海上风力发电发展现状解读
海上风电发展
大纲：
一、国外海上风电发展现状及各国远景规划
二、海上风电的特点与面临的困难
三、海上风电发展的关键技术
四、国外海上风电发展现状及各国远景规划
目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。
西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。
图1 西北欧海上风电场
已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。
由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。
根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。
场址/ 国家投产
日期
转子直径(米)/
额定功率(Kw)/
总装容量, 排布
离岸
距离
(Km)
水深
(m)
轮毂
高度
(m)
基础
Vindeby /
Lolland - Denmark 1991
11 * Bonus 35 / 450
5 MW / two rows
1,5 – 3 2.5 –5 37.5 混凝土沉箱
Lely IJsselmeer / Netherlands 1994
4 * NedWind 40 / 500
2 MW / single line
0.8 4 – 5 39
Driven
monopile
Tuna Knob / Denmark 1995
10 * Vestas V39 / 500
5 MW / two rows
6 3-5 40.5 混凝土沉箱
Dronten / Netherlands 1996
28 * Nordtank 43/600
16.8 MW / single line
0.03 1-2 50
Driven
monopile
Bockstigen / Gotland - Sweden Mar.
1998
5*Wind World37/ 550
2,8 MW / cluster
4 6
Drilled
monopile
Utgrunden / Oland / Sweden Dec.
2000
7*EnronWind
70/1500
10.5 MW, cluster
12 7-10
Driven
monopile
Blyth / United Kingdom 2000
2 *Vestas V 66 /
2.000
4 MW
1
6
Tide 5
58
Drilled
monopile
Middelgrunden Denmark Mar.
2001
20 * Bonus 76 / 2.000
40 MW, curved line
2 -
3 2-6 60
混凝土沉箱
(重力式)
Yttre Stengrund / Oland - Sweden
Jul.
2001
5*NEG-Micon72/2000
10 MW, line
5 8 60
Drilled
monopile
Horns Rev Esbjerg - Denmark Dec.
2002
80 *Vestas V80/2.000
160 MW, carré
14-20 6 - 14 70
Drilled
monopile
Ronland Jutland-West, DK Jan.
2003
4* Vestas V 80 /
2.000
4 * Bonus 82 / 2.300
场址/ 国家投产
日期
转子直径(米)/
额定功率(Kw)/
总装容量, 排布
离岸
距离
(Km)
水深
(m)
轮毂
高度
(m)
基础
Samso, Denmark Feb.
2003
10 *Bonus 82.4/2,300
23 MW, line
3.5 11-18 61 单桩
Frederikshaven Denmark Dec.
2002
Nov.
2003
1 * Vestas 90/3,000
1 * Nordex 90/2,300
1 * Vestas 90/3,000
1 * Bonus 82/2,300
0.5 1
80 / ?
/ 80
/ ?
3条单桩
Nysted, olland, Denmark Nov.
2003
72 * Bonus 82 / 2300
165.6 MW carré
9 6-10 69
混凝土沉箱
(重力式)
Arklow Bank Irish Sea, Ireland Dec.
2003
7 * GEW 104 / 3.600
25 MW
7 - 12 5 74 单桩
North Hoyle, Wales Dec.
2003
30 *Vestas 80/2,000
60 MW
7 -8
12
浪高
8
67 单桩
Hokkaido, Japan Feb.
2004
2 * Vestas 47 / 600
1.2 MW
5 47 ?
Scroby Sands Norfolk, UK Oct.
2004
30 *Vestas 80/2,000
60 MW
2.3 68 单桩
Emden, Dolllard Germany Oct.
2004
1 * Enercon E 11
2 /
4,500
0.03 2 100 类陆上基础
Rostock, Breitling Germany Feb.
2006
1 * Nordex N 90 /
2.500
0.5 2
Kentish Flats Thames Estuary,
U.K. Aug
2005
30 * Vestas V
90-3.000 / 70
90 MW
8 - 10 5 70 单桩
Barrow Irisch Sea, Cumbria, U.K. Mar.
2006
30*Vestas V 90/3000
90 MW
7 15-20 75 单桩
Bilbao harbour/
Spain 2006
5 * Gamesa 2.000
10 MW
各国海上风电规划
海上风电起步早的国家为了抢夺市场战略致高点，各自制定了长期的发展目标，其中规划最详细，目标最宏大的要数英国和德国。下面介绍各国的目标规划。
英国
英国目前进入运营阶段的海上风电场有6个，总装机容量329MW，它们分别是：Blyth Harbour、 North Hoyle、 Scroby Sands、 North Hoyle、 Kentish Flats 和Barrow风电场。
英国皇冠地产(Crown Estate)公司选定了14处场址用于开发海上风电，原定建设期是2005－2008年，总装机容量超过800MW。但是由于融资不足导致这些项目开发期推迟了几年。
2003年8月，英国经济事务部指定了另外三大片区域用于开发海上风电，计划到2010年装机容量超过7000MW，足于满足英国9%的电力需求。皇冠地产公司获许的项目有15个，装机容量共计7169MW，这些项目分布在英国西北部、沃什湾地区以及泰晤士河口地带。
为了进一步明确发展目标，英国政府将海上风电发展规划分为两期，便于执行。该两期规划纳入的风电场装机容量均在60MW以上，时间始于2003年。
英国第一期海上风电规划的具体详情如表1所示，其地理位置图示及项目状态见图2.
