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; J6 o5 t* n/ X" G: a 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。 + W% \3 P8 ?4 q$ f/ r
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 。 + m4 [6 [! ^& ] x- G

& S. N6 N) S. ~. G5 l 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。
7 _3 r1 x! g2 l$ r 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。 * v h* M' J6 D2 r- E
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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。
" A2 w$ V* `1 v. B7 z( W9 \! M 下图是导管架安装和受台风影响而倾斜的照片。 @9 p8 m* ], M% A7 b. K* T: v. [% f
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。
( z( Z* r; G7 {% ? e 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。 ) R0 I) G" B4 U( d; ]- K; }
海缆的主要风险是海底冲刷和抛锚、拖网等人为破坏。 + ~+ W5 I2 `) L8 R5 u9 ]! i
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。 , @: w9 D& f2 X
多波束和侧扫声纳:
6 `/ v8 E4 E( R3 \# G/ g" P; _ 管线仪、三维剖面仪、磁力仪和海缆仪: & }/ y' S9 |0 o r' v0 I0 C
三维声纳、水下机器人、合成孔径声纳:
7 h5 u! g# F9 P! B) b 参考文献
/ z2 r" d' c' G0 L+ j: V 风电运维的勘察技术探讨 9 m3 y$ U7 r) Q) p3 p, }( z7 k
https://www.sohu.com/a/679192743_121124362 ) i# b# v( X3 o
海上风电单桩基础局部冲刷与防护研究_徐思远
# K2 A( |7 L8 f6 [6 M http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-10/17/content_25944775.htm 9 a2 Z& q* P2 o$ X, ]
https://wind.in-en.com/html/wind-2435718.shtml R+ d- X y. }
https://wind.in-en.com/html/wind-2404648.shtml 1 T( I4 X l" m4 o9 F
2023海上风电回顾与展望 . }& q! ]- D8 u2 [6 u# n R
海上风机导管架基础循环受荷性状与分析方法_周文杰
2 j' X( h9 u' C; _/ P& F https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202308/content_6897588.htm # i; ]6 @' S% C; a6 s
“xiaok海洋测绘网”是一个博客性质的网站,博主住在美丽的海滨城市--青岛,常年在沿海和大洋从事着艰苦的海洋调查工作。网站的内容是博主和同事们学习和工作的总结,主要包括三个方面:
7 V3 r& F4 Z0 b7 r7 _ 1、海洋调查设备的安装、测量和使用; , ?0 `3 S2 S$ z4 J5 r4 j
2、海洋调查数据的后处理和图件编制;
8 ^& f2 r2 M( D- E W& i. B3 w8 o2 l$ Z 3、自编软件的开发和使用 。
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$ w6 y8 [9 |* i7 H6 t 1、 2021年年终总结及文章索引
; l0 o3 N2 j) c! Q9 c7 j D# s7 w 2、 2022年年终总结及文章索引
3 S- b# S& R U# J3 T7 k% e 3、2023年年终总结及文章索引 " ?) ~5 s3 U* s' m5 |$ a* Y q
4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取 ) d# f! z% z. y) C
5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载 - W# z g$ \4 U4 V+ @% D
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