海上風(fēng)電綜述-課件

海上風(fēng)電綜述

1PPT課件海上風(fēng)電綜述海上風(fēng)電海上風(fēng)電的特點(diǎn)海上風(fēng)電相關(guān)課題海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀2PPT課件海上風(fēng)電海上風(fēng)電的特點(diǎn)海上風(fēng)電相關(guān)課題海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀2PP世界上第一座海上風(fēng)電站1991年建于丹麥。由于海上風(fēng)電的建設(shè)難度較大、維護(hù)成本高，世界海上風(fēng)電的建設(shè)一直停滯不前。2008

年以后，歐洲的海上風(fēng)電建設(shè)開(kāi)始逐步進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。2008

和2009

連續(xù)兩年世界海上風(fēng)電新增容量均超過(guò)50萬(wàn)千瓦。2009

年歐洲已建立了10

個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)。世界海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀3PPT課件世界上第一座海上風(fēng)電站1991年建于丹麥。世界海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)我國(guó)海上可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源是陸上風(fēng)能資源的3倍。風(fēng)能密度

通過(guò)單位截面積的風(fēng)所含的能量稱為風(fēng)能密度，常以w/m2來(lái)表示。也就是空氣子一秒鐘時(shí)間內(nèi)以V的速度流過(guò)單位面積所產(chǎn)生的動(dòng)能為風(fēng)能，其一般表達(dá)式為：E——風(fēng)能密度

V——空氣速度中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風(fēng)資源豐富4PPT課件我國(guó)海上可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源是陸上風(fēng)能資源的3倍。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)5PPT課件5PPT課件風(fēng)能豐富區(qū)：

我國(guó)東南沿海、山東半島和遼東半島及其附近的海島、內(nèi)蒙古北部和松花江下游地區(qū)、新疆和甘肅有些地區(qū)，都是風(fēng)能豐富區(qū)。一般超過(guò)200w/m2,有些海島甚至可達(dá)300w/m2，如福建省有的海島上最高達(dá)500w/m2，3~20m/s有效風(fēng)速出現(xiàn)頻率高達(dá)70%，全年在6000h以上。東南沿海地區(qū)的風(fēng)能資源主要集中在海島和距離海岸線10km內(nèi)的沿海陸地區(qū)域。由于受丘陵地勢(shì)的影響，海風(fēng)登陸后風(fēng)速下降，在離海岸50km后一般風(fēng)速要降低到60%~65%。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風(fēng)資源豐富6PPT課件風(fēng)能豐富區(qū)：中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)能較豐富區(qū)

從汕頭海岸向北沿東南沿海約20~50km地帶和東海及渤海沿岸地區(qū)，從東北圖們江口向西沿燕山北麓經(jīng)河西走廊到艾比湖南岸，橫穿我國(guó)東北、華北、西北的廣大地區(qū)，以及西藏高原中部和北部地區(qū)，都是風(fēng)能較豐富區(qū)。風(fēng)能可利用區(qū)

風(fēng)能可利用區(qū)包括南嶺以南，離海岸約在50~100km的地帶，大、小興安嶺山地，三北地區(qū)中部，黃河和長(zhǎng)江中下游以及川西和云南部分地區(qū)。風(fēng)能貧乏區(qū)

除去上述三區(qū)域外均為風(fēng)能貧乏區(qū)。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風(fēng)資源豐富7PPT課件風(fēng)能較豐富區(qū)中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

