单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

海上风电技术的发展与现状

随着风电技术的快速发展,海上风电已成为世界可再生能源发展的关注点。从海上风电的发展历程、现状、远景、基础结构及风电机组的吊装方面,叙述了目前海上风电的吊装方式、近海风电场址选择时需考虑的一些因素及海上测风设备的选用等问题,还介绍了国外主要国家的海上风电发展规划,可为我国海上风电场的发展和建设提供借鉴。     

海上风电升压站平台设计及有限元计算分析

结合沿海某300 MW海上风电场项目,设计了海上风电升压站平台钢结构支承,并采用ANSYS有限元软件对海上风电升压站平台进行三维有限元模拟,分析了不同荷载组合下的应力分布.结果表明所设计的海上风电升压站平台钢结构应力符合要求,分析结果能够为海上风电升压站平台结构优化设计与应用提供依据.     

海上风电大型单桩基础波浪疲劳分析

随着陆上规模化风电日趋饱和,海上风电开发已成鼎沸之势.波浪荷载作为海上风电基础设计的主要荷载,其波浪疲劳分析也成为了海上风电基础设计的技术难题.本文基于随机波浪理论,采用非线性有限元随机分析方法(PSD),研究开发了单桩基础波浪谱疲劳分析计算程序;并基于谱疲劳分析及Miner线性累积损伤理论,编制了单桩基础波浪疲劳的疲...     

考虑运行环境影响的海上双馈风电机组状态判别

运行环境对海上风电机组状态的影响不可忽视,而运行环境因素与风电机组状态变量间耦合关系复杂,文中提出一种基于贝叶斯决策理论和Copula函数的海上风电机组状态判别方法。首先,挖掘运行环境与风电机组状态变量间的相关性特征,分别在风电机组正常和故障两种情况下,利用多元Copula函数构建对应变量的联合密度函数;然后,依托贝叶斯决策理论进行风电机组状态判别;最后,以中国某海上风电场实际运行工况为例进行分析。结果表明：运行环境对风电机组状态判别影响较大,考虑运行环境影响可提高风电机组判别结果的准确率,为利用海上环境因素进行风电机组早期状态预测提供新的参考依据。     

基于可及度评估的海上风机机会维修策略

海上风电机组的维修费用较高,在一定程度上限制了海上风电产业的发展。针对此现象,提出一种将故障维修与预防性维修相结合的机会维修策略。考虑海上天气情况对维修活动的影响,采用马尔科夫法和动态时间窗描述海上天气状况,提出可及度指标评估海上风电机组维修的可及性。运用蒙特卡洛法模拟部件的随机故障,并选择合适的周期,以周期内成本期望值最小为目标,对仅考虑更换措施以及考虑不完全维修、更换措施的机会维修策略的维修阈值进行优化。以某海上风电机组为例进行仿真,结果表明,考虑不完全维修、更换措施的机会维修策略对降低海上风电维修成本的效果更为可观,从而证明该策略的有效性。     

海上风电制氢技术经济性对比分析

海上风资源丰富、区域广,成为风电开发利用的重要领域。但海上风电的强随机性和间歇性给海上风电的安全可靠消纳带来诸多难题。风电制氢是提高风电利用率和缓解弃风的有效手段,已成为海上风电发展和研究的热点方向。综合考虑制氢技术方案、设备投资成本、运行维护成本,给出国内海上风电制氢技术的经济性评价方法;分别建立海上风电岸上制氢、海上平台制氢及管道输氢和海上平台制氢及船舶运氢3种海上风力发电制氢技术方案及经济性模型。基于相关调研和文献数据,以某300 MW海上风电场为例,对不同离岸距离的3种海上风力发电制氢技术方案进行经济性比较。结果表明,3种海上风电制氢方案中,海上平台制氢及船舶运氢方案最具经济性,且随着离岸距离加大,该方案等年值费用基本不变;海上风电岸上制氢方案和海上平台制氢及管道输氢方案随离岸距离加大,等年值费用均不同幅度增加。     

广东省海上风电项目的投资评估分析

系统分析广东省42万平方千米海域的地质条件、风资源情况,分区域对投资海上风电的风险与投资回报率进行数据分析,进而为广东省海上风电项目的投资区域性提供借鉴.     