图2 英国第一期海上风电规划
英国第一期海上风电规划的具体详情如表2所示，其地理位置图示及项目状态见
图3。
图3
德国
德国正在北海和波罗的海地区执行一个庞大的海上风电计划。在离岸12英里以内的海域中正在规划的海上风电容量大约40000MW，其中在北海有37个场址，在波罗的海有5个场址。在近海海域有8个项目正在规划中，总容量
1400-2000MW。德国环境署制定了到2020年海上风电装机容量达到20,000－25,000 MW的目标。该目标分期执行，到2007年底海上风电装机容量达到500MW，到2010年海上风电装机容量达到2000-3000MW。
2001年Prokon Nord公司取得第一个海上风电许可，总容量60MW，共12
台风机，场址位于Borkum岛北面45公里处。截至2005年9月取得许可的项目已经有9个，其中包括了波罗的海的首个海上风电项目。
德国这个位于Borkum岛北面45公里处的试验性海上风电项目将于2007年完工，使用12台5MW风机，这些风机将来自Enercon, Repower和Multibrid公司。
德国在北海规划的海上风电场
德国在波罗的海规划的海上风电场
丹麦
丹麦政府的风电发展目标是到2030年实现风电满足50%的电力需求，到时运行的海上风电容量将厔3000MW。Horns Rev 和 Nysted风电场计划到2009年各自扩容200MW。
图丹麦的海上风电场
Blue: Operating Projects
1. Vindeby, 11 * 450 kW Bonus
2. Tun? Knob, 10 * Vestas 37/500
3. Middelgrunden, 20 * 2000 kW Bonus
4. Horns Rev, 80 * Vestas 80/2000
5. Nysted, 72 * Bonus 82/2.300
6. Sams?, 10 * Bonus 82/2.300
7. Frederikshavn, 11 MW (Bonus, Vestas, Nordex)
8. Ronland, 4 * 2 MW Vestas, 4 * 2.3 MW Bonus
Green: Under construction: None
Red: Other planned projects
9. Horns Rev - II 200 MW, 2009
10. Nysted - II , 200 MW, 2009
Yellow : Planned German Projects
美国
已经规划三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。（差补齐细节）
荷兰
荷兰经济事务部制定的海上风电目标是到2010年达到总装机容量700MW。
目前有两个近海风电项目进入运营阶段，总装机容量16MW。
现有海上风电场总结：
1．均处于近岸水域，水深一般不超过20米，大部分都在10米以内；离岸距离一般不超过20公里，大部分在10公里以内。其中丹麦的Horns Rev风电场离岸14－20公里，水深6-14米，是现有离岸距离最大的海上风电场；英国的Barrow风电场离岸7公里，水深15－20公里，是现有水深最深的海上风电场。
2．海上风电场的容量相对现有的陆上风电场来说容量小，所占的比例也小，部分风机数量少的海上风电场具有很强的试验性质。
3．风机的单机容量大，特别是2000后开始运营的风电场，风机单机容量大多在1.5MW以上，德国在Emden树立了4.5MW的风机。
4.风机塔架的基础一般采用单桩基础，有敲入式单桩与钻入式单桩。
5．2001年后投入运营的海上风电场风机轮毂高度一般均在60米以上。
海上风电技术发展纲要
1.permanent magnet excited gearless wind turbine generator
混合励磁直驱式风力发电机技术：永磁电机、混合励磁、变速变频技术、直驱设计
2.远程信息与自动控制系统
3.电力传输系统
4.塔架与基础
5.叶片：材料、流体力学
6.海上风资源评估技术
7.环境影响
永磁直驱风机的革新
随着风机单机容量的增大，各个部分的规格也同步增大，传统的风机的传动系统的劣势日渐显露，这导致了齿轮箱故障的机率大增，而齿轮箱故障导致的损失是非常大的。传统的齿轮箱通过提高转速来减少扭矩，但是随着风机规模的日益增大，必须使风机转子处于低转速状态，才能保证叶片的末端所受的离心力不会过大。而齿轮箱的功能就是将转子叶片的低转速转化为发电机部分的低扭矩和高转速，随着这个比例的逐渐增大，齿轮出现故障的机率越来越大，这直接导致了齿轮箱末日的到来。因此，不难想象，抛弃了齿轮箱的直驱式风机越来越受到各国政府、生产商和用户的青睐。
直驱式风机的优点有：提高兆瓦级风机的效率，为低风速风电场设计成本效率高的风机，降低建立风电场所需的风资源门槛。
直驱式风力发电机的解决方案有几种：包括高度集成系统、永磁电机、多电机配置等。它们最主要的目的是要降低直驱系统的初装成本以及长期的替换成本。
其中永磁电机的策略是抛弃齿轮箱，以电气控制方法代替传统的机械控制方法来控制转轴转速及扭矩。
…更多待续
欧洲海上风电发展沿革
An important factor for the start of a future application of wind energy at sea is the question when the multi-megawatt wind turbines will be really ready for use. The answers to this question revealed that wind turbines with 2 to 3 MW installed capacity are already considered as fully developed. De facto, today's offshore wind farms are equipped with machines of this size category. The category of 3.1 to 4 MW is not considered to be really ready for use until after 2006. Wind turbines with 4.1 to 5 MW are regarded as fit for application after 2007 and those with 5.1 to 6 MW only after 2008. In these size categories there are already prototypes operating today, so that the estimation of the time when the plants will be ready for serial production harmonises with the current state of development. Turbines with more than 6.1 MW installed capacity are assessed by the vast majority of respondents to be fully developed only after the year 2010. Since for the far-offshore sites the use of the 5-MW category is considered to be necessary, the statement about the time this category will be ready for use corresponds with the statement that the development of offshore wind energy is not likely to start seriously before the year 2008 (Fig. 12).
