海床结构多样化,漂浮式基础能使机组摆脱不同海床条件的束缚,减少海上作业。而且深远海风电开发不占据岸线和航道资源,能减少或避免对沿海工业生产和居民生活的不利影响,有望带动新的经济增长点与其他行业发展。基于发展深远海漂浮式风电的必要性与可行性,我国应提前谋划,推动行业全面发展。一是通过政策支持营造良好的外部环境,促进降本增效,实现产业链的良性循环。二是要加强漂浮式关键技术和配套技术的自主研发,培育专业化人才队伍,搭建综合型海上风电产业基地。三是要学习借鉴欧洲的经验,通过"走出去"、"请进来"两种途径参与国际合作,制定适用于我国漂浮式海上风电的技术方案,形成具有自主知识产权的核心技术,提升国际竞争力。     

国外漂浮式风电现状对我国发展深远海域风电的启示

借鉴国外发展漂浮式海上风电的现状和经验,结合我国的实际情况,对我国发展漂浮式海上风电的可行性和将面对的技术挑战进行了综合分析。     

深远海域漂浮式海上风电场基础形式综述

本文从我国海上风电的概况、国内外海上风电发展现状及漂浮式海上风电场基础形式等方面,对海上风电从近海向深远海域发展的必要性及趋势进行了概述。     

海上风电发展及其技术研究概述

全球海上风电装机容量不断增多,固定式海上风电机组的技术不断成熟,漂浮式海上风电机组技术也在不断发展中,尤其是第一座漂浮式风电场的并网运行,标志着海上风电在深远海域发展步伐的加快。本文对国内外海上风电的行业背景、国家政策、发展历程和趋势,以及技术研究等方面进行了概述。     

海上风电机组荷载分析及控制研究

分析了海上风电机组的荷载来源,为某漂浮式风电机组设计了控制策略,并重点仿真验证了驱动链加阻、塔筒加阻和独自变桨控制算法在海上风电机组的控制效果,最后提出了漂浮式风电机组的动态停泊模式。     

海上漂浮式风机关键技术研究进展

  [目的]  海上漂浮式风机由于不受水深限制且便于运输安装等诸多优点,近年来在欧美日等发达国家得以快速发展。文章针对海上漂浮式风机关键技术和工程案例进行综述分析,以向国内相关研究和工程项目提供技术参考。  [方法]  首先介绍了海上漂浮式风机发展背景及基本类型,再进一步,分别介绍其稳性校核技术、系泊与动态海缆技术、水动力特性、气动力特性、一体化计算、模型试验研究、建造与安装技术、工程挑战与案例,最后对浮式风电市场与拓展运用做了相关总结。  [结果]  通过对海上漂浮式风机各关键技术进行梳理分析,理清了其技术研究现状与未来发展方向。  [结论]  文章综述了海上漂浮式风机各关键技术现状及相关工程运用案例,现阶段海上漂浮式风机依然面临不少技术挑战和行业发展困境,解决之道需从相关政策激励,技术攻关以及产业链的培育等,以多途径的方式降低浮式风电的工程造价成本,促进浮式风电产业进一步发展壮大。     

世界海上风力发电现状

风力发电占世界可再生能源发电量的16%。海上风电虽起步晚,但凭借其稳定性和大发电功率的特点,近年来正在世界各地飞速发展。2017年世界海上风电累计容量18.8MW,欧洲5国(英国、德国、丹麦、荷兰、比利时)累计容量占世界的份额为82.2%。2017年欧洲海上风电容量新增3.148GW。按国别累计,海上风电容量英国6.8GW,德国5.4GW,中国2.8GW,丹麦1.3GW,荷兰1.1GW。海上风力发电方式分固定式和漂浮式,固定式已产业化,成本低,被广泛采用;漂浮式各国都在大力开发,但成本高,仍处在从基础研究到验证实验的开发阶段。欧洲海上风电容量、技术等方面全面居世界领先水平,但发展市场容量不足,极需向海外拓展。我国有良好的海上风电开发资源基础,但2017年海上风电容量为2.8GW,仅占总风电容量的1.48%。建议加强与欧洲合作,加快我国海上风电发展进程。     

