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1、2007年第2期上海电力海上风电场海上风电技术的发展与现状姚兴佳,隋红霞,刘颖明,王晓东(沈阳工业大学风能技术研究所,沈阳110023)摘要: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。关键词:海上风电;风力发电机组;基础结构;吊装方法中图分类号:TK8文献标识码:A经验。但从经济观点来看,500～600kW级的风1引言力发电机组和项目
2、规模都显得太小了。因此,丹风力发电是近年来世界各国普遍关注的可再麦、荷兰等欧洲国家随之开展了新的研究和发展生能源开发项目之一,发展速度非常快。1997—计划。有关部门也开始重新以严肃的态度对待海2004年,全球风电装机容量年均增长率达上风电场的建设工作。26.1%。目前全球风电装机容量已达5000万kW(2)第二阶段———第一代兆瓦级海上商业用[1]左右,相当于47座标准核电站。随着风电技术风力发电机组的开发。2002年,5个新的海上风逐渐由陆上延伸到海上,海上风力发电已经成为电场的建设,功率为1.5～2MW的风力发电机世界可再生能源发展领域的焦点。组向公共电网输送电力,开始了海上风力发电
3、机组发展的新阶段。在2002—2003年,按照第一次2发展海上风电的优点大规模风电场建设计划,将有160MW总装机功海上风况优于陆地,风流过粗糙的地表或障率的海上风力发电机组投入使用。这些转子直径碍物时,风速的大小和方向都会变化,而海面粗糙在80m以上的第一代商业用海上风力发电机度小,离岸10km的海上风速通常比沿岸陆上高组,为适应在海上使用的要求,在陆地风力发电机[2]约25%;海上风湍流强度小,具有稳定的主导组基础上进行多次改型。例如,配备了可进行就风向,机组承受的疲劳负荷较低,使得风机寿命更地维修的船用工具,电站机器间具备防腐蚀和耐长;风切变小,因而塔架可以较低;在海上开发利气候变化
4、功能等。用风能,受噪声、景观、鸟类、电磁波干扰等问题的(3)第三阶段———第二代数兆瓦级陆地和海限制较少;海上风电场不涉及土地征用等问题,对上风力发电机组的应用。MW级风力发电机组的于人口比较集中,陆地面积相对较小、濒临海洋的应用,体现了风力发电机组向大型化发展的方向,国家或地区,较适合发展海上风电。海上风能的这种趋势在德国市场上表现得尤为明显。新一代开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物风机的功率为3～5MW,风轮直径为90～115m,质,可减少温室效应气体的排放,环保价值可观。目前它们已基本成型并投入使用。第一台在陆地上使用的样机于2002年试制成功,这种风力发电3海上风力发电机组的
5、发展机组可以进一步发展为分别在陆地和海上使用的(1)第一阶段———500～600kW级样机研3种型式的产品。由于在产品设计阶段就预先考制。早在20世纪70年代初,一些欧洲国家就提虑到了在海上使用的特殊要求,这一代风力发电机出了利用海上风能发电的想法,1991—1997年,组的质量达到了新的水平。由GE风能公司开发丹麦、荷兰和瑞典完成了样机的试制。通过对样的3.6MW海上风力发电机组的风轮直径为100机的试验,首次获得了海上风力发电机组的工作m。在上述产品基础上,GE风能公司还生产一种—111—海上风电场上海电力2007年第2期3.2MW的在陆地使用的风力发电产品,其风轮直典、荷兰和德国,表
6、2展示了全球近海风电场的装[5]径为104m。机容量。总装机容量已达798.2MW。其中丹开发这些新产品时,在保证其较高的可靠性方麦的Nysted海上风电场(165.6MW)和Horn-面、在没有大型水上起重机条件下保证大型零部件sRev海上风电场(160MW)是迄今为止总装机容的可更换性方面和在保证达到较长免维修期等方量最大的两座海上风电场。2006年完成建设的面,吸取了第一代海上风力发电机组的安装经验。海上风电场有两座,全部在英国(Beatrice和Bar-2002年10月初,适合陆地使用的样机在西班牙投row),总装机容量为100MW。入运行。现在一些生产厂家试图由MW级的风力表2全
7、球近海风电场的装机容量(2006年8月)发电装备直接向5MW级跳跃,或是先经过3MW容量国家国家项目名称年度机型台数级的过渡,究竟哪种路线在经济上切实可行或者更/MW/MW有意义,要经过一段时间来证明。Vindeby1991Bonus-450kW114.95(4)第四阶段———第三代数兆瓦级风力发电TunoKnob1995VestasV39-500kW105.0Middelgrunder2000Bonus-2MW2040