From German 2006 Report
德国在2006海上风电报告中对规划目标作出了较大的调整。德国原定到2010年海上风电装机容量达到2000到3000MW ，但是按照目前的发展趋势看这个目标难于实现，于是重新拟定目标为到2010年海上风电装机容量1300MW ，而到2014年争取达到5600MW 。据德国的调查显示，德国真正的商业化海上风电场初始建设期预计不早于2008年，比预期至少推迟两年，究其原因是由技术不成熟与行政问题导致的。但是全球的海上风电市场正在勃发，风机制造商也正全力以赴，抢占市场制高点。
下图是德国对海上和陆上风电装机的预测图：
Installed Capacity per Year / Installierte Leistung pro Jahr ( Germany / Deutschland )
早在2002年，丹麦Vestas 公司就接到丹麦Elsam 公司的第一个海上风机大单：Horns Reef 风电场80台V80-2MW 风机。但是在2003年，当风电场运营步入正轨时，悲剧却发生了：80台V80-2MW 风机的齿轮箱集体罢工。Vestas 公司经过成本对比核算，选择了最经济的方法，居然是将所有的80台风机机舱吊下来用船只运送上岸，更换完齿轮箱后再重新运送到场址吊装好。整个事故修复过程中Vestas 公司不仅要承担更换齿轮箱的费用，而且还要赔偿Elsam 公司由于风机停止运行带来的电力生产损失。这一事故几乎把Vestas 逼上绝摬。
德国的调查与Vestas 的事例表明了海上风电对各方面的技术的要求比陆上要严格得多，碰上的障碍也比陆上多，虽然海上的风资源普遍比陆上好，但是目前高昂的成本导致海上风电的高风险，这一鸿沟需要时间来慢慢填平。道路是曲折的，前途是光明的。
德国2006年风电研究报告的调查显示，业内普遍认为适合于海上运作的风机须向大容量方向发展。目前技术成熟的海上主流风机容量在2-3MW 之间，也是目前已建海上风电场作用的主要机型。3-4MW 的海上风机成熟期要到2006年以后；4-5MW 的海上风机成熟期要到2007
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
19
90
19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
20
06
20
08
20
10
20
12
20
14
20
16
20
18
20
20
20
22
20
24
20
26
20
2820
30
Year / Jahr
I n s t . C a p a c i t y p e r Y e a r / I n s t . L e i s t u n g p r o J a h r , M W
年以后；5-6MW的海上风机成熟期要到2008年以后；6MW的海上风机成熟期要到2010年以后。4MW以上的风机目前只有少量的模型机组在作试验性运行，如丹麦Vestas V112-4.5MW，德国Enercon E120-5MW等机型。这一种容量的趋向可在下图中表现：
Which wind turbine size will be ready for offshore application in your opinion, and when?
Welche WEA-Gr??e wird Ihrer Meinung nach, wann für den Offshore-Einsatz einsatzreif sein?
突破容量的瓶颈需要新的技术，而新技术的成熟需要时间，因此更大容量风机的研制周期一般都比较长。
国内风电的发展动力关键主要靠风机产业的成长。
巨头介入。
美国海上风电规划框架
风电的发展现状及展望
风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020
论文题目：我国风力发电的现状及展望
摘要 风是地球上的一种自然现象，全球的风能约为，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。其能量大大超过地球上水流的能量，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。另外，风能是一种清洁能源，不会产生任何污染。与其他新能源相比，风能优势突出：风能安全、清洁。而且相对来说，风能是就地取材，且用之不竭，在这一点上，风电优于其他发电。 关键词：风力资源丰富；风电安全且清洁；风能用之不竭 目录
第1章绪论 引言 气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下，透过全球气候升高这个现象，我们现目前必须的意识到节能减排的重要性，而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型（相对于煤石油等而言，对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源）能源来替代传统的火力发电。如：水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源，且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善，风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体，所以对风能加以利用，这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题，这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害，也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究，通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的，从上个世纪80年代末起至今，在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关，并且已完成了近万个风力发电机组的安装，所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3，然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放，所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源，可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。 