海上风能利用及其成本分析综述

以海上风能利用及其成本分析为研究对象,综述了海上风能资源,介绍了我国海上风电的成本构成、与陆上风电的成本差异及成本变化趋势,通过对设备购置费、建筑安装工程费等费用的测算,明确了海上风电成本控制的关键点。与陆上风电相比,海上风电具备风能资源丰富、风电场靠近能源负荷中心、海面可利用面积广阔、不存在土地占用等优势,发展海上风电是我国实现国家能源结构调整的有效保障,因此,海上风电的开发利用得到越来越多的重视。海上风电开发建设成本较高,降本增效将是海上风电良性发展的必然选择。     

新型海上风力发电及其关键技术研究

回顾国外海上风力发电场的发展,针对随着海水深度增加导致海上风力机成本急剧上升的矛盾,引入海上漂浮式风力机概念,并详细介绍其结构和特点,通过系统介绍海上漂浮式风力机组成部分和设计制造中的关键技术,最后得出海上漂浮式风机是一种潜力巨大的新型风力发电技术,值得进一步深入研究。同时,针对我国陆、海资源的具体情况,较为系统地提出了海上漂浮式风力机研究的需要关注的关键问题,指出了该研究所具有的巨大社会经济价值。     

我国近海风电场电价水平分析和建议

近年来,我国海上风电发展较为缓慢,除海上风电技术及规划等因素影响以外,上网电价问题是制约我国海上风电发展的主要因素之一。本文结合我国海上风电场建设的实际案例,从风资源情况、风电场总投资水平以及经营成本等三方面阐述了海上风电电价影响因素,测算我国海上风电上网电价合理水平,同时进行多因素敏感性分析。考虑我国海上风电处于起步阶段,呼吁国家制定合理的电价政策,以推动我国海上风电产业的健康快速发展。     

基于TMD的海上漂浮式风力机稳定性研究

海上漂浮式风力机的稳定性研究已逐渐成为风电研究的重点与热点。以NREL(国家可再生能源实验室)5 MW风力机及ITI Barge平台为研究对象,建立海上漂浮式风力机整机模型,通过配置TMD(调谐质量阻尼器),研究其对环境载荷作用下的海上漂浮式风力机稳定性的控制效果。结果表明:TMD对漂浮式风力机塔架和平台的运动响应有明显的抑制效果,在TMD控制下,漂浮式风力机塔顶左右位移最大值降低近50%,稳定性提高38%;对漂浮式风力机平台的横摇及横荡运动控制效果较明显,平台横荡稳定性提高18%,横摇稳定性提高41%。     

深海风力发电技术的发展现状与前景分析

海上风电从潮间带和近海走向深海远岸将是必然趋势。现有的机组基础型式及安装技术势必不能满足新的环境要求。漂浮式基础、整体安装及自航自升式施工平台极有可能成为未来海上风力发电的主流技术。北半球中纬度附近海域在发展深海风电方面具有独特优势及迫切需求,我国需尽早进行规划和部署相关技术及产业。     

美国大力支持浮式海上风电发展

正作为未来海上风电发展的重要方向,漂浮式风电技术得到越来越多的关注。在国际能源署最近发布的《2019年海上风能展望》报告中指出,浮式风电可能会改变未来海上风电市场,世界上一些最大的经济体将来可能完全依靠浮式风电场来提供电力。美国和英国正在通过国家层面支持该领域的创新,以期引领未来海上风电发展。     

不同类型漂浮式风电场内机组塔基载荷研究

构建基于NREL 5 MW 风电机组的海上固定式风电场和不同类型的漂浮式风电场,考虑不同类型风电机组尾流特性、平台漂浮特性的差异,在不同工况下对风电场内机组动力学响应进行仿真计算。通过时域分析与箱线图分析,对风电场内各位置处机组在风、浪、尾流联合作用下的塔基载荷进行对比研究。结果表明：在相同工况下,Spar式风电场内机组风轮与平台位移值、塔基载荷在来流方向上最大;在中低风速下,风电场内机组塔基载荷相差较大;高风速时,塔基载荷相近;随着风速的增大,漂浮式机组塔基载荷呈先增大后减小的规律。     