可以看出，我國(guó)海上風(fēng)電資源也比較豐富。據(jù)估計(jì)，海上可開(kāi)發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量達(dá)7.5億千瓦，是陸上風(fēng)能資源的3倍，海上風(fēng)能資源的開(kāi)發(fā)利用在我國(guó)有廣闊的前景。在海上風(fēng)電資源中，5米到25米水深線以內(nèi)的近海區(qū)域、海平面以上50米高度可裝機(jī)容量約2億千瓦時(shí)；25米到50米水深，70米高度風(fēng)電可裝機(jī)容量約5億千瓦時(shí)。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風(fēng)資源豐富8PPT課件可以看出，我國(guó)海上風(fēng)電資源也比較豐富。據(jù)估計(jì)，海上可開(kāi)發(fā)和利我國(guó)的負(fù)荷中心主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，耗電量大的沿海省份，而陸上風(fēng)能資源則主要在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的西部地區(qū)。大規(guī)模陸上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)面臨長(zhǎng)距離輸電的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)制約。而海上風(fēng)電則可直接接入負(fù)荷中心就地消納，對(duì)于因用地和環(huán)保壓力導(dǎo)致本地電源越來(lái)越少的負(fù)荷中心電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，海上風(fēng)電的加入無(wú)疑有助于提高其本地電源的支撐能力。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——距離負(fù)荷中心近9PPT課件我國(guó)的負(fù)荷中心主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，耗電量大的沿海省份，而陸上2010年7月，上海東海大橋10萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)34臺(tái)機(jī)組正式投運(yùn)，并開(kāi)始為上海世博會(huì)提供清潔能源。東海大橋風(fēng)電場(chǎng)是歐洲之外全球第一個(gè)海上風(fēng)電并網(wǎng)項(xiàng)目，也是中國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)端。2012年11月國(guó)內(nèi)第二座大型海上風(fēng)電場(chǎng)——位于江蘇如東環(huán)港外灘的潮間帶區(qū)域的如東海上示范風(fēng)電場(chǎng)全部建成投產(chǎn)，總?cè)萘繛?82MW。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——近期海上風(fēng)電項(xiàng)目10PPT課件2010年7月，上海東海大橋10萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電場(chǎng)34臺(tái)機(jī)組正中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——東南沿海發(fā)展規(guī)劃11PPT課件中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——東南沿海風(fēng)電場(chǎng)分為陸上風(fēng)電場(chǎng)和海上風(fēng)電場(chǎng)兩類。其中，海上風(fēng)電場(chǎng)包括潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場(chǎng)、近海風(fēng)電場(chǎng)和深海風(fēng)電場(chǎng)。陸上風(fēng)電場(chǎng)：指在陸地和沿海多年平均大潮高潮線以上的潮上帶灘涂地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)，包括在有固定居民的海島上開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)。潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場(chǎng)：指在沿海多年平均大潮高潮線以下至理論最低潮位以下5m水深內(nèi)的海域開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)。近海風(fēng)電場(chǎng)：指在理論最低潮位以下5m～50m水深的海域開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)，包括在相應(yīng)開(kāi)發(fā)海域內(nèi)無(wú)固定居民的海島和海礁上開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)。深海風(fēng)電場(chǎng)：指在大于理論最低潮位以下50m水深的海域開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)，包括在相應(yīng)開(kāi)發(fā)海域內(nèi)無(wú)固定居民的海島和海礁上開(kāi)發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場(chǎng)。中國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

——東南沿海發(fā)展規(guī)劃12PPT課件風(fēng)電場(chǎng)分為陸上風(fēng)電場(chǎng)和海上風(fēng)電場(chǎng)兩類。其中，海上風(fēng)電場(chǎng)包括潮地理位置風(fēng)機(jī)容量投資成本風(fēng)機(jī)出力預(yù)測(cè)電能輸送方式海上風(fēng)電的特點(diǎn)13PPT課件地理位置海上風(fēng)電的特點(diǎn)13PPT課件地理位置：與陸上風(fēng)電場(chǎng)相比，海上風(fēng)電場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)主要是不占用土地資源，基本不受地形地貌影響，但是要考慮能否取得海域的使用權(quán)。風(fēng)機(jī)容量：海上風(fēng)速較陸地大且日變化小，單機(jī)容量更大，可以達(dá)到3~5MW，年利用小時(shí)更高。投資成本：海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的技術(shù)難度較大，建設(shè)成本一般是陸上風(fēng)電場(chǎng)的2~3倍。海上風(fēng)電的特點(diǎn)14PPT課件地理位置：海上風(fēng)電的特點(diǎn)14PPT課件風(fēng)機(jī)出力預(yù)測(cè)