本论文的研究背景及意义 根据气候变化专门委员会（IPCC）的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示，预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高，经济的高速发展，国民的用电量也日益增长，伴随着电力结构的不断调整优化，技术装备水平的逐步提高，发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏，对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力
海上风力发电发展现状解读
海上风电发展 大纲： 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。
海上风电场海水养殖一体化
Perceived Concerns and Advocated Organisational Structures of Ownership Supporting ‘Offshore Wind Farm —Mariculture Integration’ 表示关注和主张 组织结构的企业 支持“离岸风场 —海水养殖一体化” Gesche Krause, Robert Maurice Griffin and Bela Hieronymus Buck 1Leibniz Center for Tropical Marine Ecology (ZMT), Bremen 1莱布尼兹热带海洋生态中心(ZMT),不莱梅 2Department of Environmental and Natural Resource Economics, University of Rhode Island 2环境与自然资源经济学院，罗德岛大学 3Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Science (AWI), Bremerhaven 3阿尔弗雷德韦格纳极地和海洋科学研究所(AWI),不来梅港 4Institute for Marine Resources (IMARE), Bremerhaven 4海洋资源研究所(IMARE),不来梅港 5University of Applied Sciences Bremerhaven, Bremerhaven 5不莱梅应用科学技术大学，不来梅港 1,3,4,5Germany 1,2,4,5 德国 2USA 2 美国
海上风力发电及其关键技术分析 林亮
海上风力发电及其关键技术分析林亮 发表时间：2019-09-05T10:34:49.077Z 来源：《中国电业》2019年第09期作者：林亮屈伟 [导读] 随着我国社会不断发展，能源日益紧缺的背景下，低碳环保的理念受到人们重视，并被应用到电力企业中，企业越来越重视清洁新能源的开发与利用。 中国船舶重工集团（天津）海上风电工程技术有限公司天津 300450 摘要：随着我国社会不断发展，能源日益紧缺的背景下，低碳环保的理念受到人们重视，并被应用到电力企业中，企业越来越重视清洁新能源的开发与利用。 关键词：海上；风力发电；关键技术 1我国风力发电技术发展所面临的障碍 1.1发电机组安全性能不足 即使风力发电技术在今年来备受国家和企业重视，然而在安全性能方面没有过多关注，无法保证发电机组的安全性与稳定性，甚至部分设备存在安全隐患。发电机组是风力发电系统重要组成部分，机组运行效率与安全稳定性直接关系到系统的运行效率。国家与电力企业对风力发电技术推广不到位，部分地区没有科学进行技术改革，导致发电机组缺乏安全性，经常出现机组事故，给风力发电系统带来不良影响，降低系统安全性与稳定性，不利于新能源产业的可持续发展。 1.2成本高且监管力度薄弱 经济是限制海上风电发展的重要原因，对比化石能源电力，海上风电的发电成本高，现在我国近海风电统一电价0.85元/千瓦时，一些海域预期投资收益不理想。海上风电对设备和施工技术要求严格，海上风电机组要克服台风、盐雾腐蚀问题，且施工需要专业施工队伍和施工船舶。除此，有的海上设施寿命短，以及停止使用后的拆除与续期的问题都不可避免。海底电缆审批和海域论证审批的分离加大了企业成本，事中事后监管不足，相关配套政策的缺失也加大了建设与运营维护的难度。 1.3风力发电的市场化水平低 风力发电虽然已经有一定的发展时期，但在和市场对接方面仍处于起步阶段，商品化程度依旧很低。风力发电在商品化这一方面仍需要长时间的发展，才能有一台完善的市场机制。相应的市场化人才也是不可或缺的，风力发电需要的商品化人才依旧处于空缺阶段。国家和社会仍需要投入大量的人力物力财力发展相配套的设施和人员。 2海上风力发电及其关键技术分析 2.1海上风力发电技术概述 与传统能源的开采利用相比，利用海上风力资源面临空前的技术难题，如：能量转换设备的设计研发、发电设备的安装施工、海上风力发电电能的传输和供电网络的建设以及海上风力电场的运维管理等方面。因此尽管早在二十世纪的七十年代就有人提出了利用海上风力发电的设想，但是全面的科学研究和实践应用到上个世纪末才真正的全面展开。这由于与陆地风力发电技术的研究相比，海上风力发电面临的复杂施工地质环境缺乏成熟和可借鉴的工程技术做为基础，针对海水的波浪冲击、海冰影响、海水腐蚀以及海上风力和风向变化也没有系统的荷载计算和分析标准。