适用于过渡水深的漂浮式风电机组的研究

在借鉴国内外已有的研究成果的基础上,介绍了几种适用于过渡水深的漂浮式风电机组,并从主尺度、总体性能、荷载与控制系统、结构设计与成本等方面进行了对比分析。通过分析发现,半潜(Semi-Sub)式漂浮式风电机组的技术成熟度最高,但运动响应和产生的疲劳荷载要比张力腿(TLP)式大,船(Barge)式、Semi-Sub式与TLP式的控制系统优化逻辑有一定差别;TLP式和Barge式的结构设计比Semi-Sub式简单,但TLP式的施工难度较大;不同类型漂浮式风电机组总建设成本相差不多,只有从整个产业链上降低成本,漂浮式风电机组的商业价值才能显现。     

英美共同开发漂浮式风电机组技术

4月25日,在英国伦敦召开的"清洁能源部长会议"上,英国能源与气候变化大臣爱德华·戴维和美国能源部部长朱棣文表示,英美将致力于共同开发漂浮式风电机组平台。英美两国的相关部门将积极鼓励海上漂浮     

薄膜型海上漂浮式光伏技术现状及展望

  目的  海上漂浮式光伏的研究开发顺应国家能源战略发展的需要，迎合行业发展科技引领的背景，助力新兴经济产业链的开拓。为了深入探索海上漂浮式光伏系统的主要组成和核心技术，为我国发展海上漂浮式光伏提供理论依据。  方法  文章基于国内外关于海上漂浮式光伏的现有研究，提炼出柔性光伏的相关建设技术，验证了海上漂浮式光伏开发的商业可行性，介绍了大型海上漂浮式光伏（LOFPV）系统的配置组成并就柔性膜结构、系泊系统的水动力设计理论和方法依据进行了阐述，展示了海上漂浮式光伏的典型工程实践。  结果  海上柔性薄膜型漂浮式光伏具备轻质化、小型化、高换电效率、配置灵活等诸多优势，此外，膜结构可折叠，运输方便，安装便捷，整体结构无复杂衔接器，系统可靠性高，运维方便，文章的相关成果将对我国的海上漂浮式光伏技术发展具有较高借鉴价值。  结论  文章说明了柔性膜结构漂浮式光伏建造技术的功能性和可靠性，该结构型式未来必将是海上漂浮式光伏的重要应用型式。     

6 MW漂浮式风电机组极限载荷特性研究

海上风电场建设由近海走向深远海,漂浮式风电机组将会是这一区域最适合的选择。选用华锐6 MW机组,结合东海某海域环境条件和IEC规范,利用气动-水动耦合时域分析方法,对不同基础型式下的风电机组载荷特性进行研究。计算结果表明:漂浮式风电机组叶片、轮毂极限载荷与海上固定式风电机组相比没有明显增加,塔筒底部极限载荷增加幅度可达30%;在正常发电工况和极端空转工况叶片和轮毂极限载荷主要受风载荷控制,而塔筒底部和顶部极限载荷在不同工况受风载荷和波浪载荷影响效果则有不同。     

欧洲海上风电的发展

介绍了欧洲海上风电的开发阶段、海上风电技术发展的里程碑;从海上风资源评估、风电机组、海上风电场设计和并网等方面论述了海上风电的主要技术特点;比较了海上和陆上风电的成本结构,并根据已建成的海上风电项目的投资成本数据,分析了海上风电的经济性.     

海上风电漂浮式基础平台及其风险分析

一、引言在海上风电漂浮式基础平台(floating wind turbine platforms,以下简称FWTP)听上去还难以置信的时候,石油与天然气行业已经在更深的水域开了先例,尽管这两者的理论基础有一定的区别。现今最为通用的海上风电基础——单桩基础和导管架基础,如应用在水深超过50米60米的水域,其经济性将大打