渤海海上风力发电示范工程的电气设计

海上风电送出系统及工程技术本章概括性地介绍海上风电场的发电系统构成和主要设备，重点介绍了其送电系统构成、主要设备和功能特性，以及海上风电送出工程的系统并网技术、海上变电站、换流站技术和海底电缆线路技术。

2.1 海上风力发电系统简介2.1.1 系统构成目前，海上风力发电系统的典型接线图如图2-1所示。

图2-1 海上风力发电系统典型接线图从图2-1可以看出，风力发电机由风能驱动，发出电能，是海上风力发电系统最为重要的系统构件。

电能通过在机舱或基座内的变压器将电压抬升（如690V/35kV）之后汇入海底集电系统。

海底集电系统是连接各风电机组形成的电气系统，主要由连接各风电机组的海底电缆及开关设备构成，其作用是汇集各风电机组发出的电能，输送至陆上或海上升压站。

2.1.2 主要设备及功能特性据前文所述，海上风力发电系统包括海上风电机组及海底集电系统两个部分。

风电机组由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础、升压设备等组成，典型结构如图2-2所示。

海底集电系统由连接各风电机组的海底集电电缆、开关设备等组成。

（1）风轮。

由叶片和轮毂、滑环组成，是风电机组获取风能的关键部件，叶片是由复合材料制成的薄壳结构，分为根部、外壳、龙骨三个部分；轮毂固定在主轴上，内装有变桨系统，与机舱经滑环连接；滑环为旋转部件（叶片和轮毂）与固定部件（机舱）提供电气连接。

（2）传动系统。

由主轴、齿轮箱和联轴节组成（直驱式除外），主轴连接轮毂与齿轮箱，承受很大力矩和载荷；齿轮箱连接主轴与发电机，叶轮转速一般为15～25r/min，发电机（非直驱式）额定转速一般为1500～1800r/min，齿轮箱增速比通常为1∶100左右。

（3）偏航系统。

由风向标传感器、偏航电动机、偏航轴承和齿轮等组成。

偏航轴承连接机舱底架与塔筒齿轮环内齿，并与偏航电机啮合实现机舱偏航对风；偏航电动机驱动机舱转动对风，偏航速度一般为1°/s，通常有3～5台，通过减速箱或变频器降速。

海上风电基础型式与设计选型作者：辛硕来源：《科学与财富》2016年第13期摘要：随着陆上风电的飞速发展，我国海上风电场建设也逐步拉开了帷幕。

出于建设条件的难度考虑，海上风电基础结构设计不光要考虑结构自身的稳定度和经济性，更多要综合考虑现场实际施工的难易。

本文对常见的基础类型进行了对比分析，并对其施工工艺予以阐述，旨在为海上风电基础设计提供理论支持与实践指导。

关键词：海上风电；基础设计；结构选型；施工技术1 概述风力发电是当前建设作为广泛的可再生清洁能源之一，2015年上半年，我国共有270座风电场项目开工吊装，新增装机5474台，但海上风电仅有50台。

海上储存了相当丰富的风能资源，许多发达国家的海上风电技术已经相当成熟，根据国外的建设经验来看，海上风电基础造价约占风电场总成本的两到三成，本文将来探讨海上风电基础结构选型这个问题，以期降低建设成本，推动我国海上风电技术的发展。

2 专业研究现状一般意义来讲海上风电的基础结构形式通过属性、配置、安装方法、外形和材料的不同分类为四种常见形式，包括：重力式基础（水深0～10m）、桶基单立柱结构基础水深（0～25m）、单立柱结构（单桩或三桩）（水深0～30m）、三或四腿导管架基础（水深大于20m）、浮式结构基础（水深大于50m）。