另一方面因为特殊的工程环境和施工、运输以及运维技术需要等因素，造成海上风力发电场建设缺少足够的成熟经验做为参考，导致建设海上风力发电场的投资规模和回报率具有很多不确定性，因而海上风力发的商用推广近十年才随着相关技术的日渐成熟真正展开。 2.2关键技术 （1）海上风力发电机的选择 1）双馈式感应风力发电机双馈式感应风力发电机在海上风力发电站的应用最广泛，基本上普及了海上风力发电站。根据电刷和滑环调节转子电功率频率方式的不同，又可以分为有刷和无刷两种。2)永磁直驱式风力发电机永磁直驱式风力发电机组是目前海上风机发电的主要研究方向。它的涡轮机可以直接进行驱动，减少了齿轮箱环节，有效降低了发电机组运行过程中产生的噪音，且故障率较低，维护成本较低。永磁同步发电机直接与涡轮机连接，利用涡轮机的转化能力，将风能转化为机械能，然后利用永磁同步发电机将传递过来的机械能转化为交流电，并利用并网变频器实现对交流电的蒸馏、升压及逆变处理，最终得到三相电压频率恒定的交流电，并入到电网系统。3)无铁芯电机随着科学技术的发展，无铁芯电机具有安装和运输成本低的优点，越来越多地应用到海上风力发电机组设计中。例如：通过定子和转子均无铁芯的辐条式结构设计，降低了电机重量，同时有效扩大了电机容量。 (2)完善风力产业结构 风力发电技术发展过程中，需要重视风力产业结构的科学与完善。近日，某智慧新能源企业开展“变频控制风力发电系统的拓扑结构”，项目结构简单，功能全面且造价成本低。企业研究部署海上风力发电产业建设工作，推动区域内产业结构调整和风能结构调整，技术人员实地调研生产车间与大数据中心。技术人员使用3MW风机在珠海进行台风测试，设备在每秒68.5m风速下依旧可以稳定运行，并利用台风中的风资源为企业提供额外发电量。例如电白黄岭风电场，与同兆瓦级风电场单机相比，电白黄岭的电机累计发电量高达78.6％，真正意义上实现了风力产业的高质量发展与绿色发展。 (3)桩基式基础技术原理及其应用 在目前已经建成的海上风力发电场当中，桩式基础的应用占有最大的比例，尤其是其中的单桩式基础，是海上风电大国丹麦海上电场建设的主要基础形式。这一方面是因为这一设计形式的施工技术相对简单和经济，另一方面与丹麦沿海的海床工程地质条件有关。单桩式基础的材料采用大径空心柱形钢管，利用大功率的打桩设备直接嵌入海床，为了实现风电设施在海上的可靠稳定运行，单体式的钢管直径最大可达六米，能够适用的海水最大深度为30m。但是由于来自海水、海风和风机运行荷载的承载形式所限，这种风电设施基础形式对海床工程地质的要求相对较高，而且由于目前海上风力发电机组的单机容量越来越大，单桩的直径过大导致其经济性变差和面临施工技术瓶颈。因此在实践应用过程中又演化出了单立柱三桩、导管架式以及多桩承台式等多种桩基式基础，通过复杂的结构形式来增强基础的稳定性和对施工地质条件、荷载变化规律的适应性。其中的导管架式基础由于良好的经济性和广泛的适用性而获得了较多应用，而多桩承台式基础在桥梁和码头的建设中有着广泛应用，因此在我国有着比较丰富的设计使用经验和施工技术资源，因此在国内的海上风力发电场建设
风力发电现况以及未来发展趋势
风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，
中国风电发展现状与潜力分析
风能资源作为一种可再生能源取之不尽，中国更是风能大国，据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦，而且中国风能资源分布集中，有利于大规模的开发和利用。 据考察中国的风能资源主要集中在两个带状地区，一条是“三北（东北、华北、西北）地区丰富带即西北、华北和东北的草原和戈壁地带；另一条是“沿海及其岛屿地丰富带，即东部和东南沿海及岛屿地带。 这些地区一般都缺少煤炭等常规能源并且在时间上冬春季风大、降雨量少，夏季风小、降雨量大，而风电正好能够弥补火电的缺陷并与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。 一、风电发展现状据统计，从2017年开始，中国的风电总装机连续5年实现翻番，截至2017年底，中国以约4182.7万千瓦的累积风电装机容量首次超越美国位居世界第一，较瓦，到2020年可达1.5亿千瓦。 （二）风电投资企业风电投资企业包括开发商与风电装机制造企业。 从风电开发商的分布来看，更向能源投资企业集中，2017年能源投资企业风电装机在已经建成的风电装机中的比例已高达90%，其中中央能源投资企业的比例超过了80%，五大电力集团超过了50%。 其他国有投资商、外资和民企比例的总和还不到10%，地方国有非能源企业、外企和民企大都退出，仅剩下中国风电、天润等少数企业在“苦苦挣扎，当年新增和累计在全国中的份额也很小。
从风电装机制造企业来看，主要是国内风电整机企业为主，2017年累计和新增的市场份额中，前3名、前5名和前10名的企业的市场占有率，分别达到了55.5%和发电；由沈阳工业大学研制的3mw风电机组也已经成功下线。 此外，中国华锐、金风、东汽、海装、湘电等企业已开始研制单机容量为5mw的风电机组。 中国开始全面迈进多mw级风电机组研制的领域。 2017年，国际上公认中国很难建成自主化的海上风电项目，然而，华锐风电科技集团中标的上海东海大桥项目，用完全中国自主的技术和产品，用两年的时间实现了装机，并于2017年成功投产运营，令世界风电行业震惊。 （四）风电场并网运行管理目前，风电并网主要存在两大问题：风电异地发电机组技术对电网安全稳定产生影响、风的波动性使风电场的输出功率的波动性难以对风电场制定和实施准确的发电计划。 它们使得风电发展受到严重影响。 对于这种电力上网“不给力的现况，国家和电网企业都在积极努力地解决好风电基地电力外送问题，除东北的风电基地全部由东北电网消纳和江苏沿海等近海和海上风电基地主要是就地消纳之外，其余各大风电基地就近消费一部分电力和电量之外的电力外送的基本考虑是：河北风电基地和蒙西风电基地近期主要送入华北电网；2020年前后需要山东电网接纳部分电力和电量；蒙东风电基地近期送入东北电网和华北电网；甘肃酒泉风电基地和新疆哈密风电基地近期送入
中国海上风力发电发展现状以及趋势
