海上風電綜述-課件

海上風電綜述

1PPT課件海上風電綜述海上風電海上風電的特點海上風電相關課題海上風電發(fā)展現(xiàn)狀2PPT課件海上風電海上風電的特點海上風電相關課題海上風電發(fā)展現(xiàn)狀2PP世界上第一座海上風電站1991年建于丹麥。由于海上風電的建設難度較大、維護成本高，世界海上風電的建設一直停滯不前。2008

年以后，歐洲的海上風電建設開始逐步進入蓬勃發(fā)展階段。2008

和2009

連續(xù)兩年世界海上風電新增容量均超過50萬千瓦。2009

年歐洲已建立了10

個海上風電場。世界海上風電發(fā)展現(xiàn)狀3PPT課件世界上第一座海上風電站1991年建于丹麥。世界海上風電發(fā)展現(xiàn)我國海上可開發(fā)的風能資源是陸上風能資源的3倍。風能密度

通過單位截面積的風所含的能量稱為風能密度，常以w/m2來表示。也就是空氣子一秒鐘時間內(nèi)以V的速度流過單位面積所產(chǎn)生的動能為風能，其一般表達式為：E——風能密度

V——空氣速度中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風資源豐富4PPT課件我國海上可開發(fā)的風能資源是陸上風能資源的3倍。中國海上風電發(fā)5PPT課件5PPT課件風能豐富區(qū)：

我國東南沿海、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)，都是風能豐富區(qū)。一般超過200w/m2,有些海島甚至可達300w/m2，如福建省有的海島上最高達500w/m2，3~20m/s有效風速出現(xiàn)頻率高達70%，全年在6000h以上。東南沿海地區(qū)的風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。由于受丘陵地勢的影響，海風登陸后風速下降，在離海岸50km后一般風速要降低到60%~65%。中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

——海上風資源豐富6PPT課件風能豐富區(qū)：中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

風能較豐富區(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)，都是風能較豐富區(qū)。風能可利用區(qū)

風能可利用區(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，黃河和長江中下游以及川西和云南部分地區(qū)。風能貧乏區(qū)

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

——海上風資源豐富7PPT課件風能較豐富區(qū)中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

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

——海上風資源豐富8PPT課件可以看出，我國海上風電資源也比較豐富。據(jù)估計，海上可開發(fā)和利我國的負荷中心主要集中在經(jīng)濟發(fā)達，耗電量大的沿海省份，而陸上風能資源則主要在遠離負荷中心的西部地區(qū)。大規(guī)模陸上風電的開發(fā)面臨長距離輸電的技術和經(jīng)濟制約。而海上風電則可直接接入負荷中心就地消納，對于因用地和環(huán)保壓力導致本地電源越來越少的負荷中心電網(wǎng)來說，海上風電的加入無疑有助于提高其本地電源的支撐能力。中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

——距離負荷中心近9PPT課件我國的負荷中心主要集中在經(jīng)濟發(fā)達，耗電量大的沿海省份，而陸上2010年7月，上海東海大橋10萬千瓦海上風電場34臺機組正式投運，并開始為上海世博會提供清潔能源。東海大橋風電場是歐洲之外全球第一個海上風電并網(wǎng)項目，也是中國海上風電的發(fā)端。2012年11月國內(nèi)第二座大型海上風電場——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電場全部建成投產(chǎn)，總容量為182MW。中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

——近期海上風電項目10PPT課件2010年7月，上海東海大橋10萬千瓦海上風電場34臺機組正中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

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

——東南沿海風電場分為陸上風電場和海上風電場兩類。其中，海上風電場包括潮間帶和潮下帶灘涂風電場、近海風電場和深海風電場。陸上風電場：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)開發(fā)建設的風電場，包括在有固定居民的海島上開發(fā)建設的風電場。潮間帶和潮下帶灘涂風電場：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)的海域開發(fā)建設的風電場。近海風電場：指在理論最低潮位以下5m～50m水深的海域開發(fā)建設的風電場，包括在相應開發(fā)海域內(nèi)無固定居民的海島和海礁上開發(fā)建設的風電場。深海風電場：指在大于理論最低潮位以下50m水深的海域開發(fā)建設的風電場，包括在相應開發(fā)海域內(nèi)無固定居民的海島和海礁上開發(fā)建設的風電場。中國海上風電發(fā)展現(xiàn)狀

——東南沿海發(fā)展規(guī)劃12PPT課件風電場分為陸上風電場和海上風電場兩類。其中，海上風電場包括潮地理位置風機容量投資成本風機出力預測電能輸送方式海上風電的特點13PPT課件地理位置海上風電的特點13PPT課件地理位置：與陸上風電場相比，海上風電場的優(yōu)點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。風機容量：海上風速較陸地大且日變化小，單機容量更大，可以達到3~5MW，年利用小時更高。投資成本：海上風電場建設的技術難度較大，建設成本一般是陸上風電場的2~3倍。海上風電的特點14PPT課件地理位置：海上風電的特點14PPT課件風機出力預測

海上風電出現(xiàn)強烈反調(diào)峰的程度和概率將強于陸上風電，對于系統(tǒng)負荷峰谷差較大的地區(qū)，海上風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，海上風電出力的季節(jié)特性為冬季比夏季高，而系統(tǒng)負荷的季節(jié)特性一般為夏季高、冬季低，因此冬季的海上風電消納難度將高于夏季。

海上風電的特點15PPT課件風機出力預測海上風電的特點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。

