海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)分析研究課件

海上風(fēng)電機(jī)組

設(shè)計技術(shù)分析研究2010年4月8日海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計理念海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)發(fā)展方向123概要海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀在2009年海上風(fēng)電裝機(jī)容量繼續(xù)增長。到09年底共有12個國家建立了海上風(fēng)電廠，其中10個在歐洲，中國和日本有小規(guī)模的安裝。海上風(fēng)電總的裝機(jī)容量占到全球風(fēng)電總裝機(jī)量的1.2%。2009年海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量454MW，主要來自于丹麥、英國、德國、瑞典及中國。海上風(fēng)電裝機(jī)容量的增長速度為30%，略低于陸上風(fēng)場裝機(jī)的增長速度。HornsRevII總裝機(jī)容量為209MW，是迄今為止最大的海上風(fēng)場，已經(jīng)開始在丹麥北部海岸建設(shè)。在歐洲之外，中國已經(jīng)開始在上海附近安裝第一個主要的風(fēng)場，容量21MW。2009世界風(fēng)能報告歐洲海上風(fēng)電占比及預(yù)測2008年歐洲海上風(fēng)電占比2015年歐洲海上風(fēng)電占比預(yù)測歐洲海上風(fēng)電裝機(jī)容量歐洲各國海上風(fēng)電發(fā)展歷程我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀上海東海大橋風(fēng)電場海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計理念風(fēng)電機(jī)組方式選擇額定功率風(fēng)輪直徑葉片數(shù)目風(fēng)輪轉(zhuǎn)速輪轂高度基礎(chǔ)驅(qū)動結(jié)構(gòu)1.直驅(qū)或齒輪箱2.增速比3.發(fā)電機(jī)型號和數(shù)目4.驅(qū)動鏈支撐的機(jī)械設(shè)計功率鏈配置支撐結(jié)構(gòu)選擇：水深的影響重力式吸筒式單樁式側(cè)面載荷傳遞三腳架夾克式可能的基礎(chǔ)強(qiáng)化方案簡單的三或四樁式復(fù)雜的三樁式子結(jié)構(gòu)樁柱基礎(chǔ)平臺水平面樁（單樁）海地面海床支撐結(jié)構(gòu)：子系統(tǒng)和說明支撐結(jié)構(gòu)：單樁基礎(chǔ)方式（1）側(cè)面載荷傳遞到土壤上（2）鉆孔打樁（3）當(dāng)今最流行的方式支撐結(jié)構(gòu)：托架支撐方式支撐結(jié)構(gòu)：可能的軟基礎(chǔ)方案由兩個錨拉住由吸樁錨拉緊靠基礎(chǔ)重力固定

與陸上風(fēng)電機(jī)組相同，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也是正常載荷工況、極端載荷工況、特殊載荷工況及運(yùn)輸載荷工況，所不同之處在于，在陸地風(fēng)機(jī)載荷工況基礎(chǔ)上多加了海上特定的海波工況載荷[5]。3.1正常載荷工況如表一定義如下：N1.0與陸上風(fēng)機(jī)具有相同的定義，載荷等于海波載荷與風(fēng)載荷之和；N1.1、N1.2、N1.3、N1.4、N1.5為運(yùn)行工況發(fā)生變化時，加上海波載荷突減的情況。N2.0正常啟動時的風(fēng)載荷加海波載荷的情況，N2.1陣風(fēng)啟動時，海波載荷突減的情況。特別是規(guī)定了機(jī)組正常運(yùn)行溫度發(fā)生變化時的海波載荷突減的工況。海上風(fēng)電機(jī)組載荷計算載荷工況海上風(fēng)機(jī)載荷工況陸地風(fēng)機(jī)載荷工況海上風(fēng)機(jī)載荷工況的定義正常載荷工況N1.0DLC1.1~1.2+基本發(fā)電狀態(tài)下，以風(fēng)速為Vref

和Vout時，及風(fēng)速為Vin和Vout之間時，在正常的外部條件下在結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的最高載荷。假設(shè)海風(fēng)的速度等于平均風(fēng)速。N1.1DLC1.1~1.2+正常運(yùn)行陣風(fēng)時，突減的海波載荷。N1.2DLC1.1~1.2+風(fēng)向正常變化時，突減的海波載荷。N1.3DLC1.1~1.2+并網(wǎng)失敗及/或載荷的損耗下，突減的海波載荷。N1.4DLC1.1~1.2+溫度變化效應(yīng)下，突減的海波載荷。N1.5DLC1.1~1.2+出現(xiàn)1年的極端海波時，突減的海波載荷。N2.0DLC3.1風(fēng)速為Vin

，Vref

和Vo時，在正常的外部條件下，基本啟動過程狀態(tài)下的載荷。假設(shè)海風(fēng)的速度等于平均風(fēng)速。N2.1DLC3.1+正常運(yùn)行陣風(fēng)的啟動時，突減的海波載荷。N3.0DLC4.1+風(fēng)速為vI，vR和vO時，在正常的外部情況之下，基本停機(jī)工況狀態(tài)下的載荷。假設(shè)海風(fēng)的速度等于平均風(fēng)速。N3.1DLC1.1~1.2+正常運(yùn)行陣風(fēng)時，突減的海波載荷。N4.0DLC1.1~1.2風(fēng)速達(dá)到VJ時，在正常外部條件下，基本可承受的條件時的載荷。假設(shè)海風(fēng)的速度等于平均風(fēng)速。N4.1DLC

1.9+一年一度的陣風(fēng)的出現(xiàn)時，突減的海波載荷。N4.2DLC1.8+風(fēng)斜入射時，突減的海波載荷。N4.3DLC1.1~1.2+溫度變化效應(yīng)下，突減的海波載荷。N4.4DLC1.1~1.2+出現(xiàn)1年的極端海波時，突減的海波載荷。海上與陸地風(fēng)電機(jī)組正常載荷工況對比海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計技術(shù)發(fā)展方向較長設(shè)計壽命海上風(fēng)資源品質(zhì)優(yōu)良，可以設(shè)計壽命較長的風(fēng)電機(jī)組最佳經(jīng)濟(jì)比風(fēng)電場初裝成本比較因為基礎(chǔ)所占費(fèi)用較高，所以應(yīng)選擇最佳經(jīng)濟(jì)比浮式基礎(chǔ)探索在深海地區(qū)建立浮式基礎(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組防腐蝕、防鹽