中国海上风力发电发展现状以及趋势【摘要】：由于具有资源丰富，对人们的生产生活影响小，以及不占用耕地等优势，近几年，我国的海上风力发电得到越来越多的关注。本文就我国近海风电的行业背景、海上风电市场区域分析、国家政策、社会效益、技术支持、发展瓶颈及建议、以及未来发展趋势等几个方面进行论述。 【关键词】：海上风力发电，发展现状，发展趋势，海上风电技术，社会效益，国家政策 前言： 相对于我国陆地风能，海上风能以其资源丰富，风速稳定，对环境负面影响小，装机容量大，且不占用耕地等优势得到了众多风电开发商的青睐。 经过连续多年的高速增长，我国风电装机容量已居世界第1位。目前我国正在大力推动海上风电发展，将从以陆上风电开发为主向陆上和海上风电全面开发转变，目标是成为海上风电大国。近年来，政府相关部门多次出台技术和管理政策，大力推动我国海上风电开发进程。 1、行业背景： 我国近海风能资源丰富。拥有18,000多公里长的大陆海岸线，可利用海域面积多达300多万平方公里，是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。据统计，我国可开发利用的风能资源初步估算约为10亿kW，其中，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW]。 目前我国已经成功并网发电的海上风电项目有：东海大桥海上风电示范项目，响水潮间带实验项目，龙源如东潮间带风电场项目，华能荣成海上风电项目等。另外有南港海上风电项目，江苏大丰200MW海上风电项目等44个项目拟建或者在建。这意味着我国的海上风电正在高速发展着。 另外，随着海上风能的高速发展，也带动着风能产业链的高速发展。我国现有海上风机供应厂家12家，其中以明阳风能以及金风科技最为卓越，在全球最佳海上风机评选中，分别位列第二和第十，这标志着我国风机制造业已经拥有国际先进水平。 据数据分析，未来的15年内，我国风电设备市场的总利润将高达1400亿至2100亿元。巨大的利润，也必将使得我国海上风机制造业得到更加快速的发展。
海上风电现状及发展趋势
能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -
海上风电
Nysted海上风电场：项目时间表与前期招标 2007-12-06 21:45 Nysted海上风电场：项目时间表与前期招标 供稿人：张蓓文；陆斌供稿时间：2007-6-15 项目时间表 现简单介绍其项目时间表与前期招标情况。 1998年，丹麦政府同生产商达成协议，实施一个大型海上风力发电示范项目，目的在于调查发展海上风力发电场的经济，技术和环境等问题，并为未来风力发电场选择区域。 1999年，丹麦能源部原则上批准安装，并开始了Horns Rev和Nysted初期调研和设计。 2000年夏天，政府得到风力发电场的环境影响评估，于2001年批准了发电场建造的申请。 海上风力发电场的基座建设起始于2002年7月末，基座的建造和安装根据时间表执行，始于承包公布的2002年3月，2003年夏天全部完成，并做好了接收风力涡轮机的准备。第一台涡轮机于年5月9日起开始安装，2003年7月12日开始运行。最后一台涡轮机于2003年9月12日安装并电网，试运行在2003年11月1日结束。 前期招标 ENERGI E2为项目准备了一份技术上非常详细的招标书，其中评价了ENERGI E2在丹麦东部传统火和电网建造，策划和运行方面的经历，以及来自海上风力发电场Vindeby（11×450 kW Bonus）Middelgrunden（10 of 20 x 2MW Bonus）的经验。 涡轮机的选择：选择涡轮机的重要参数有：96％可用性；雷电保护；塔架低空气湿度（为防止腐采用单个起重机用于安装大型部件；能完全打开机舱；在所有电力设备采用电弧监测的防火措施等最后丹麦制造商Bonus（现为Siemens）获得了生产涡轮机的合同，涡轮机额定容量为2.3MW（是机组的升级版），是2004年Bonus所能生产的最大容量涡轮机。 风机叶片的选择：Bonus为Nysted的2.3MW涡轮机开发了一种特殊的叶片（不含胶接接头，一片成此前，叶片先在2000年1.3MW涡轮机预先检测过，运行一年后被拆卸进行全面观察。此外，Bon 专门成立队伍从生产线随机抽取叶片来检测，检测内容包括20年的寿命测试和叶片的断裂测试。基座的选择：海上风机基座设计需要考虑Nysted风力发电场的工作负载、环境负载、水文地理条地质条件。基座适用性包括涡轮机尺寸、土壤条件、水深、浪高、结冰情况等多个技术要素。水力可用于冲刷保护和起重机驳船安装基座的操作研究。基座面积大约为45000m2，占发电场总面积0.2％。水力模型研究包括各项可能的极端事件，如：波浪扰动的数值模拟和海浪，水流和冰受力算。由于Nysted海底石头较多，单桩式基座不可行，重力式基座较为合适。图1： Nysted 风电用的重力型基座，基座运载和安装的过程要求混凝土基座尽可能轻质。为此，该项目的基座采用带个开孔、单杆、顶部冰锥形的六边形底部结构，底部直径15米，最大高度16.25米，单个基座在中重量低于1300吨，适合海上操作。EIDE V号起重机船从运输码头把基座运载过去。然后，通过孔内添加重物和单杆为基座又增加了500吨重量，这些重量可保持基座的稳定性，防止滑移和倾覆刷保护分为两层结构，包括石头外层和一过滤层，材料由驳船上的液力挖掘机放置。 塔架要求：每个塔架有69米高，比陆上涡轮机的塔架低大约10％，这是由于陆上风切高于海上，只要采用较低的塔架就可获得相同的发电量。
(完整版)我国风力发电的发展现状