与陆上风电相比海域地质条件变化更为复杂，同一区域很多都不能固定设计为单一的某种结构形式，混合设计是接近实际、节约成本的最佳选择。

根据2000～2006对国外海上风电场基础结构形式的抽样调查不完全统计，其中如英国（Blyth工程、North Hoyle工程、Scroby Sands工程、 Kentish Flants工程、 Barrow工程、Breatrice工程等），瑞典（Yttre Stengrunden工程、Utgrunden工程等），丹麦（Homs Rev工程、Samso工程、Nysted工程等），爱尔兰Arklow Bank工程均采用单桩基础结构；丹麦Middelgrunden工程采用的重力式基础结构；丹麦Frederkshavn工程采用的吸力式基础结构；英国Breatrice工程采用多桩基础结构……综合设计施工技术、海域条件、船机设备等多方面来看，桩基式、重力式、桶式为常用的基础结构形式，单桩基础应用最为广泛。

风力发电在海洋石油平台上的应用作者：姜帆孟繁菊来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：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、NOX 0.049t和上SO2 0.078t。

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。

我国能源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。

海上风电施工简介目录1 海上风电场主要单项工程施工方案 (1)1.1 风机基础施工方案 (1)1.2 风机安装施工方案 (13)1.3 海底电缆施工方案 (19)1.4海上升压站施工方案 (23)2 国内主要海上施工企业以及施工能力调研 (35)2.1 中铁大桥局 (35)2.2 中交系统下企业 (41)2.3 中石（海）油工程公司 (46)2.4 龙源振华工程公司 (48)3 国内海洋开发建设领域施工业绩 (52)3.1 跨海大桥工程 (52)3.2 港口设施工程 (55)3.3 海洋石油工程 (55)3.4 海上风电场工程 (58)4 结语 (59)1 海上风电场主要单项工程施工方案1.1 风机基础施工方案国外海上风电起步较早，上世纪九十年代起就开始研究和建设海上试验风电场，2000年后，随风力发电机组技术的发展，单机容量逐步加大，机组可靠性进一步提高，大型海上风电场开始逐步出现。

国外海上风机基础一般有单桩、重力式、导管架、吸力式、漂浮式等基础型式，其中单桩、重力式和导管架基础这三种基础型式已经有了较成熟的应用经验，而吸力式和漂浮式基础尚处于试验阶段。

舟山风电发展迅速。

目前国内海上风机基础尚处于探索阶段，已建成的四个海上风电项目，除渤海绥中一台机利用了原石油平台外，上海东海大桥海上风电场和响水近海试验风电场均采用混凝土高桩承台基础，江苏如东潮间带风电场则采用了混凝土低桩承台、导管架及单桩三种基础型式。

图1.1-1 重力式基础型式图1.1-2 多桩导管架基础型式图1.1-3 四桩桁架式导管架基础型式图1.1-4单桩基础型式图1.1-5 高桩混凝土承台基础型式图1.1-6低桩承台基础型式基于国内外海上、滩涂区域风电场的建设经验，结合普陀6号海上风电场2区工程的特点及国内海洋工程、港口工程施工设备、施工能力，可研阶段重点考察桩式基础，并针对5.0MW风电机组拟定五桩导管架基础、高桩混凝土承台基础和四桩桁架式导管架基础作为代表方案进行设计、分析比较。

大连理工大学大学生创新创业训练计划项目开题报告项目编号：2019101419806010923项目名称：海上风电海缆保护装置结构设计项目级别：项目负责人：陈立昆项目类型：创新训练指导教师：卢青针所在学部学院：海洋科学与技术学院大连理工大学2019 年3 月海上风电海缆保护装置结构设计1 项目来源及研究目的和意义风能作为一种无污染、可再生的高效清洁新能源日益受到重视。