海上風(fēng)電出現(xiàn)強(qiáng)烈反調(diào)峰的程度和概率將強(qiáng)于陸上風(fēng)電，對(duì)于系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差較大的地區(qū)，海上風(fēng)電的接入將加大系統(tǒng)的調(diào)峰難度以及局部電網(wǎng)潮流的多樣性。

另外，海上風(fēng)電出力的季節(jié)特性為冬季比夏季高，而系統(tǒng)負(fù)荷的季節(jié)特性一般為夏季高、冬季低，因此冬季的海上風(fēng)電消納難度將高于夏季。

海上風(fēng)電的特點(diǎn)15PPT課件風(fēng)機(jī)出力預(yù)測(cè)海上風(fēng)電的特點(diǎn)15PPT課件電能輸送方式直流輸電適合于海下電纜輸送，在同等絕緣條件下，直流電纜的允許工作電壓比在交流電壓下約高3倍，絕緣老化慢，使用壽命長(zhǎng)。

隨著近海風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，場(chǎng)址距離陸地的主電網(wǎng)越來(lái)越遠(yuǎn)，以及電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)越來(lái)越受到風(fēng)力發(fā)電輸電系統(tǒng)，尤其是海上輸電的青睞，更能體現(xiàn)出其成本、維護(hù)、輸電質(zhì)量等方面的優(yōu)越性。

海上風(fēng)電的特點(diǎn)16PPT課件電能輸送方式海上風(fēng)電的特點(diǎn)16PPT課件海上風(fēng)電選址問(wèn)題海上風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題海上風(fēng)電功率預(yù)測(cè)海上風(fēng)電相關(guān)課題17PPT課件海上風(fēng)電選址問(wèn)題海上風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題海上風(fēng)電功率預(yù)測(cè)海上風(fēng)風(fēng)電場(chǎng)選址的概念風(fēng)電場(chǎng)選址是在認(rèn)真研究國(guó)家和地區(qū)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上，詳細(xì)調(diào)查地區(qū)風(fēng)能資源分布情況，廣泛收集區(qū)域風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)若干場(chǎng)址的風(fēng)能資源、電網(wǎng)接入和其它建設(shè)條件的分析和比較，確定風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)地點(diǎn)、開(kāi)發(fā)價(jià)值、開(kāi)發(fā)策略和開(kāi)發(fā)步驟的過(guò)程，是保證公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展的關(guān)鍵。海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址18PPT課件風(fēng)電場(chǎng)選址的概念海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址18PPT課我國(guó)在風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址方面的研究并不是很多，相關(guān)文獻(xiàn)主要是關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址過(guò)程中風(fēng)能資源條件、地形地質(zhì)條件等單個(gè)因素的評(píng)價(jià)選址、風(fēng)電場(chǎng)選址步驟及某地選址經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等，也有部分關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址綜合評(píng)價(jià)、風(fēng)能資源評(píng)估軟件的介紹。國(guó)外對(duì)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的研究比國(guó)內(nèi)要早，研究的范圍更廣，相關(guān)的報(bào)道也比較多。主要包括風(fēng)能資源評(píng)估、風(fēng)電場(chǎng)選址的社會(huì)因素分析、基于GIS的風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等。海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址19PPT課件我國(guó)在風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址方面的研究并不是很多，相關(guān)文獻(xiàn)主要是關(guān)于選址基本原則：風(fēng)能資源豐富、風(fēng)能質(zhì)量好滿足聯(lián)網(wǎng)要求具備交通運(yùn)輸和施工安裝條件保證工程安全滿足環(huán)境保護(hù)的要求規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模滿足經(jīng)濟(jì)性開(kāi)發(fā)要求，項(xiàng)目滿足投資回報(bào)要求，一般要求風(fēng)電場(chǎng)資本金回報(bào)率不低于8%海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址20PPT課件選址基本原則：海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址20PPT課件相對(duì)于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電選址問(wèn)題中的需要考慮的新問(wèn)題：

