海上风电机组状态监控技术研究现状与展望.pdf

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1、第３６卷第２１期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２１２０１２年１１月１０日Ｎｏｖ．１０，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．２１．０２３海上风电机组状态监控技术研究现状与展望傅质馨１，２，袁越１，２（１．河海大学能源与电气学院，江苏省南京市２１１１００；２．河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心，江苏省南京市２１００９８）摘要：海上气候环境恶劣，风电机组维护困难，故障率高。状态监控技术的发展和完善有助于提高海上风电机组的运行性能，提高风电场生产效益。对现有海上风电机组状态监控技术的相关研究进行分类总结，包

2、括监控系统开发、状态信息采集、状态信息传输、风电机组故障诊断、风电机组状态控制、风电场运行成本分析等，对亟待解决的问题进行了探讨，并指出今后的发展方向，为构建稳定性强、灵活性好、智能化程度高的海上风电机组状态监控系统提供有益参考。关键词：海上风电；风电机组；状态监控；故障诊断；信息采集与传输；可靠性０引言目，日本政府于２０１２年３月６日宣布筹划建立福岛县近海浮体式海上风电场，并努力将其逐步建成为由于海上风资源丰富，具有发电量大、发电时间全球规模最大的浮体式海上风电场。这种海上风电长、无噪声限制、不占用土地、可大规模开发等优势，场采用浮体

3、式，风电机组不着床于海底，而是漂浮在因此，随着风电技术的不断进步，大力开发海上风电近海之上。目前，全世界仅挪威等国拥有小型浮体［１－４］成为风电行业发展的新趋势。目前，海上风电主式海上风电场。［５－６］要分布于欧洲、北美、亚洲３个地区。中国海岸线漫长，东部沿海地区的海上可开发欧洲是世界上最早大规模开发海上风电并且发风能资源约达７５０ＧＷ，仅近海的风能资源就是陆展最为迅速的地区，主要包括英国、丹麦、比利时和上风电可开发量的３倍，海上风电发展前景广阔。德国等几个国家。其中，丹麦于１９９１年建成了由于东部沿海地区经济较为发达，用电负荷中心集Ｈ

4、ｏｒｎｓＲｅｖ海上风电场，是全球最早建立海上风电中，能源需求量大，电网网架也相对坚强，因此，在东场的国家。英国海上风电近年来发展十分迅速，成部沿海地区发展海上风电，不仅能够有效缓解该地为欧洲甚至全球海上风电发展的领跑者。２０１１年，区能源匮乏、电源结构单一等日益突出的矛盾，而且欧洲共新建１５座海上风电场，其中有７座在英国。风电出力便于就地消纳，可以大大降低风电大规模英国政府目前正在开展３轮海上风电项目，计划在并网的难度。目前，山东、江苏、上海、浙江、福建、广２０２０年前建成总容量为１３ＧＷ的海上风电场，共东等多个沿海省市已相继规划与建设

5、了多个海上风包含约３６００台海上风电机组。电场。其中，国电龙源江苏如东海上（潮间带）近年来，美国和加拿大也开始重视海上风电的１５０ＭＷ示范风电场一期工程９９．３ＭＷ已于发展。美国首座海上风电场———ＣａｐｅＷｉｎｄ于２０１１年１２月２８日投产发电。加上２０１０年９月底２０１０年４月获得美国政府批准，总装机容量为投产的如东３２ＭＷ（潮间带）试验风电场，龙源电力４５４ＭＷ。加拿大在ＢｒｉｔｉｓｈＣｏｌｕｍｂｉａ省的Ｑｕｅｅｎ已在如东县建成了目前全国规模最大的海上风电Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ岛正在兴建一个总容量达７００ＭＷ的海场，总计装机容量达到１

6、３１．３ＭＷ。在中国“十二上风电场，是目前北美最大的海上风电项目。五”可再生能源规划中，２０１５年海上风电机组装机亚洲国家中目前只有中国和日本拥有海上风电容量将达５ＧＷ，２０２０年将达３０ＧＷ。场。日本海上风电起步晚，发展相对缓慢。然而，作随着海上风电在全球范围内的迅猛发展，海上为日本大地震和福岛核电站事故的一个灾后重建项风电机组在恶劣环境下的安全稳定运行问题越发受到关注。海上风电机组状态的可靠监控将显著减少收稿日期：２０１２－０４－０９；修回日期：２０１２－０６－３０。严重故障的发生、节约风电机组维护成本、提高风电国家科技支撑计划资助

7、项目（２０１１ＢＡＡ０７Ｂ０７）；江苏省自然场的生产效益。本文在说明海上风电机组状态监控科学基金青年基金资助项目（ＢＫ２０１２４０９）；河海大学中央高技术研究意义的基础上，针对与海上风电机组状态校基本科研业务费项目（２０１１Ｂ０９０１４）。—１２１—２０１２，３６（２１）小型气象站http://www.zjtpyq.net/监控相关的一系列问题，如监控系统开发、状态信息研究成果还相对较少，并且目前的相关研究大多以采集、状态信息传输、风电机组故障诊断、风电机组陆上机组为基础，因此，为了全面反映现有研究成状态控制、风电场运行成本分析等，就近

8、几年的研究果，下文将对海上风电机组状态监控包含的基本内进展进行归纳、总结和分析，进而对存在的问题及发容和涉及的相关问题进行统一论述、分析和比较。展方向进行探讨，为进一步的研究与开发工作奠定风电场所处地区自然