海上风能资源是一种清洁的永续能源，各国都在积极开发海上风电技术。

但海上风能开发的主要问题在于成本过高。

风电海缆的更换是其成本过高的主要原因之一。

风电海缆在安装过程中受到弯曲、拉伸以及挤压的影响导致表皮容易发生断裂。

风电海缆在运行中一般需要承受风、波浪和海流的动力作用，产生复杂的响应，作用在海缆的顶端，使得海缆发生往复运动，有可能导致海缆顶端与平台连接处的疲劳损伤。

电缆是海上风电场的生命线，确保电缆的安全十分的重要。

因此海缆的外部保护装置尤为重要，保护装置的目的在于提高电缆强度，避免电缆产生过度弯曲，同时提升电缆的散热性能以降低老化速度。

该保护装置将大大降低更换电缆的频率以达到降低成本的目的。

本文针对桩基附近的海缆，进行保护装置的结构设计。

2 国内外研究概况保护装置的主要应用形式J形管和限弯器。

限弯器是由连续且尺寸相同的圆锥形构件通过锁扣锁合在一起，每个零件间有一定的角度余量，当管道弯曲超过角度余量时限弯器就会变成刚性结构组织管道的进一步弯曲，从而对达到保护目的。

目前国内海洋石油工程使用的限弯器大多来源于国外，这势必造成采购周期长，更换成本高等一系列问题。

这就迫使我国对限弯器进行自主研发。

限弯器的应用历史有几十年。

最早Deruntz提出了基于细长梁理论。

为其制造提供了理论基础。

国外各大海洋石油工程公司都有各自成熟的产品。

Balmoral Offshore Engineering 公司最早专注于聚合物加工，该公司拥有系统的材料测试，因而在限弯器的材料选择上最为专业。

海上风电场电气二次设计原则和要点探究实践发布时间：2021-12-30T09:06:07.123Z 来源：《福光技术》2021年21期作者：王晨[导读] 由于海上风电场和岸边距离较远，因此其实时运行情况需要受陆上集控中心的控制，设计原则应保证在陆上值守人员不足的前提下，和系统电气二次接入要求相符合。

大唐国信滨海海上风力发电有限公司 224500摘要：由于海上风电场和岸边距离较远，因此其实时运行情况需要受陆上集控中心的控制，设计原则应保证在陆上值守人员不足的前提下，和系统电气二次接入要求相符合。

本文将阐述设计和设备配置原则，希望有所帮助。

关键词：海上风电场；电气二次设计；设计原则；设计要点1 海上风电场计算机监控系统 1.1 海上风电场集中监控系统海上风电场的工作的安全性，为了全程进行监视，应当利用计算机监控系统达到控制效果，同时遥控海上风电场行使其他功能，在交换信息的基础上，实现对工作中心的调度。

通常情况下，会在陆上集控中心设置海上风电场监控系统，连接的网络为光以太网通信设备，可以通过陆上集控中心功能，监控海上升压站、环网柜、风电机组各项机电设备的工作情况。

另外，应选择具备冗余热备运动，工作站，将其在陆上集控中心上配置，并通过光以太网和陆上集控中心监控系统相连接，所有调度指令，均由陆上集控中心统一发布，实现信息的传送。

除此之外，监控系统的结构为双以太网，若条件允许，最好以DL/T 860为网络传输协议。

测控装置和站控层之间的通信会直接进行，如果站控层网络不足以满足监控要求，则可以通过间隔层，实现采集数据与监控系统实时工况的功能。

与此同时，无论是海上升压站，还是陆上集控中心，为了保证工作的同步性，都应当通过时钟同步系统达到目的，在双主时钟配置的同时，应保证时钟具备GPS时间信号和北斗时间信号的接收能力，站中的任何设备与系统的实时工作，都需要经由时钟确定，保证对时的统一性和准确性。

1.2 海上风电机组监控系统风电机组场控设备、隔层设备和相关通信网络等，是风电机组监控系统的主要元素。

第４期王懿等海上风机基础结构力学分析发电机组的海上风机基础结构的性能研究必将成为海上工程领域的研究热点。

中国海洋石油总公司将ＳＺ３６—１ＳＰＭ四腿导管架作为风电机组的基础，成功建立我国第一个自行设计、制造和海上运输安装的海上风电站。

这也是全世界第一个向海上油田供电的海上风力发电站。

海上风电开发和陆地的显著区别之一在于其基础的完全不同ｒ４］。

海上风机基础处在风、浪、流和冰共同作用的环境下，且海上风机必须装备单机容量大的机组以降低成本，因此海上风机基础的设计不仅关系到投资成本，而且关系到整个结构在服役期内的安全。

