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3 @: ^: P& D7 Y( Y' ]9 ~ 根据 DNV 预测,到 2050 年将会有 33%的发电量来自风能:其中 20%来自陆上风电,11%来自固定式基础海上风电,2%来自浮式基础海上风电。中国连续第五年成为全球最大的海上风电国家,2022年新增并网装机容量约5.1GW,较上年下降了逾70%,但仍然占全球新增装机总量的一半以上。截至2022年底,我国海上风电累计装机已超3000万千瓦,连续两年位居全球首位,占比达一半左右。 ! \" L+ q) B1 r. {8 ?. }
海上风电发展的大趋势主要是“大型化”和“深水化”。“大型化”的目的是降低海上风电的“度电”成本,增强电价的市场竞争力。在离岸 50km 以上、水深大于 50m的深远海区域,海上风速更大、更稳定,风能产量更高,而且可以大大避免近岸环境噪声和视觉污染,以及航运、渔业等用海冲突。海上风机的体型越来越大,发电机功率也从过去的 0.5 MW发展到今天的 5MW、7MW、8MW,未来甚至可能达到 20MW 。
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]1 `0 @! ?6 b9 }! H 通常情况下,风机的使用寿命长达 20 年以上, 而整机供应商提供的质保期通常在 5 年左右。5年后,风机建设单位需要自建风机运维团队或委托第三方团队。由于我国海上风机大部分是最近几年新建的,因此,海上风电运维市场蓝海特征显现。与陆上风电相比,海上风电运维难度系数、成本投入等都较高,据行业专业人士介绍,一次海上风电机组的齿轮箱更换,其成本应该在400-500万元。 ( s) ~. X( W7 a
下图展示了海上风电的结构简图,从图里可以看出海上风电的两个主要风险类型,一个是海缆的运维风险,一个是海上构筑物的风险。 B$ N3 C+ q/ }* s+ t
7 l, e ?6 {2 Q) Z4 T& w. R9 c( V; i 以海上风电风车自身为例,其风险监测从上到下分别为叶片、塔架、下部结构和基础。海洋勘察主要涉及水面以下的下部和基础监测。
) J, |! {) ]$ E: l5 H4 C: U6 B 下图是导管架安装和受台风影响而倾斜的照片。
+ a2 c0 P& {- F$ T7 R1 S 海上风机基础大部分是固定式的,大直径单桩基础在0m~40m水深应用范围最广,导管架基础主要用于40m~100m水深。 : V$ S! b2 y2 ]0 Y
基础的主要风险就是冲刷,基础冲刷将减小桩基础的入土深度,降低桩基础的承载力;基础冲刷使桩的悬臂长度增加,从而使风机水平变形加大,同时增加桩基础的倾覆弯矩;基础冲刷使风机机组结构的自振频率降低,使基础疲劳应力幅值增大、应力循环次数增加,影响机组的疲劳寿命。
6 M( J f5 F) y$ a7 J3 R 海缆的主要风险是海底冲刷和抛锚、拖网等人为破坏。 J2 |+ U O* `( E( |6 K6 A, c, P
基础和海缆探测主要设备有多波束、侧扫声呐、三维声纳、水下机器人、管线仪、三维剖面仪、磁力仪、电磁感应管线仪、合成孔径声呐。 ) m: g3 Z& r! Q' H( Y
多波束和侧扫声纳:
( A5 }9 T8 R* d# o" L 管线仪、三维剖面仪、磁力仪和海缆仪: % t- I+ D/ r+ S- j$ o) g# @! z
三维声纳、水下机器人、合成孔径声纳: 3 Q: z |/ b$ P: K/ P& l, r
参考文献
8 c) v2 B |7 W, R* j1 \3 \ 风电运维的勘察技术探讨 ! l8 K3 j5 @* F$ l! ?. B+ W4 l
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6 p# _/ b, c y, u! O2 B0 b4 P; c j 海上风电单桩基础局部冲刷与防护研究_徐思远 8 l. p" s7 l' ^/ l& u" }
http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-10/17/content_25944775.htm * X' }6 H4 o- L+ E; q6 s
https://wind.in-en.com/html/wind-2435718.shtml
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2023海上风电回顾与展望
_- V) V8 [* D3 M- G1 B+ @4 B7 F# Z 海上风机导管架基础循环受荷性状与分析方法_周文杰 ( P8 t; c! v, s9 i
https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202308/content_6897588.htm ; q1 v n' r3 ~6 W! Q
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2、海洋调查数据的后处理和图件编制; 5 k- q; l# C4 Y% D& ^$ ]8 _& ?
3、自编软件的开发和使用 。 8 _5 C8 @1 x1 p0 | p. T0 P/ m5 q, F2 ]
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' }$ P6 J$ D) n0 J3 O0 Q) T 1、 2021年年终总结及文章索引
: k1 t) I$ l; G) Z 2、 2022年年终总结及文章索引 / x& ^7 v( D- Z) C+ W# H8 p
3、2023年年终总结及文章索引 + m0 {- }, z7 ^5 T! `/ Q, G2 W
4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取 6 g. D7 ~% {* A8 E8 J f* u
5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载
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