海上风电的机型较陆上风电的机型更大,同一地区的扫风面积更大、可利用的风能越多,海上风机的发电容量更大。以10兆瓦风电机组为例,机组轮毂中心高度距海平面约115米,相当于40层居民楼的高度,风机叶轮直径185米,相当于3台波音747并排的宽度,风轮扫风面积相当于3.7个标准足球场,满发时一小时可以发一万度电。沿海地区是电力负荷中心,电网结构较完善,基础设施建设较好,不需要远距离的电力传输,易对海上风电进行消纳。海上风电的设计和建设过程中,必须考虑海上恶劣自然条件和环境条件的影响,例如海洋地质条件、盐雾腐蚀、波浪荷载、海冰冲撞、台风破坏等。海上风电工程的运行与维护需要特殊的设备和运输工具。江门免共振偏心矩无级可调电振动桩锤运输
海上风电工程配套设备在海面上的基础呈圆锥形,可以起到减少海上浮冰碰撞的作用。海上风电场的水深变化范围在2.5~7.5米之间,每个混凝土基础的平均质量为1050t。该技术进一步发展,用圆柱钢管取代了钢筋混凝土,将其嵌入到海床的扁钢箱里。该技术适用于水深小于10米的浅海地区。单桩基础由一个直径在3~4.5米之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下18~25米的地方,其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础的一大优点是不需整理海床。但是,它需要防止海流对海床的冲刷,而且不适用于海床内有巨石的位置。江门免共振偏心矩无级可调电振动桩锤运输海上风电工程配套设备的主轴迎风顶端支撑在直径300毫米的支撑塔杆上,塔杆固定在海床上。
对于海上风电场的高压交流输电接入方式,海上风力发电机发出的交流电传输到海上风电场的交流集结系统的交流母线上,集结后经变压器升压,由交流海底电缆接入陆上主电网。由于交流电缆线上的充电电容很大,发出无功功率,会导致风电场的出口电压变高,所以在接入电网前必须装设无功补偿装置,当海上风电场正常运行时,无功补偿装置吸收无功,当海上风电场发生故障时,需要它向海上风电场提供无功支持。该接入方式较大的优点是系统结构简单、成本低,在实际工程中一般用于传输容量小,传输距离短的风电接入系统。
海上风电工程配套设备的主转子通常采用张线固定,其主轴迎风顶端支撑在直径300毫米的支撑塔杆上,塔杆固定在海床上;主轴末端由小型飞艇悬挂和海面上浮船绞盘钢索拉住保持平衡,或采用海面上三角悬浮支撑方式。这样,主转子就可以随来风变化绕顶端旋转。主旋翼叶片由7段组成,较外段安装有4个直径3.6米的风机。海上风电工程将海上油、气开发技术经验与近岸浅水(0~30米)风能开发技术相结合,开展深海(50~200米)风能开发研究,包括低成本的锚定技术、平台优化、平台动力学研究、悬浮风力机标准等。海上风机的发电容量相较地上风电而言更大。
应用于海上风电的海上风机是在现有陆地风机基础上针对海上风环境进行适应性“海洋化”发展起来的。陆地风机更多的是以降低噪声来进行优化设计的,而海上则以更大地发挥空气动力效益来优化,高翼尖速度、小的桨叶面积将给风机的结构和传动系统带来一些设计上的有利变化。高翼尖速度桨叶设计,可提高风机起始工作风速并带来较大的气动力损失,采用变桨速设计技术可以解决这个问题,它能使风机在额定转速附近以较大速度工作。大多数风机采用3桨叶设计,存在噪声和视觉污染。采用2桨叶设计会带来气动力损失,但可降低其制造、安装等成本,因此也是研究的一个方向。风电场机型选择应考虑适合风电场场址的风资源条件,有利于提高风电场的发电效益。河源免共振偏心矩无级可调电振动桩锤运输
高翼尖速度桨叶设计,可提高风机起始工作风速并带来较大的气动力损失。江门免共振偏心矩无级可调电振动桩锤运输
根据对风机整体这个概念理解的不同,海上风电机组整体运输安装设想分为两种形式:一种是将除风机基础及其过渡段外的上部结构作为一个整体进行运输与安装,包括塔筒、机舱、轮毂和叶片等组件;另一种是将风机基础与上部结构一起作为整体进行运输与安装,但目前还处于研究阶段,未应用于实际工程中。无论是哪一种方式,都需要在码头的预组装场地完成整体组装与调试。采用初种整体运输方式海运至机位的过程中,由于风机重心高,为保证平稳不倾翻,通常在风机筒中部使用抱箍器进行固定,抱箍器安装在平衡梁与支架上进行整体固定。随着风场所在的海水深度、离岸距离增加,海底情况、海洋环境的复杂度也随之增大。为进一步缩短海上作业时间、解决风机使用寿命到期后回收拆除困难等问题,第二种整体运输与安装方式是近年来许多学者与企业研究探讨的方向,包括对适宜的风机基础结构、配套安装运输船舶的研究。江门免共振偏心矩无级可调电振动桩锤运输
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