风力发电在海洋石油平台上应用

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1、风力发电在海洋石油平台上应用　　摘要：近年来，我国的风力发电事业发展十分迅猛，加强风力发电在海洋石油平台上的应用研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对风力发电在海洋石油平台上的应用进行了研究，具有重要的参考意义。关键词：风力发电;海洋环境;电气设计中图分类号：F406文献标识码：A文章编号：目前，风力发电是风能利用的主要形式，受到各国的高度重视，并且正在飞速发展。其与热力发电设施有所区别，风力发电不需冷却水，使用风力发电可使公用水系统用水减少17%，等价于不需在建设80GW新的燃煤电厂。风力发电无

2、需燃烧燃料，更不会产生辐射和空气污染；从经济的角度讲，风力仪器要比太阳能仪器便宜90%多。我国风能储量相当大，分布面广，甚至比水能还丰富。合理利用风能，既能解决目前能源短缺的压力，又能解决环境污染问题。风能还是极为清洁高效的能源。每10MW风电入网可节约3.73t煤炭，同时减少排放粉尘0.498t、CO29.35t、NOX0.049t和上SO20.078t。例如，2000年，我国风力发电9.65亿千瓦时，共节煤35万t；2002年德国风力发电170千瓦时，节煤442万t，减少CO2排放1428万t。6我国能源

3、资源虽然丰富但是人均资源相对匮乏，远低于世界平均水平。2000年全国人均煤，石油，天然气可采储量与人均水电资源占世界平均值的55.4%、11.1%、4.3%和70%。随着我国经济的快速发展，能源瓶颈对经济发展的制约越来越明显。预计我国国内能源供应的缺口量，在21世纪初期将超过100Mt标准煤，2030年为250Mt标准煤，到2050年为460Mt标准煤，大约占年供应需求量了10%，因此未来我国能源供应形势不容乐观。正是这种能源短缺的局面给风力发电带来了前所未有的机遇与挑战。1渤海海上风电示范项目简介本项目选址

4、于绥中36一1油田(简称SZ36-1油田).该油田位于渤海辽东湾南部海域，水深为30m～3lm。在50m～70m离地高度上，油田风速介于6.5m/s到6.8m/s之间。采用一台新疆金风科技公司生产的风力发电机组(以下简称风电机组)，这是首台国产风电机组在海上安装使用。SZ36-1油田二期电网为小型孤立电网，供电电源为位于中心平台(CEP)的4台10MW透平发电机组。其负荷分别位于CEP及6座井口平台(WHP1-WHP6)上。机组的正常运行方式为3台发电机并联运行，1台备用。拟利用该油田闲置的单点系泊系统导管架

5、作为风电机组的结构基础，通过约5km海底电缆与CEP平台连接。CEP平台上的主电站和电力系统在与风电机组并网后可实现平稳运行，为油田供电。2风电机组基本情况6风电机组采用金风公司提供的直驱式永磁同步发电机。发电机的转子装有永久磁铁，定子不直接接入电网而是接至背靠背的电压源变频器，由变频器实现AC-DC-AC变换后，输出频率为F=50Hz的恒定电压，这样，低速多极同步发电机把旋转叶轮产生的机械能转变为频率为F=50Hz的电能输入电力系统。3风电机组接入电网的方案绥中36一1油田风电方案，利用闲置的原单点系泊系统

6、(SPM)导管架作为风电机组的结构基础，安装一台1.5MW海上风电机组。风电机组经全功率逆变器输出690v交流电，再由变压器升压至630OV，通过大约5Km海底电缆送至CEP平台，电气系统示意图见图1。绥中36-1二期油田是主力生产油田，为确保油田的正常生产，在风电接入的初期，仅与CEP平台现有6300V、10690kw的主发电机组一台进行并网测试，待试验成功，再考虑将风电机组并入油田主电网，实现并网发电。4海上风电并网的稳定性6由于风力发电本身存在着随机性、间歇性和不可控性，当电网中并入的风力电能达到一定程

7、度时，将会引起电网的不稳定。海上油田加入风电的比例，应视各油田群的机组容量及使用状况而定。对于平台电站单机容量高，总电站容量大，剩余功率较高时，比例可在10%左右;对于单机容量小，总电站容量较低，剩余功率较低时，比例可在5%以下；而对于那些须投入备用机组或限载运行的电站，一般不采取风电辅助供电。如想适当增加风电比例，在不考虑风电领域新的储能技术发展的前提下，根据各油田群的目前状况，可以采取自身系统联网，增大发电机储备容量;或将海上电网与陆地电网并网，使弱电网变为强电网。这些均可使风电的比例得到增加。就本工程而

8、言，风电机组容量1500kw与平台电网容量30000kw相比较小，只占5%，风电比例不存在问题。风电机组不进行调峰控制，有多少电能都对外输送，由平台主发电机调节因风力变化引起的功率波动。5电气设备的选型与布置6风电平台与传统海洋石油平台相比，不存在危险气体，无危险区，因此无防爆等级要求，满足防护等级要求即可。但风电平台为无人驻守平台，空间更为紧凑，使得对电气设备的可靠性及尺寸要求更高。在比较油浸式变