本文研究了海上风电机组基础结构与风机塔架的整体动力特征，分析了风机基础在风、浪、流、冰和风机运动等动力荷载作用下的动力耦合特征结构强度影响。

１海上风机基础结构形式及模拟１．１海上风机基础结构形式海上风机基础是造成海上风电成本高的因素之一，设计时要考虑海床的地质结构情况、离岸距离、海上风、浪载荷特性以及海流、冰等的影响【５］。

海上风机基础结构有重力式结构、桩基同定式结构，以及近年来开始应用的一种筒型基础结构［６］。

重力式基础结构为钢筋混凝土结构，靠自身质量和压载物的质量稳固海床上。

重力式基础体积庞大，质量需随着水深的增加而增加，基础建造的费用也会相应增加。

重力式基础的适用水深为ｏ～１０ｍ。

桩基固定式结构包括单立柱、单立柱三桩结构、四腿导管架结构等。

已建成的大部分海上风电场都采用了单立柱基础。

单立柱基础桩体与塔架可直接相连，或通过过渡段连接，其对振动和不直度较为敏感，设计和施工的要求较高；单立柱三桩结构与边际油田开发的简易平台相似，三根桩通过一个三角形钢架与中心立柱连接，风机塔架连接到立柱上形成一个结构整体；四腿导管架基础完全借鉴于固定式平台的概念，采用了刚度更大的结构形式，桩基固定式结构适用水深为０～５０ｍ。

筒型基础结构由一个中心立柱与钢制圆筒通过带有加强筋的剪切板相连，剪切板将中心立柱载荷分配到筒壁并传人基础。

国家能源集团国华渤中B2场址海上风电项目临时用电施工组织设计编制：审核：审批：中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司2022年 9 月目录一、编制概况------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11.1 工程简介 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 1.2 编制依据 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 1.3总配电箱 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.4、供电系统设置----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5二、现场勘测------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 82.1 现场勘探及初步设计--------------------------------------------------------------------------------------------------- 82.2 本工程采用的主要施工机械 ----------------------------------------------------------------------------------------- 8三、确定电源进行、用电设备、线路走向------------------------------------------------------------------------------ 93.1 现场施工临时用电线路的布置 -------------------------------------------------------------------------------------- 93.2 施工临时用电线路用电量计算------------------------------------------------------------------------------------- 9四、设计配电供电系统---------------------------------------------------------------------------------------------------- 364.1 供电主干线及供电系统----------------------------------------------------------------------------------------------- 364.2 配电箱、开关箱的选择和安装 ------------------------------------------------------------------------------------- 374.3 导线的架设 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 374.4 漏电保护器的选择及安装-------------------------------------------------------------------------------------------- 37五、接地及防雷装置------------------------------------------------------------------------------------------------------- 385.1 接地与接地装置 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 385.2、防雷的设置------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 395.3、接地与防雷技术措施 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 40六、确定防护措施---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 426.1 健全施工现场的临时用电管理网络，落实岗位责任制 ------------------------------------------------------ 426.2正确使用电气设备，提高施工现场在用电气设备安全技术水平 ------------------------------------------ 426.3 配备必要的安全防护用品，增强自我保护意识 --------------------------------------------------------------- 436.4施工现场临时用电必须建立安全技术档案 ---------------------------------------------------------------------- 436.5施工现场变配电及维修 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 43七、制定安全用电措施和安全用电措施------------------------------------------------------------------------------- 447.1一般要求 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 447.2 安全操作规程 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 45八、安全用电严禁事项---------------------------------------------------------------------------------------------------- 48九、事故的预防------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 499.1电气故障的原因--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 499.2 电气事故的预防措施-------------------------------------------------------------------------------------------------- 499.3 电气防火常识 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 509.4电气线路火灾的预防--------------------------------------------------------------------------------------------------- 519.5 雷电的火灾危险性及预防-------------------------------------------------------------------------------------------- 52十、制定应急预案---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5310.1 假设险情---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 53 10.2 应急准备---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5310.3 事故险情内部快速通报 --------------------------------------------------------------------------------------------- 5410.4 抢救工作---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5510.5 人工氧合基本内容和步骤 ------------------------------------------------------------------------------------------ 5510.6 特殊抢救---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5610.7 救护 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5610.8 最近救援路线---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5610.9 电气线路设备检查和修复 ------------------------------------------------------------------------------------------ 5710.10 事故调查、制订措施、应急预案的有效性进行评审、修订--------------------------------------------- 57十一、附图 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 57一、编制概况1.1 工程简介本标段工作范围为国华渤中海上风电 B2 场址工程陆上集控中心土建工程、陆上集控中心电气设备安装工程、海缆登陆点至陆上集控中心集电线路工程、220kV 送出线路工程，主要工作范围及内容包括：（一）陆上集控中心土建部分：1)集控中心建(构)筑物土建施工：控制楼、综合楼、GIS 室(含 35kV 配电室)、附属用房（含水泵房）、消防水池等建构筑的土建工程(含装饰装修)；2)集控中心安装工程施工：包括全站照明、暖通、给排水、综合布线、建筑防雷接地系统及消防工程的设备材料的采购、安装及调试等；3) 电气设备基础及架构、电缆沟工程：包括主变压器及电抗器基础、架构及其附属设施、事故油池、电缆沟及电缆隧道、无功补偿设备基础、A 型架及基础、避雷针及基础、其他变配电设备基础、电气一次及电气二次预埋管采购及施工；4) 集控中心辅助工程施工：包括站区站内道路、进站道路、围墙、大门、广场地面铺砌、绿化景观、生产区铺碎石、室外活动场地硬化、防火墙、排水沟、消防水池、一体化污水处理设备等；5) 集控中心场地平整：包括土石方开挖、土石方回填工程，施工准备相关的检验、试验工作。

