海上风电场降低成本前景分析

目前,海上风电场的经济效益比陆上风电场稍逊一筹。为加强海上风电场的竞争力,迫切需要大幅降低成本。海上风电场大约70%的成本来自于最初的投资成本,包括风机、海上地基、内部和外部电网安装和连接等等。文章分析了海上和陆上风电的技术发展和成本要素,并参考了海上油、汽开发以及高压海底输电的工程信息,肯定海上风电场的成本是可以降低的。分析了影响成本降低的主要因素;提出在不同的增长设想下,到2020年海上风电场的投资成本将降低25%～39%。     

海上风电场的规划

随着海上风力发电技术的不断进步,大规模建设海上风电场将成为发展的必然趋势。从海上风电场选址、风机布置、经济评价、环境影响和公众对海上风电场影响等方面,分析了国内外关于海上风电场规划方面的研究情况,总结了海上风电场规划的若干问题及其相关研究方向,为我国规划建设海上风电场提供借鉴。     

欧洲海上风电场建设

欧洲海上风电场的建设目前领先于全球,其风力发电场技术正日趋成熟,装机容量和规模也越来越大。回顾了全球海上风电场的发展状况,重点介绍了英国Scroby Sands和丹麦Nysted海上风电场的设计、制造、安装、维护和运行经验,可为我国海上风电场的建设提供参考。     

海上风电场真空断路器投入并联电抗器的过电压及防护

目前,海上风电场暂态过电压研究引起了广泛的关注。为改善现有海上风电场设备模型在高频条件下的局限性,搭建了真空断路器自定义高频合闸模型。考虑并联电抗器杂散电容的影响,建立了典型海上风电场35kV系统模型,用于分析投入并联电抗器过程中在汇流母线及风机端变压器上产生的操作过电压。大量仿真结果与试验显示,海上风电场投入并联电抗器将出现峰值、陡度均高于陆上风电场的操作过电压。针对这种过电压分析了多种保护方案,发现并联安装避雷器和阻容吸收器抑制过电压的综合效果较佳,为海上风电场的设计、关键设备的绝缘保护和日常运维等提供了参考。     

海上风电场的建成对陆上风电场影响分析一例

选取一个案例,利用海上风电场计算模型软件,根据风机型式与布置方式,计算海上风电场建成后陆上风电场发电量等的变化值。分析计算结果,评判海上风电场建设的财务可行性,并为同类项目的开发提供参考。     

东海大桥海上风电场全部风机安装完毕

2010年2月27日15时28分,随着最后一台风机与海上基础承台对接。上海东海大桥10万kW海上风电示范项目34台风机全部安装成功。截至2月26日24时,东海大桥风电场34台风机中已有3台成功实现并网,累计发电量735万kW·h。     

大型海上风电场风机微观选址与集电系统联合优化

海上风电开发已经成为我国可再生能源开发的重点内容之一。在海上风电场的开发与建设中,风机的微观选址关系着风电场中所有风机的发电效率,而集电系统承担汇集风机发出的风电功率并外送至陆上电网的重要任务,两者在成本与发电收益上存在相互制约与相互影响的关系。为了获得海上风电场更大的发电收益,文中提出了一种风机微观选址与集电系统双层联合优化方法;上层采用遗传算法进行风机微观选址优化,下层采用蚁群算法(ACS)实现集电系统拓扑结构优化。案例分析结果表明,风机微观选址与集电系统联合优化方法兼顾了风电场长期总发电效益与集电系统的投资成本,具有更高的经济性。     

基于改进Pareto最优算法的海上风电场多目标微观选址规划

为了在海上风电场初步规划时可以兼顾考虑风机尾流影响、集电系统的经济性和可靠性,用风机层数表征集电系统可靠性,以风电场尾流折减系数、海缆投资、风机层数为优化目标,建立海上风电场多目标微观选址规划模型,并通过改进Pareto多目标优化算法求解最优解集,最后应用层次分析法进行最终优化决策。以某海上风电场的风资源分布状况为实例,验证了风机尾流、连接海缆及风机层数之间的相互制约关系,在规划时应予以综合考虑,同时证明了模型和方法的可行性,改进Pareto最优算法可以求出均匀分布的备选方案,层次分析法可以根据不同要求选择出对应的最优方案。     

海上风电场维护任务动态调度策略

在海上风浪、载荷等因素的耦合作用下,风机状态数据波动迅速,时变工况下风机状态特征的敏感性导致维护需求的动态变化,增加了风电场维护任务精准调度的难度.文中提出了海上时变工况下考虑风机状态风险态势的风电场维护任务动态调度方法.首先,利用模糊C均值聚类算法划分风机时变工况,通过采用改进联合领域自适应卷积神经网络最小化特征分布差异,实现时变工况下风机状态特征自适应提取.然后,根据部件状态序列利用马尔可夫模型描述各部件的初始状态转移矩阵,考虑到不完全维护对机组部件性能的影响,引入部件性能退化过程,建立了考虑风机自适应状态评估的风险态势预测模型.同时,提出以维护船只、人员、工作时长等条件为约束,以单位电量调度维护成本最小为目标的海上风电场维护任务动态调度方法,实现了时变工况下海上风电场维护任务的动态调度.最后,以某海上风电场为例,验证了所提方法的有效性和经济性.     