大型海上风电场并网接入方案研究

目前,我国海上风电正处于建设初期,随着国家海上风电政策逐步明朗化,我国海上风电将迎来大发展时期.在综合考虑并分析了影响海上风电并网的相关因素:装机规模、送电距离、并网方式、海底电缆输电能力、电网网架、风电无功配置等,经技术经济比较后,提出了4个典型的海上风电场并网接入方案.并网方案的提出可为当前在建和规划建设的我国海上风电场的并网设计方案提供一整套解决方案,规范系统方案,明确风电送出方案的设计原则与思路,可以有效提高设计水平和效率,保障电源电网安全稳定运行,实现风电与电网的协调发展.     

海上风电供给模型与发展规模预测研究

为预测现行电价政策下我国海上风电的发展规模,构建了供给模型:以我国沿海全部100多个海上风电规划项目为研究对象,采用Weibull模型计算项目年发电量,利用自上而下和数据拟合的研究方法构建投资模型计算项目发电成本,基于项目基准收益率的定义,首次给出了基于规划项目的我国海上风电供给曲线.根据海上风电供给曲线,考虑现行固定电价政策给定的电价水平,预测我国海上风电近期的发展规模.根据我国海上风电上网电价和当地脱硫燃煤标杆电价的差异,还计算了我国海上风电预测规模对应的年总补贴额和相应电价附加增量,并首次使用总装机容量、年总发电量、年总补贴额和电价附加增量四维坐标图度量不同上网电价条件下我国海上风电的发展规模和补贴状况.     

海上风场出力变化对电力系统电压影响

针对沿海大规模风电场集中接入负荷中心电压偏高和波动过大问题,笔者以电力系统仿真软件PSD-BPA为平台,在现有陆地风电场基础上建立了考虑集电海缆的海上风电场几种模型,分析了集中模型、陆地风电模型、陆地及海上风电模型下风电出力波动对沿海某局部电网静态电压的影响,并以陆地及海上风电模型为例,提出了风机和SVC协调控制策略.分析结果表明,海上风场近区电压水平整体偏高,电压波动受风电影响较大,风机和SVC协调控制策略能较好地解决海上风场近区存在的电压问题。     

海上风电送出与就地消纳技术差异综述

在“碳达峰”与“碳中和”承诺背景下,海上风电凭借其高利用小时数、资源蕴含总量丰富等特点得到迅猛发展。然而,海上风电输电存在高成本、作业难度大、施工不便等问题。海水淡化技术凭借其灵活运行特性可有效适应风电波动性,采用海上风电就地消纳进行海水淡化能够提高风电利用率并简化输配电环节,可为海上风电应用与发展提供全新思路。文章结合海上风电并网方式与海水淡化系统工艺结构,分别剖析了海上风电输电与淡水输送的工作原理。再综合考虑输送容量、输送距离、输送建设成本等7个方面的性能指标,整理了海上风电输电与输水系统在技术与经济方面的差异。针对海水淡化技术的灵活性与经济性等优势,论述了海上风电驱动海水淡化技术在新能源消纳、工业清洁化与风电多元化发展等方面的应用前景。     

海上风电机组分阶段预防性维修策略

针对海上恶劣环境所引起维修费用昂贵的问题,结合部件失效率曲线,提出了海上风电机组分阶段预防性维修策略。首先引入容量因子,修正海上风电机组单位时间停机损失。其次,视风电机组为多部件复杂系统,结合维修情况更新部件和机组可靠性。在考虑预防性维修成本和对机组可靠性提高量的影响下,构建费效比(return on investment,ROI),采用离差标准化方法,确定各个部件的维修方式。以单位时间维修成本最低为目标,部件可靠性为约束,采用反向粒子群算法(opposition based learning-particle swarm optimization,OBL-PSO),得到最优维修时间间隔和全寿命周期内预防维修次数。最后,以某海上风电机组为例进行仿真分析。仿真结果表明,分阶段预防性维修策略比传统等时间间隔的维修策略减少了停机维修次数,能够进一步降低维修成本,为海上风电机组维护策略的制定提供指导。     