探究台风区域海上风电场升压站的电气设计发表时间：2019-01-08T17:06:57.950Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：赵陆尧1 刘玢2 赵陆鑫3 [导读] 摘要：近年来我国海上风电发展十分迅速，广东等沿海地区很多项目正如火如荼地开发建设，相对于欧洲北部的海上风电场而言，国内广东等地区的海上风电场要面临强台风的考验。

（1.中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州市 510000；2.国网吉林省电力有限公司吉林供电公司吉林市 132000；3.吉林农业科技学院吉林市 132000）摘要：近年来我国海上风电发展十分迅速，广东等沿海地区很多项目正如火如荼地开发建设，相对于欧洲北部的海上风电场而言，国内广东等地区的海上风电场要面临强台风的考验。

基于此，本文简单介绍了台风区域海上风电场升压站的电气设计并论述其可靠性，希望由此能够为业内人士带来一定的帮助。

关键词：台风区域；海上升压站；电气设计近年来广东省的海上风电发展极为迅速，2018年4月广东省第一个海上风电项目-桂山海上风电场首批风机正式并网发电。

而湛江外罗、阳江沙扒、南鹏岛、汕头勒门等海上风电项目也均已核准并陆续开始开工建设。

据统计平均每年影响广东沿海的台风为4.6次[1]，所以抗台成为每个广东海上风电项目必须要面临的课题。

1升压站的电气主接线目前比较常见的近海海上风电项目布置形式为在海上布置一座升压站，陆上并网前建设一座集控中心，风机发出的电能通过集电海缆汇集到海上升压站，升压后经2回出线海缆输送至陆上集控中心。