我国风力发电的发展现状 我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m 高度层风能资源总量为3226 GW ，其中陆上可开采风能总量为253 GW ，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW 。如果风力资源开发率达到60% ，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。 我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20 世纪80 年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW 、10 kW 、55 kW 、220 kW 等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。截止2007 年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW ，年发电量占全国发电量的0.8% 左右，比2000 年风电发电量增加了近10 倍，我国的风力发电量已跃居世界第5 位。 1.1 小型风电机组的发展 目前，我国小型风力发电机组技术已相当成熟，建设速度也较快，特别是5 kW 以下风力发电机组的制造技术成熟，已大量使用，并达到批量生产的要求。100 、 200 、300 、500 W 及1 kW 、2 kW 、5 kW 的小型风力发电机，年生产能力可达到5 万台以上。 1.2 大型风电机组的发展
我国大型风电机组的开发研制工作也正在加快。我国大型风电机组基本上依赖进口，通过多年来的开发研制，如今，大型风电机组的主要部件已基本实现国产化，其成本比进口机组低20% ～30% ，国产化是我国大型风电机组发展的必然趋势。我国的大型风电机组从建设之初的山东荣成第一个风力发电场开始，到后来的广东南澳4 台250kW 机组、辽宁营口安装660 kW 风电机组、黑龙江富锦单机960 kW 机组，再到即将在山西、山东、江苏等地安装的大型机组，我国已建成一大批大型风力发电场，使我国风力发电迈上了一个新台阶。 我国风能资源虽然蕴藏丰富，但由于经济实力和技术力量还远不及发达国家，故我国的风力发电普及率还很低。在我国，还有一些无电村，其中部分地区风能资源丰富，应开发利用风力发电。 2 国外风力发电的发展状况 风能的开发利用在国外发达国家已相当普及，尤其在德国、荷兰、西班牙、丹麦等西欧国家，风力发电在电网中占相当比重。20 世纪70 年代发生了世界性的能源危机，欧美国家政府加大补贴投入，鼓励开展风力发电事业。1973 年联邦德国风能资源投入30 万美元，到1980 年投资就增至6800 万美元；美国20 世纪80 年代初期安装了1700 多台风电机组，总装机容量达到3 MW ；1979 年丹麦能源部决定给风轮机设备厂投入补贴，政府拨款建立小型风轮机试验中心，承担发风轮机许可证任务。到20 世纪80 年代末，全球共有大型风轮机近2 万台，总装机容量2 GW 。国际市场风力发电成本不断降低，有些条件较好的风力发电场，机组发电成本仅为8 美分/kWh ，风场运行维修费为1.5 美分/kWh 。从当前世界风力发电情况来看，无论从风机容量投资、年发电量、运行费用及运行稳定性等指标衡量，200 ～500 kW 的中型风电机组都具有较大竞争
中国风力发电的发展现状及未来前景要点
中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提
升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图
图表 3 世界风电每年装机量增速
图表 4 总装机量各国所占份额
图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图
(非常好)海上风电场经验总结：由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发
海上风电场经验总结：由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发 作者：张蓓文陆斌发布日期：2008-5-8 18:13:30 (阅270次) 关键词: 风电总结 DS 海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，不占用陆地面积，虽然其电网联接成本相对较高，但是海上风 能开发的经济价值和社会价值正得到越来越多的认可，海上风电的发电成本也将越来越低。海上风电场的 建设对于风电行业的进一步发展而言很关键，现已进入到一个重要阶段，进一步发展可以吸引大量项目资 金的进入，其具有震撼力的阵形正在全球范围地受到沿袭[1]。全球海上风力发电场装机容量增长详见图1。欧洲地区的发展目前领先于全球。丹麦于1991年建成第一个海上风力发电场，此后直到2006年末，全球 运行了超过900MW装机容量的海上风电场，几乎所有发电场都在欧洲[2]。 表1.17座离岸1km以外的建成或在建风电场 建设地点始建年 份风电机组数量 (台) 风电机组型号总装机容 量 TunaKnob丹麦1995 10 VestasV39/500kW 5MW Utgrunden瑞典2000 7 EnronWind70/1500kW 10.5MW Middelgrunden丹 麦2001.3 20 Bonus76/2.000MW 40MW HornsRev丹麦2002.12 80 VestasV80/2.000MW 160MW Nysted丹麦2003.11 72 Bonus82,4/2.300MW 165.6MW NorthHoyle英国2003.12 30 VestasV80/2.000MW 60MW KentishFlats英国2005.8 30 VestasV90/3.000MW 90MW Beatrice英国2006.9 2 OWEZ荷兰2006.11 36 VestasV90/3.000MW 108MW 来源：“Off-andNearshoreWindEnergy”，上海科技情报研究所整理 国外海上风力发电场技术正日趋成熟，建成的风电场容量为2.75至165.6MW（详见表1），规划中的风电场容量为4.5至1000MW[3]。而海上风电场产业还处于“做中学”的阶段[5]，对于以往的经验教训进行总结对未来产业发展是很有必要的。笔者之前已依据德国专业研究机构公开的 “CaseStudy:Eur opeanOffshoreWindFarms-ASurveyfortheAnalysisoftheExperiencesandLessonsLearntbyDevelope