东海大桥海上风电场风机地基基础特性及设计

东海大桥海上风电场是亚洲第一座大型海上风电场,其风机基础同时具有海洋结构工程、高耸结构基础、动力设备基础和复杂软土地基基础四种显著工程特性,地基基础设计成为该工程的关键技术难题之一。介绍了该工程风机地基基础设计内容,重点分析了海上风机地基基础特点及海上风机基础与地基非线性动力相互作用、风机—塔架—地基—基础系统动力模拟分析、基础结构疲劳分析等设计技术关键。     

漂浮式海上风电场

近海风电场的建设成本一般较高,而漂浮式海上风力发电机可以把海上丰富的风力资源转化为更低成本的电能。文章介绍了由漂浮式垂直轴风机组成的漂浮式海上风电场,具有成本低、耐用性强的特点,可以有效降低海上风电的发电成本,提高经济效益。     

海上风电场故障特性及保护配合的研究

一般海上风电场所选用设备和线路与陆上风电场有所不同,有必要对海上风电场的继电保护配置进行专门研究。利用ETAP仿真软件对风电场内元件及送出线故障时各元件的短路电流和机端电压跌落情况进行分析,并研究海上风电场本身特征和故障特性。在多个风电场并网时,风机会提供不容忽视的短路电流,短路点成为双侧电源供电。为此,考虑其特性及风机低电压穿越能力,提出海上风电场各元件和线路的保护配置方案及其整定原则。并对ETAP软件上搭建的某海上风电场模型进行保护及动作时序配合的仿真,验证了所提保护配置方案及动作时序的正确性和合理性。     

某海上风电场谐波谐振实测及仿真分析

海上风电发展迅速,很多海上风电场采用长距离交流海底电缆接入电网,海缆较高的对地电容使风电场谐波谐振问题愈加突出.本文对某海上风电场因5次谐波谐振造成谐波异常及风机偏航系统故障进行实测,就谐振原因开展阻抗频率扫描和谐波潮流分析并提出相应的抑制措施.     

考虑工频过电压的海上风电场无功配置方案研究

随着海上风电能源的不断开发,海上风电场的过电压问题对系统的安全运行极为重要,而无功补偿问题影响着系统的电能质量,因此在确定无功补偿方案的同时也应该考虑过电压的限制。本文基于海上风电场含有架空线路和海底电缆混合输电线路的风电场电磁暂态模型,提出了一种考虑工频过电压的无功配置方案,利用ATP/EMTP仿真软件分析了海上风电场工频过电压,并在此基础上对风机不同出力情况下的风电场无功容量需求进行计算,从而得到符合系统安全运行范围的海上风电场无功容量配置方案,并以某海上风电场为例,最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提方案的可行性。     

上海电力设计院等3家单位为风电场建设提供技术支撑

据《华东电力报》2009年8月20日报道：由上海电力设计院有限公司等3家单位联合实施攻关的“海上风电场变电站电气方案和海上风电场风机基础”研究项目,日前通过专家评审。在研究过程中,他们提出了海上风电场机组之间的连接路径与电缆截面的优化方案,并编制相应的程序;建立了风力发电机组与机群短路过程研究模型,     

用于无功补偿的海上风电场等值模型

基于单台风机动态模型组成的整风场传统动态模型是一个高阶模型,难以进行功率传输数据的处理和无功补偿容量的计算,为此提出了一种新型的适用于无功补偿的海上风电场等值建模方案。根据国家标准GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》的要求,结合海上风电系统的运行特点,将风电机组等效为电流可控的恒压功率源,考虑变压器的无功损耗是关于视在功率的线性系统对多机系统中变压器做叠加等值,根据实际风电场与等效风电场的功率传输特性相同的原则将集电系统等值为单条支路,建立适用于无功补偿方案设计的海上风电场的等值模型,并对一个具体的海上风电场进行PSCAD仿真分析,结果表明所建立的海上风电场等值模型是可行的,与传统海上风电场动态模型相比,该等值建模方案简单实用,适用于海上风电场无功补偿。     

海上升压站大孤岛运行模式技术研究

随着中国海上风电场的缓慢起步,海上风机需要在孤岛运行情况下配置合适的应急电源以保证可靠性,而海上风电场孤岛运行模式面临着设备配置选择、运行操作方式等诸多问题。因此,本文分析了海上升压站大孤岛运行模式的必要性和适用性,提出了大孤岛运行模式的电气系统设计方案,通过仿真分析验证了配置方案的适用工况。上述成果在二项海上风电场工程中得到了应用,并且可为今后的海上风电场工程建设提供指导。     

风电场风机变桨系统故障分析

统计分析风电场风机变桨系统常见故障,针对变桨系统故障致使风机在台风中的受损机理进行了阐述,根据运行经验,在设计、制造、安装及生产运行中,减少变桨系统故障,提高风机可利用率及风电场应对台风气候,提出改进方法和措施。     

综合利用SVC和风力发电机的风电场无功控制策略

针对风电场的无功功率平衡和电压稳定问题,提出了一种以风电场与电网交换无功功率值为目标的控制策略。综合运用风电场安装的SVC无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来达到这一目标值。提出了依据不同位置的风机发出无功功率对出口母线送出无功的灵敏度来确定风机调整顺序的方法,使风机发出尽量少的无功功率来满足出口处送出无功的要求。用内蒙某实际风电场运行数据验证了控制策略的有效性。     

我国首个大型海上风电示范项目正式并网

我国乃至亚洲首座大型海上风电场——东海大桥风电场正式并网发电。东海大桥风电场一期工程位于东海大桥东侧,选了34台3兆瓦的大型海上风机。总装机容量为10．2万千瓦,设计年上网电量达2．67亿千瓦时。