升压站主接线可考虑单母线接线、单母线分段接线、内桥形接线及变压器线路组接线四种方案。

方案一，单母线接线。

单母线接线具有高压侧互联；接线较简单、灵活的特点，断路器比方案三要多一台。

方案二，单母线分段接线。

单母线分段接线具有高压侧互联；接线较简单、灵活的特点；断路器比方案三多两台。

方案三，内桥形接线。

内桥形接线具有高压侧互联；接线较简单、灵活；保护配置较繁琐，操作较复杂的特点方案四，变压器-线路组接线。

海上风电场电气系统设计与优化近年来，随着世界范围内对可再生能源的重视，风力发电成为了一个备受关注的热门话题。

海上风电场因其更大的风能资源和更少的环境影响而受到关注。

在海上风电场中，电气系统的设计和运行对于风电场的可靠性和经济性具有至关重要的作用。

本文将针对海上风电场电气系统设计与优化展开讨论。

一、设计原则海上风电场的电气系统设计应遵循以下原则：1.可靠性：电气系统是风电场的关键部分之一，应尽量减少设备故障和停运时间，确保风电场的连续运行。

2.安全性：电气系统应保证安全运行，确保人员和设备的安全。

3.经济性：电气系统应在可靠性和安全性的前提下，最大程度地降低成本。

4.可维护性：电气系统应具备便于维护和维修的特点，方便实施现场维护和远程监控。

二、海上风电场电气系统组成海上风电场的电气系统由以下三个部分组成：1.发电机组：将风能转换为电能的设备，通常采用同步发电机或异步发电机。

2.集电系统：由电缆和开关柜组成，将电能从多个发电机组中集中到主变电站。

3.变电系统：用于变换电能的电压等级和功率等级。

主变电站将高电压的电能变换为交流电能，送入电网。

三、设计优化在电气系统的设计中，需要考虑以下因素进行优化：1.发电机组的选择：海上风电场的发电机组应根据气象条件、运行环境和容量要求进行选择。

在同步发电机和异步发电机之间进行选择时，应考虑到能耗、成本和可靠性等因素。

2.电缆的选择：海上风电场的电缆应具备防水、防腐、耐久等特点，可供选择的电缆种类包括光缆、海底电缆等。

在选择电缆时，还应考虑电缆的价格和可靠性等因素。

3.开关柜的选择：海上风电场的开关柜应具备抗震、防潮等特点，可供选择的开关柜种类包括气体绝缘开关柜、干式开关柜等。

在选择开关柜时，还应考虑其容量等级和使用寿命等因素。

4.主变电站的设计：主变电站应具有可靠性、安全性和经济性等特点。

在设计主变电站时，应考虑到输电距离、输电方式和电网电压等因素。

5.监测系统的设计：电气系统的监测系统应具备及时、准确、可靠的特点。

毕业设计[论文]任务书姓名朱刚专业电气工程及其自动化指导教师张红学号入学时间 10年3月站点（院系）昆山一、课题名称(论文标题)300MW海上风电场电气主接线设计二、课题内容随着不可再生能源资源的日益消耗，风力发电作为一种清洁的发电方式，已越来越受到世界各国的欢迎。

与此同时，海上风电备受重视，虽然海上风电场电气设计与陆上风电场的原理相同，但由于海上环境因素和风机布局的影响，以往设计方法并不一定适合海上风电场。

所以有必要进行针对海上风电场电气主接线设计的探讨。

海上风电场的电气设计主要包含几个方面：风力发电机组升压方式、风电场汇流电缆（集电线路）选择、风机分组及连接方式、风电场入网方式等等。

海上风电场汇流线路方案无一例外采用海底电缆敷设方式。

虽然海底高压电缆的成本很高，但可靠性也高；海上汇流电缆线路结构主要有3种常用方案：链形结构、单边环形结构和双边环形结构。

链形结构因简单，造价低，被陆上风电和海上风电广泛采用。

风力发电机分组多为靠风机的排布位置、结合海上土建施工的便捷性，由微观选址制定。

本文主要针对开发中的江苏沿海某300MW海上风电场（海上升压站平台）电气主接线进行设计，通过对风机的分组和连接方式、风电场汇流线路方案、风电场短路电流计算以及主要设备选取原则等问题进行具体的讨论，提出两种关于风机分组连接、汇流线路设计的可行方案。