考虑出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法

在海上风电规模化开发、集群化并网的背景下,如何回收海上风电接入系统的输电成本,公平合理地向各风电场分摊已成为目前海上风电行业亟待解决的问题。针对该问题,提出了一种考虑风电出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法。首先,利用藤Copula函数构建多个海上风电场的出力相关性模型,同时假定系统负荷需求模型服从正态分布,发电机服从0-1概率分布;然后,结合蒙特卡洛抽样和顺流概率潮流追踪法计算各海上风电场接入系统的固定成本分摊费用;最后,通过算例仿真分析,验证了所提方法的合理性和有效性。     

远海岸海上风电输电方式技术经济分析

全球海上风电呈现远海化、规模化、集群化趋势,远海风电输电方式选择至关重要。考虑海上风电场规模、离岸距离等因素,采用等年值法,结合14种远海风电典型场景,从技术性、经济性两个维度,对高压工频交流、柔性直流、低频交流等3种海上风电输电方式进行对比分析。研究表明,工频交流输电技术在中小容量、中远距离海上风电送出应用场景具有技术、经济优势,柔性直流输电技术应用于大容量、远距离海上风电送出场景时经济优势凸显。同时,对35、66 k V交流汇集-柔直送出两种方案进行比较,指出66 k V汇集无海上升压站-柔直方案更具经济性,进一步缩短了交直流输电方式等价距离,并给出典型场景海上风电输电方式选择建议,提出了远海岸海上风电送出方式选择指导意见。     

海上风电场交流并网系统振荡风险分析及基于短路比的评估计算原则研究

近年来海上风电快速发展,受电网建设周期影响,有时需要安排并网过渡运行方案以提高海上风电利用率。以广东某地区海上风电为例,针对规划方案和过渡运行方案振荡风险问题开展评估,研究了多风电场汇聚并网方式下短路比计算方法和风电并网容量确定原则,以及集控站SVG对并网容量的影响。研究表明,海上风电经交流海缆并网,风电机组和SVG共同与交流电网之间存在较强的相互作用,使得低风速情况下风电并网系统存在振荡风险,且集控站用于补偿海缆充电无功功率的SVG容量限制了风电并网容量,因此按照短路比计算风电并网容量时需要考虑SVG容量。在此基础上提出了提升海上风电并网容量的技术措施以适应并网过渡方案的运行要求。     

海上风电机组抗台风技术研究

台风严重制约着海上风电发展。通过台风影响风机的空气动力学分析,计算作用于叶片、塔筒及风电机组整体风荷载,剖析其强度承载能力。结合IEC 61400和GB/T 31519-2015、GB/T 18451.1-2012等设计标准要求,对风机制造各主要部件成本及现有抗台风手段进行分析,提出调整风机叶片材料强度、增加伸缩式叶片定位机械臂来固定风机叶片、将风机塔筒中部固定螺栓连接改为上部塔筒可下沉式折叠结构以及调整海上风机抗台风控制策略等多项措施增强海上风电机组抗台风能力,以期实现海上风电机组成本低、工程实用性强、抗台风效果显著。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

基于改进长期循环卷积神经网络的海上风电功率预测

准确的风电功率预测对海上风电安全并网具有重要意义.不同于陆地,海上具有气象因素复杂、风电出力波动显著等特点,使得海上风电功率预测精度难以满足工程实际要求.针对以上问题,文中提出一种基于改进长期循环卷积神经网络(LRCN)的预测模型,用于超短期海上风电功率预测.首先,采用改进LRCN进行初步功率预测,即构建多卷积通道分别...