隨著近海風電場規(guī)模的不斷擴大，場址距離陸地的主電網(wǎng)越來越遠，以及電力電子技術的快速發(fā)展，柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術越來越受到風力發(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、輸電質(zhì)量等方面的優(yōu)越性。

海上風電的特點16PPT課件電能輸送方式海上風電的特點16PPT課件海上風電選址問題海上風電傳輸與并網(wǎng)問題海上風電功率預測海上風電相關課題17PPT課件海上風電選址問題海上風電傳輸與并網(wǎng)問題海上風電功率預測海上風風電場選址的概念風電場選址是在認真研究國家和地區(qū)風電發(fā)展規(guī)劃的基礎上，詳細調(diào)查地區(qū)風能資源分布情況，廣泛收集區(qū)域風電場運行數(shù)據(jù)，通過對若干場址的風能資源、電網(wǎng)接入和其它建設條件的分析和比較，確定風電場的建設地點、開發(fā)價值、開發(fā)策略和開發(fā)步驟的過程，是保證公司風電產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展的關鍵。海上風電相關課題——海上風電選址18PPT課件風電場選址的概念海上風電相關課題——海上風電選址18PPT課我國在風電場宏觀選址方面的研究并不是很多，相關文獻主要是關于風電場宏觀選址過程中風能資源條件、地形地質(zhì)條件等單個因素的評價選址、風電場選址步驟及某地選址經(jīng)驗總結等，也有部分關于風電場環(huán)境影響評價、風電場宏觀選址綜合評價、風能資源評估軟件的介紹。國外對風電開發(fā)的研究比國內(nèi)要早，研究的范圍更廣，相關的報道也比較多。主要包括風能資源評估、風電場選址的社會因素分析、基于GIS的風電場宏觀選址系統(tǒng)開發(fā)等。海上風電相關課題——海上風電選址19PPT課件我國在風電場宏觀選址方面的研究并不是很多，相關文獻主要是關于選址基本原則：風能資源豐富、風能質(zhì)量好滿足聯(lián)網(wǎng)要求具備交通運輸和施工安裝條件保證工程安全滿足環(huán)境保護的要求規(guī)劃裝機規(guī)模滿足經(jīng)濟性開發(fā)要求，項目滿足投資回報要求，一般要求風電場資本金回報率不低于8%海上風電相關課題——海上風電選址20PPT課件選址基本原則：海上風電相關課題——海上風電選址20PPT課件相對于陸上風電，海上風電選址問題中的需要考慮的新問題：

1.投資成本增加：無論是風機還是建設維護費用均要高于陸上風電場；2.場址基本情況：范圍、水深、風能資源以及海底的地質(zhì)條件；3.環(huán)境制約因素：是否對當?shù)芈糜螛I(yè)、水中生物、鳥類、航道、漁業(yè)和海防等造成負面影響。海上風電相關課題——海上風電選址21PPT課件相對于陸上風電，海上風電選址問題中的需要考慮的新問題：海上風海上風電場選址研究可能存在的創(chuàng)新點：1.將海上風電場的新的影響因素考慮進選址問題2.可以應用新的優(yōu)化算法，例如有人應用模糊聚類來解決這個問題等等海上風電場選址研究難點：1.資料數(shù)據(jù)如何獲得2.如何與現(xiàn)有選址軟件進行比較，如何衡量選址效果海上風電相關課題——海上風電選址22PPT課件海上風電場選址研究可能存在的創(chuàng)新點：海上風電相關課題——海上VSC-HVDC

技術是當前國際公認的海上風電等可再生能源并網(wǎng)的最佳技術方案。對于大規(guī)模海上海風電場的并網(wǎng)，通常采用單、多端口

VSC-HVDC

系統(tǒng)并網(wǎng)拓撲結構。我國首個多端柔性直流輸電工程（南澳縣）就是為發(fā)展海上風電作支撐的。海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題23PPT課件VSC-HVDC技術是當前國際公認的海上風電等可再生能源并海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題24PPT課件海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題24PPT課件大型海上風電場并網(wǎng)VSC-HVDC

的關鍵技術主要涉及變流器拓撲結構和控制方法，以及在海上風電場中的應用等，例如海上風電柔性直流輸電變流器的多電平拓撲結構、調(diào)制方法、均壓控制策略以及海上風電場建模等關鍵技術。海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題25PPT課件大型海上風電場并網(wǎng)VSC-HVDC的關鍵技術主要涉及變流器多電平拓撲結構現(xiàn)在采用的模塊化多電平換流器（MMC，modularmultilevelconverter)諧波含量少，應用廣泛，缺乏直流側故障清除能力，且結構不夠緊湊，成本偏高。

需要具有高變換性能，高可靠性，低損耗的新型拓撲結構，但是新拓撲結構的提出是很困難的。海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題26PPT課件多電平拓撲結構海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題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。海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題27PPT課件調(diào)制方法海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題27PPT課件均壓控制方法均壓就是要實現(xiàn)模塊電壓平衡。三電平變流器均壓控制方法相對成熟。多電平變流器均壓控制方法的基本思路有改變參考信號、載波信號、觸發(fā)脈沖的排列順序或多滯環(huán)寬度等。

海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題28PPT課件均壓控制方法海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題28PPT海上風電傳輸可能存在的創(chuàng)新點

將數(shù)學智能算法應用于逆變器的控制策略中海上風電傳輸研究難點

高壓直流輸電模型不僅僅在海上風電方面有應用，如何體現(xiàn)與海上風電的聯(lián)系海上風電相關課題——風電傳輸與并網(wǎng)問題29PPT課件海上風電傳