并借鉴现有海上风电场的数据，对方案进行技术和经济方面的比较，确定最终方案。

陆上部分变电/开关站预留了扩建二期间隔和光伏发电送出通道，原则为一期预留二期建成，具体不在设计范围内。

三、课题任务要求1、观点正确，论证充分，信息来源可靠2、结构合理，逻辑严密，用数据说话3、有新颖性，并满足一定的阅读量四、同组设计者无五、主要参考文献[1] 风力发电场设计技术规范(DLT_5383—2007) ，中电联；[2] 风电场接入电力系统技术规定（报批稿）；[3] 国家电网公司，风电场接入系统设计内容深度规定（修订版）；[4] 大型风电场并网设计技术规范（NB/T-2010）；[5] 国家电网公司，风电场电气系统典型设计（ISBN：9787512318489）；[6] 朱永强, 张旭《风电场电气系统》. 机械工业出版社 2008；[7] 许瑞林.江苏省海上风电发展前景与展望；[8] 东海大桥海上风电场工程；[9] 刘海东《江苏沿海风电开发的可行性分析》.北京,华北电力大学，2006；[10] Predrag Djapic,Goran Strbac《Cost Benefit Methodology for Optimal Design of Offshore Transmission Systems》. FUNDED BY BERR,July 2008；[11] 所有风资源数据和信息均来自国家发改委能源局、中国风力发电、欧洲风能协会、中国再生资源网、中国新能源与再生资源网、江苏省发改委、全球风能协会、东台市气象局、日本风能协会、澳大利亚风能协会、清洁能源网社区、国家电网公司、中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会等网站.指导教师签字 ______教研室主任签字年月日摘要随着不可再生能源资源的日益消耗，风力发电作为一种清洁的发电方式，已越来越受到世界各国的欢迎。

城乡规划与设计幸福生活指南7幸福生活指南试论海上风电海缆及海缆保护管冲刷设计及施工王辉剑中国广核新能源控股有限公司 江苏 南京 210000摘 要：海上风电海缆的保护措施有很多，一般按照几个原则来选择具体的保护措施，比如施工造价、施工可行性、技术要求、海缆保护的必要性等。

我国上海长兴岛北侧的青草沙水库工程较为出名，利用了预埋钢管与铁护套的方式进行保护，也对海缆进行了深埋处理。

本文首先分析了海底电缆的保护，然后对造成保护管上海的原因进行了研究，最后探讨了保护管设计的优化方案。

关键词：风电海缆；海缆保护管；冲刷设计；施工全世界对于风能发电已经十分认可和关注，风能发电也是当前非常环保的能源之一，在广阔的海域建造风力发电厂，为我国提供各种能源，是我国能源生产的重要方式之一。

但是，在海上风电海缆发展过程中，保护海缆不受各种因素影响成为关键问题[1]。

一、海底电缆的保护（一）概述由于机械外力给海底电缆造成损坏的份额占海底电缆总损坏的80%，机械外力包括浅海水产养殖，锚害等。

所以为了保障海底电缆的可靠运行，必须对海底电缆进行有效保护。

当海底电缆建成后，可通过电视台、报纸等平台进行宣传，让居民熟知海底电缆所在的位置，并通知相关港务部门、海事局等对海缆路标进行保护[2]。

（二）警告标志牌在海缆登陆处设置水线标志牌，从而保障过往船只抛锚不对海底电缆的安全造成损坏。

一般来讲，会在海缆外侧50米到200米处设置一个明显的禁止抛锚标志牌，也会根据当地海域的视野情况适当增加禁止抛锚牌的数量，相关陆地区域应该敷设一定程度的路缆，让海缆与其在空中连接实现对箱连接。

（三）冲刷情况分析研究海底的局部冲刷深度是对海底电缆保护管进行设计工作前着重考虑的问题，海底电缆保护管的性能好坏往往受到冲刷深度的影响，因此，在计算冲刷深度是应该利用国际上惯用的韩海骞公式进行综合评估，从而测出最准确的深度数据。

