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3 j b- e* [- E9 {/ m2 v% A9 ? 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。 / l' C/ T$ u; }! E- i& T
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 。
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7 c' c: p; i: m- H/ s 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。 * J% m& @' v! b7 u |% `1 `. M
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。 ( g T! r5 {/ @2 Q; e+ J; 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。 + C5 Q, q p* Z& ^7 i
下图是导管架安装和受台风影响而倾斜的照片。
4 s; N; _7 z; `" ~7 C, I* o6 Y 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。 + W1 m" z& L6 v3 W/ A
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。
9 w1 L7 I5 C9 S! | 海缆的主要风险是海底冲刷和抛锚、拖网等人为破坏。 $ M$ R! N3 B2 v" x! {2 c0 O W
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。 ' u; |1 B* |, m9 c" V; V
多波束和侧扫声纳:
: D/ p+ |" j% x# V 管线仪、三维剖面仪、磁力仪和海缆仪: ( E2 F5 L r; ]- ?2 t0 N$ a2 Z! O
三维声纳、水下机器人、合成孔径声纳:
% C0 w# L# H0 f6 ]5 b 参考文献 6 m1 g% [2 ]( q
风电运维的勘察技术探讨
6 Y: s* h* s; V J1 x+ h' R% c https://www.sohu.com/a/679192743_121124362 . @5 a" i! n: R: x0 |; | j
海上风电单桩基础局部冲刷与防护研究_徐思远
% D' R! }5 `! e/ ? http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2022-10/17/content_25944775.htm : |; H, B, a R6 M. X
https://wind.in-en.com/html/wind-2435718.shtml
, F5 r5 Y- S% `6 c3 U3 p7 R https://wind.in-en.com/html/wind-2404648.shtml 2 s. }9 K ~; M6 M$ |, J
2023海上风电回顾与展望 ) N0 ^5 v2 {! r0 B& y( E% J
海上风机导管架基础循环受荷性状与分析方法_周文杰
/ _# L% e% Y: N https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202308/content_6897588.htm . D0 d! j) i. Y# u
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0 u7 ^4 D9 Z# z8 x$ E& i6 P, ? 1、海洋调查设备的安装、测量和使用;
) C9 i+ f, S" u+ r' W( ~: x3 J 2、海洋调查数据的后处理和图件编制; 2 e0 v- E9 d) E
3、自编软件的开发和使用 。 ; d) J, F; a. g7 Z
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1、 2021年年终总结及文章索引 % H# ?1 [5 X' f* }8 i
2、 2022年年终总结及文章索引 0 k, ~+ I X( n/ F
3、2023年年终总结及文章索引 $ {/ e; Z" T1 f+ h: g, p
4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取
1 t, S( B1 `- b8 q7 ?( A 5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载
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