关于海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题的探析
关于海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题的探析 发表时间：2018-06-12T13:28:37.837Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：李钢幕[导读] 我们应当积极借鉴并利用世界上已有的先进工程实例，充分挖掘我国沿海风力资源，推进海上风电场建设，为我国节能减排工作的顺利进行做出贡献。 中国电建集团核电工程有限公司摘要：本文作者结合多年工作经验，主要就海上风力发电技术及风力发电机组可靠性问题进行了相关研究，希望对加快我国海上风力发电发展有所帮助。 关键词：海上风力发电；风电场；能源海上风力发电是节能减排工作中的一项重要内容，具备诸多优势，海上风况明显优于陆地，湍流较小，空间大，环境污染和噪音污染较小便于开发，但海上风力发电也存在一定不足，其初期投资较大，并且在风电机组基础结构选型与实施、风电机组运输以及后期维护等方面的技术难度较大。此种情况下，加大力度探讨海上风力发电技术对于海上风能资源的开发和利用具有重要意义。 1 当前海上风力发电主要技术 1.1海上风场选址 海上风力发电场需要选择一个适合的地方进行，这将是一个繁琐复杂的工作。如果选址不正确的话很可能会导致项目建设的失败。那么，电场选址应该考虑的因素主要包括以下几方面：（1）关于项目建设的审批是否经过相关部门的许可。（2）建设之前一定要注意是否获得海域的使用权。（3）建设的时候要对环境进行相关的了解，包括水深度、海域的范围、风能资源的多少以及地质条件是否有优势。（4）要考虑环境制约的因素，相关人员要考虑到风力发电场的坚实是否会对当地的生态环境造成破坏。 1.2海上风力发电机的结构支撑 目前海上风力发电机的建造结构形式主要有四种，分别是：单桩、混凝土重力式陈翔、多桩、吸力式：（1）单桩：单桩的结构通常是在海床下十米到二十米深处，深度应该要按照海床的类型变化。通常桩径大约是两到四米左右，单桩的结构制造比较简单，缺点是施工安装费用都比较高。（2）混凝土沉箱。它的优势是造价比较低，不太受海床的影响，但是在进行建造的过程当中必须要海底准备，此外，它的尺寸和重量比较大，施工的时候也比较复杂。（3）多桩基础，它的特点是桩径比较小，但适用于深海的建造，由于多桩的建造经验较少，因而较少实际应用到工作方面。（4）吸力式基础，吸力式基础主要分为单柱和多柱沉箱基础。吸力式沉箱基础适用于软粘土，吸力式沉箱基础的安装费用比较高。 1.3海上风机机组 海上风电机组的安装主要包括两种方式：分体安装和整体安装。分体安装是指在目标海域按照基础→塔筒→机舱→叶片的顺序依次将机组的各主要部件装配成一个整体，这种施工方法与陆上风电场类似，适用于潮间带及近海区域，目前运行的多数风电场均按该方法建造；而整体安装则是在岸边将机组各部件装配成一个整体，竖直放置于运输船运送并安放至目标地点，以减少海况对装配精度的影响，作业费用较低，这种施工方法是近年发展起来的，也已有成功案例。 2海上风电机组运行可靠性问题研究 2.1 塔架基础的可靠性 目前海上风电机组基础主要分为两大类：悬浮式和底部固定式。悬浮式主要利用海水的浮力，及绳缆的固定作用，将风电机组“固定”在海里；底部固定式即利用单桩或多桩，直接把塔架与海底基础连接起来。目前浅海区域多采用单桩或三桩结构，而深海区域则多采用悬浮式基础。 悬浮式：悬浮式基础适用于深海区域，在保证风电机组正常运行的情况下，悬浮式基础可以大大降低基础的建设成本，从而降低海上风电的生产成本，但是在强风等恶劣环境下，其可靠性远远不及底部固定式，所以在其基础缆绳以及底部配重的设计上要求留有较大余量。 底部固定式：相对于悬浮式，稳定性更加优越，不会受海水波浪冲击效应的影响。由于其底部与海底直接刚性连接，所以不会有较大幅度的摆动，这很好的保证了塔顶发电机组的平稳运行，同时对于主轴而言，载荷的波动较小，这有力的延长了主轴的使用寿命，降低了风电机组的使用成本。 对于底部固定式基础，由于浸泡在海水中，长期受海浪、洋流的冲刷作用以及海水的腐蚀作用，基础易发生松动，严重时甚至会导致风电机组倾覆，这个问题必须引起重视。建议要在风电机组上安装基础实时监视装置，然后通过无线发射器将检测信号传输至主控室，以便安全检修人员及时发现和排除风电机组基础的安全隐患。 2.2机组的防腐蚀与防潮湿 风力机内部有很多的电气控制部分，其运行时不允许湿度过大，所以在海上高湿度的环境中，防潮防湿显得尤为重要。防湿的手段有很多，现在普遍采用的是密闭舱式，即把风电机组的机舱做成密闭形式，然后利用空调系统对风电机组内部构件散热和保温。这样能达到较好的防潮效果，但对空调系统运行的可靠性要求相对很高。除了防潮，防腐蚀也相当关键。由于海上的空气湿度大，并且海水中各种溶盐离子较多，致使风电机组结构很容易发生电化学腐蚀。一般风电机组的设计使用寿命都在二十年以上，所以还上的风电机组一定要有较强的抗腐蚀能力。现在比较常用的手段是在风电机组易腐蚀的部位适用抗腐蚀材料、在风电机组外表面涂刷防腐蚀涂料、使用不会被腐蚀的高强度复合材料等。这对风电机组有效的起到了防腐蚀作用。 2.3 极端恶劣天气的影响 我国南方沿海地区，在夏季和秋季经常会遭受台风和强热带风暴的影响，而在北方沿海地区，冬季经常会出现严寒低温、海面结冰情况，因此海上风电机组必须要考虑台风、海啸、冰冻、海冰等极端恶劣天气的影响。首先，风电场的选址要尽量选择风速稳定、台风路径较少经过的区域。对于北方可能出现海冰的区域，要根据往年气象资料，研究海冰厚度及对风电机组的影响，然后进行实验模拟，最后科学选址。其次，在风电机组设计时，要考虑破坏性天气发生时对风电机组的损坏，以及制定相应的安全防范措施。比如风电机组的叶片强度可以根据塔架及机舱的强度而设计，使其强度低于塔架的强度，这样在遇到破坏性强风的时候，叶片可以先行断裂脱落，从而最大程度的保护主机舱，把损失减小到最小。