在对保护管进行加固工作时，应该让潜水员先了解海缆保护关轴线方向，明确海缆保护管的具体位置和条件，并通过公式计算后发现保护管需要加固的位置，进而排除重大安全隐患[3]。

海上风电机组用环保型交流66kV 电气系统方案设计与应用文|李德军，张旭，吕熹阳，钟孝泰受2019年1月开始实施的风电竞价上网政策的影响，海上风电市场迫切需要优化风电场开发成本，尤其是进一步降低度电成本。

数据和经验表明，风电场在同样的装机规模下，采用大功率、大兆瓦级机型能够减少风电机组的台数，带来总体建设成本（设备购置成本、建设安装成本等）的有效降低；同时风电机组功率提升后，年发电量的增加和总运维成本的降低也会降低整个风电场的度电成本。

因此海上风电市场将青睐单机容量更大的风电机组，尤其是对8MW及以上大功率风电机组的本地化开发和应用将成为必然趋势。

为了承载日益增长的单机容量规模，未来几年海上风电场现有主流的交流33kV场内集电系统也将逐步转向交流66kV电压等级。

国内外许多相关的交流66kV场内集电系统应用的调研结果表明，对于大部分深远海风电场来说，与现有交流33kV系统相比，虽然交流66kV电压等级的电气配套组件单价有所增加，但整个系统技术方案具有更低的综合成本优势和系统延展性，这主要归功于66kV技术方案具有：（1）更灵活的风电机组拓扑路线设计，能显著减少集电海缆总的用量，从而减轻后续敷设的工作量和敷设难度（更少的电缆交错敷设和J-tube的使用）；同时也能降低集电海缆用海面积，这也意味着海缆路由的审批更加容易；（2）更高的线路电压，带来更低的线路有功损耗，系统长期运行产生的总线损显著减低，从而提升了风电场的电能送出效率和效益；（3）更大的系统承载容量，对于大容量风电场来说，可以采用更少的海上升压平台来满足风电机组电力的汇聚和送出（预计700MW以内的风电场可通过单个66kV/220kV海上升压变电站向陆上电网传输）。

但对于交流66kV系统的开发和应用还存在明显的局限性。

目前国内该系统只在东北地区的陆上电网有一定的应用，相关的电气设备缺乏在海上工况下的运行经验。

而在国际上，一些设备制造商陆续推出了用于海上风电集电系统的66kV电气系统设备，但主要还是采用常规的矿物油绝缘技术、SF6灭弧和绝缘技术等非环保型技术方案。

电气基础综合设计实训报告课程名称：风力发电厂电气主接线设计专业：新能源科学与工程班级：学号：学生姓名：风电场电气主接线的设计风电场的介绍及主要设备选型 (1)风电场介绍 (1)风电场设备选型 (1)计算说明 (2)系统等效简化图 (3)短路电流的计算 (3)系统标幺值的计算 (4)设备选型 (4)系统电气设备的选型 (4)主变压器的选择 (4)互感器的选择 (5)高压熔断器的选择 (5)避雷器的选型 (5)集电线路方案比选 (6)风力发电站的保护 (6)过电压保护及接地 (7)继电保护系统设计 (7)风力发电设备电器保护 (8)总结 (8)一、风电场介绍及主要设备选型1、风电场介绍风力发电是指把风的动能转为电能。

风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，人们感兴趣的是如何利用风来发电。

利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

风是没有公害的能源之一。

而且它取之不尽，用之不竭。

对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。

我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义2、风电场设备选型现设计风电场使用1.5MW双馈型风力发电机机组33台，总装机容量49.5MW，风电场集电采用34KV线路，分布在大约30平方公里的丘陵上，33台风电机组设计分五个集电回路，线路总长约28公里。

风电场有110KW升压站一座，主变压器为容量63000KVA，电能输出采用110KV架空线路。

电能由风电场升压经变电站往变电所输出。

二、计算说明本计算为风电场初步设计阶段电气主接线短路电流计算，用以选择和校验所选电气设备的动稳定、热稳定的强度等相关参数.鉴于以上方案的选择,本计算只限于链式架空线方案的数据。