1.投資成本增加：無(wú)論是風(fēng)機(jī)還是建設(shè)維護(hù)費(fèi)用均要高于陸上風(fēng)電場(chǎng)；2.場(chǎng)址基本情況：范圍、水深、風(fēng)能資源以及海底的地質(zhì)條件；3.環(huán)境制約因素：是否對(duì)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)、水中生物、鳥(niǎo)類、航道、漁業(yè)和海防等造成負(fù)面影響。海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址21PPT課件相對(duì)于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電選址問(wèn)題中的需要考慮的新問(wèn)題：海上風(fēng)海上風(fēng)電場(chǎng)選址研究可能存在的創(chuàng)新點(diǎn)：1.將海上風(fēng)電場(chǎng)的新的影響因素考慮進(jìn)選址問(wèn)題2.可以應(yīng)用新的優(yōu)化算法，例如有人應(yīng)用模糊聚類來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題等等海上風(fēng)電場(chǎng)選址研究難點(diǎn)：1.資料數(shù)據(jù)如何獲得2.如何與現(xiàn)有選址軟件進(jìn)行比較，如何衡量選址效果海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上風(fēng)電選址22PPT課件海上風(fēng)電場(chǎng)選址研究可能存在的創(chuàng)新點(diǎn)：海上風(fēng)電相關(guān)課題——海上VSC-HVDC

技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的海上風(fēng)電等可再生能源并網(wǎng)的最佳技術(shù)方案。對(duì)于大規(guī)模海上海風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)，通常采用單、多端口

VSC-HVDC

系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。我國(guó)首個(gè)多端柔性直流輸電工程（南澳縣）就是為發(fā)展海上風(fēng)電作支撐的。海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題23PPT課件VSC-HVDC技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的海上風(fēng)電等可再生能源并海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題24PPT課件海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題24PPT課件大型海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC

的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法，以及在海上風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用等，例如海上風(fēng)電柔性直流輸電變流器的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、調(diào)制方法、均壓控制策略以及海上風(fēng)電場(chǎng)建模等關(guān)鍵技術(shù)。海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題25PPT課件大型海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)VSC-HVDC的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及變流器多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)現(xiàn)在采用的模塊化多電平換流器（MMC，modularmultilevelconverter)諧波含量少，應(yīng)用廣泛，缺乏直流側(cè)故障清除能力，且結(jié)構(gòu)不夠緊湊，成本偏高。

需要具有高變換性能，高可靠性，低損耗的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的提出是很困難的。海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題26PPT課件多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題26PP調(diào)制方法常用調(diào)制方法有正弦脈寬調(diào)制(sinusoidalPWM，SPWM)、多載波SPWM

方法、空間矢量調(diào)制(spacevectorPMW，SVPWM)以及特定諧波消除(selectiveharmonicseliminationPWM，SHEPWM)和最近電平調(diào)制(nearestlevelmodulation，NLM)等調(diào)制方式。海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題27PPT課件調(diào)制方法海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題27PPT課件均壓控制方法均壓就是要實(shí)現(xiàn)模塊電壓平衡。三電平變流器均壓控制方法相對(duì)成熟。多電平變流器均壓控制方法的基本思路有改變參考信號(hào)、載波信號(hào)、觸發(fā)脈沖的排列順序或多滯環(huán)寬度等。

海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題28PPT課件均壓控制方法海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題28PPT海上風(fēng)電傳輸可能存在的創(chuàng)新點(diǎn)

將數(shù)學(xué)智能算法應(yīng)用于逆變器的控制策略中海上風(fēng)電傳輸研究難點(diǎn)

高壓直流輸電模型不僅僅在海上風(fēng)電方面有應(yīng)用，如何體現(xiàn)與海上風(fēng)電的聯(lián)系海上風(fēng)電相關(guān)課題——風(fēng)電傳輸與并網(wǎng)問(wèn)題29PPT課件海上風(fēng)電傳