海上风电综述PPT幻灯片课件

• 风能可利用区 风能可利用区包括南岭以南，离海岸约在50~100km的地带，大、
小兴安岭山地，三北地区中部，黄河和长江中下游以及川西和云南 部分地区。
• 风能贫乏区 除去上述三区域外均为风能贫乏区。
中国海上风电发展现状 ——海上风资源丰富
• 可以看出，我国海上风电资源也比较丰富。据估计，海上可开发和 利用的风能储量达7.5亿千瓦，是陆上风能资源的3倍，海上风能资 源的开发利用在我国有广阔的前景。在海上风电资源中，5米到25米 水深线以内的近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约2亿千瓦 时；25米到50米水深，70米高度风电可装机容量约5亿千瓦时。
• 潮间带和潮下带滩涂风电场：指在沿海多年平均大潮高潮线以下至理论最 低潮位以下5m水深内的海域开发建设的风电场。
• 近海风电场：指在理论最低潮位以下5m～50m水深的海域开发建设的风电场， 包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。
•
深海风电场：指在大于理论最低潮位以下50m水深的海域开发建设的风电场， 包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。
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中国海上风电发展现状 ——海上风资源丰富
• 我国海上可开发的风能资源是陆上风能资源的3倍。 • 风能密度
通过单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以w/m2来表示。也就是 空气子一秒钟时间内以V的速度流过单位面积所产生的动能为风能，其一般表 达式为3
2
V—— —空—气空速度气密度
中国海上风电发展现状 ——海上风资源丰富
中国海上风电发展现状 ——海上风资源丰富
• 风能较丰富区 从汕头海岸向北沿东南沿海约20~50km地带和东海及渤海沿岸地

第五章：浮式基础
海上风电浮式基础的发展
1994年英国的Garrad Hassan等人对在采用悬链线系泊的Spar 平台上设置单涡轮风电机组的方案进行了评价，这是最早针 对风电机组浮式基础开展的详细研究。
2006年在挪威的Marintek，第一个真正意义上的以Spar为基础 的风电机组概念模型正式出现。
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5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
锚链系统
锚固系统的弹性程度取决于锚链的重量和预紧力，得到最佳的预紧力 并选取相应的锚链规格，应按不同组合进行模型试验，记录相应峰值， 然后通过综合分析，确定最大链力Fmax。
最大链力确定后，可以计算出所需锚链的长度；对于搁置于水平海底 上的锚链长度，可按下式计算：
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5.1 浮式基础结构型式及其特点
半潜式基础
半潜式基础通过位于海面位置的浮箱 来保证风电机组在水中的稳定，再通 过辐射式不知的悬链线来保证风电机 组的位置。
半潜式基础的浮箱平面尺寸较大，高 度较小，依靠浮箱半潜于水中提供浮 力支撑，浮箱平面尺寸足够大，以保 证风电机组抗倾稳定性。
根据选定锚链的w和已知的H、T可求得l和L。
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锚链受力在平面上的分解
5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
浮式基础设计
海上风电机组浮式基础设计步骤
总体尺寸规划； 水静力分析； 稳性分析； 水动力分析； 结构设计（构件尺寸、桁架和塔柱的强度及疲劳分析等）
影响浮式基础强度和安全的载荷因素
也不能无限制地拉紧，否则，其吸收外荷载作用在浮箱上的动能能力将变小。
锚链预紧力的控制方法是使锚链与浮箱底水平面夹角 为设计角度， 一般
为 50°～55°，此时系泊力最小。

能源安全
海上风力发电可以减少对 化石燃料的依赖，提高能 源安全性。
经济发展
海上风力发电项目可以促 进当地经济发展，提高就 业率，同时为政府带来税 收收入。
海上风电机组的基础结构类型
单桩基础
单桩基础由一个大型桩柱 和上部结构组成，通过桩 柱将机组重量传递到海底 地基。
导管架基础
导管架基础由一个或多个 导管架组成，上面安装有 叶片和机舱等设备。
疲劳分析
考虑到海上风电机组运行过程中承受的疲劳载荷 ，对关键部位进行疲劳分析和优化。
结构设计的优化
材料选择
选择高强度、轻质、耐腐蚀的材料，提高基础结构的性能和耐久 性。
构造优化
通过优化基础结构的构造方式，提高整体性能和稳定性。
细节处理
对关键部位进行细节处理，如加强筋、倒角等，提高结构的安全性 和可靠性。
安装质量控制
验收质量控制
在安装过程中，进行质量检验和监督，确 保安装精度和质量。
在验收时，进行质量检验和评估，确保基 础结构的质量和安全性。
安装过程中的问题及解决方案
定位精度问题
在安装过程中，可能存在定位精度不足的问题，导致安装 困难。解决方案是使用高精度的GPS等定位设备，提高定 位精度。
支撑架稳定性问题
浮体基础
浮体基础由浮体和锚链组 成，通过锚链将机组固定 在指定位置。
海上风电机组的基础结构材料
高强度钢材
用于制造桩柱、导管架和锚链 等结构件。
铝合金
用于制造叶片和其他轻量化部件。
复合材料
用于制造机舱罩、导流罩等部件， 具有轻量化和抗腐蚀等优点。
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海上风电机组基础结构设 计
结构设计原则
安全性
海上风电机组基础结构应能够承 受极端自然环境和地震等自然灾 害的影响，确保结构安全性和稳

德国北方风电项目
德国北方风电项目是全球最大的陆上风电项目之一，位于德国北部沿海地区。该项目由多个风电场组成，总装机 容量超过400兆瓦，每年可提供约1.2太瓦时的清洁能源。该项目采用先进的涡轮发电机技术，提高了能源转换效 率和可靠性。
中国风力发电项目介绍
甘肃酒泉风电基地
甘肃酒泉风电基地是中国最大的风电基地之一，位于甘肃省酒泉市。该基地总装机容量超过1000兆 瓦，拥有数千台风力发电机组，覆盖面积超过200平方公里。该基地的建设推动了当地经济发展和清 洁能源产业的发展。
风能资源的分布不均，主要集中在沿海地区、草原地区和部分山 区，其他地区的风能资源相对较少。
对土地资源的需求
建设风电场需要占用大量的土地资源，可能会对当地生态环境造成 一定影响。
对电网的依赖
风能具有不稳定性，因此需要依赖电网进行调节和平衡，对电网的 运行管理提出了更高的要求。
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风力发电技术
风力发电机组
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风力发电机组是风力发电的核 心设备，包括风轮、发电机、
塔筒等部分。
风轮将风能转化为机械能，通 过传动系统传递给发电机，最
终转化为电能。
风力发电机组有水平轴和垂直 轴两种类型，其中水平轴风力
发电机组应用更为广泛。
风力发电机组的功率和转速受 风速影响，需要进行调速和限
幅控制。
风力发电控制系统
清洁环保
风力发电是一种清洁能源，不会 排放有害气体和废弃物，对环境 友好。
风力发电的优势与局限性
节能高效
随着技术的不断进步，风力发电机组的效率和可靠性不断提高，能够满足大规 模能源需求。
地理分布广泛
风能分布广泛，尤其在沿海地区和内陆高原地区，具有较大的开发潜力。