深远海漂浮式风电技术发展现状与思考

切实推进深远海资源开发是全面建设海洋强国的必然要求。随着“双碳”目标的提出,我国深远海资源开发肩负起绿色能源转型的历史使命。深远海漂浮式风电作为海洋绿色能源开发的重要组成部分,在欧洲已经逐步取代传统化石能源,相关技术和产业链优势明显。由于海洋环境条件特征和发展模式存在差异,我国深远海漂浮式风电开发无法照搬国外开发模式,需结合我国国情与现有工业基础,发展具有中国特色的深远海漂浮式风电技术体系。文章回顾我国海洋能源开发历程,结合我国深水油气工程技术发展,在分析国内外漂浮式风电发展现状和前景的基础上,提出我国深远海漂浮式风电发展面临的挑战。最后,针对国内漂浮式风电在大型化、轻量化、高端化、智能化发展趋势下需要解决的科学技术问题,给出国内漂浮式风电发展建议。

漂浮式风电技术现状及中国深远海风电开发前景展望

随着海上风电高速发展及近海场址资源趋紧,适用于深远海域风资源利用的海上漂浮式风电成为中国海上风电未来发展方向。本文介绍国外和国内漂浮式风电发展历程与现状,详细阐述了漂浮式风电从样机示范、小型漂浮式风电场到大规模商业化开发的发展路径,分析不同漂浮式风电基础概念及其特点。剖析了中国漂浮式风电本土化发展所需要面临的技术挑战,主要包括大容量漂浮式风力发电机组、低成本漂浮式风电基础平台、新型系泊系统国产化研制、动态缆系统研制、高效建造安装施工模式和智慧运维安全保障等。针对中国独有的海洋环境、港口码头状况和风电产业链情况,提出了海上漂浮式风电研究方向和发展建议:研发设计适用于中国深远海抗台型大容量漂浮式风电,突破漂浮式风电降本平价发展瓶颈;考虑高效集约用海布局,规模化发展漂浮式风电场;强健漂浮式风电产业完整供应链,推进核心部件和设备国产化进程;创新“海上风电+”新模式新路径,探索海上风电与油气田多能互补融合发展。本文研究对海上漂浮式风电平价商业化开发和扩展海洋能源利用空间具有重要意义。

深远海域漂浮式海上风电基础分析及展望

随着全球环境及能源局势不断变化,可再生能源的开发利用得到广泛的重视。占地球面积70%以上的海洋蕴藏着丰富的能源开发潜力,同时,由于风电能源具有可再生性强,绿色环保,成本较低等优点,使得海上风电能源作为最具开发前景的可再生能源之一,得到国内外大量的研究。文章从技术特点、适用范围及典型案例等方面对适用于深远海风电场建设的漂浮式基础结构进行了介绍,并对漂浮式基础海上风电场的未来发展进行了展望。

漂浮式海上风机施工安装现状与发展趋势及技术挑战

漂浮式海上风机是开发和利用海上风能资源的关键技术装备,对拓展海上风电的开发空间具有重要战略意义。施工安装是漂浮式海上风机全生命周期的重要环节,也是实现海上风电经济、安全和高效开发的关键。然而随着海上风机的深远海和大型化发展,施工安装难度大幅提升,现有安装工艺及技术装备无法满足其安装作业需求。本文首先回顾了国内、外漂浮式海上风机发展历程,展望了未来漂浮式海上风机在降本增效以及解决施工安装难题中的创新设计理念;然后在此基础上,通过工程案例分析,总结梳理漂浮式海上风机运输安装工艺,分析漂浮式海上风机运输安装关键问题与技术挑战;最后针对漂浮式海上风机施工安装难题,从新工艺、新装备和新技术等方面提出发展建议,以期为漂浮式海上风电迈向深远海提供参考。

漂浮式风电开发技术研究

针对全球能源需求的增加,通过总结漂浮式风电技术发展现状及面临的挑战,并对关键技术及其安全性进行了分析,找出了该项技术在能源开发方面的潜力及其应用。通过对漂浮式风电系统结构安全性,运行环境安全性以及实践应用案例进行深入研究,提出了改善系统安全性的一些措施和方法。同时讨论了漂浮式风电技术在技术创新,产业化发展以及国际合作等方面的未来趋势,以期对漂浮式风电可持续发展起到理论支持与实践指导作用。

基于深远海海上风电芯柱式嵌岩桩基础混凝土施工技术的探讨

本文作者参与了三峡阳西沙扒海上风电项目的施工,对基于深远海海上风电芯柱式嵌岩桩基础混凝土施工技术进行了探讨和研究。首先,通过对深远海施工环境进行分析,探讨了深远海芯柱式嵌岩桩基础混凝土施工所面临的挑战和困难。然后,从嵌岩平台旋挖钻成孔施工、钢筋笼下放、混凝土灌注、桩身检测等方面,提出了相应的施工技术、事故原因分析和预防处理措施。通过对这些技术的探讨,旨在为深远海海上风电芯柱式嵌岩桩基础混凝土施工提供有效的指导和参考。

漂浮式技术助力海上风电走向深远海

海上风电是我国能源结构的重要组成部分,漂浮式技术是深远海海上风电开发的主要技术手段。目前我国漂浮式海上风电已正式迈入研发示范阶段,漂浮式海上风电主要由漂浮式基础、系泊系统、漂浮式风电机组、动态海缆四部分组成,其每项技术都与传统固定式海上风电有较大不同。攻克漂浮式风电设计技术难题,实现关键设备国产化,研发更大的漂浮式风电机组,是目前实现漂浮式风电规模化开发的前提条件,也是未来漂浮式风电走向平价的重要途径。依托漂浮式海上风电发展多产业融合将是未来深远海开发的重要模式。

陈棋:给风电机组在深远海“安家”

“我国自主研制的全球最大单体容量漂浮式海上风电机组——‘海鹰’平台正在进行样机测试。”在前不久举行的第九届全球海上风电大会上,运达能源科技集团股份有限公司总工程师、“海鹰”平台总设计师陈棋透露。

深远海域TLP漂浮式风电施工技术

通过结合国外TLP施工技术以及国内近海风电施工经验,研究了陆域建造、风机拼装、海上运输与海上安装的TLP风电施工技术,同时调研分析了海上安装采用的锚固基础、筋键与连接器的适应性等,并对TLP风电大规模施工提出建议,研究结论对我国将来开发深远海漂浮式风电具有一定借鉴意义。

漂浮式风电发展趋势综述

随着漂浮式风电商业化进程的加快,漂浮式风电的技术发展从最初的导入期逐渐过渡到创新发展期。围绕漂浮式风电产业链的主要环节,以降本增效为导向,阐述漂浮式风电的发展趋势,综合分析漂浮式风电发展面临的挑战与机遇。

漂浮式风电开发技术研究综述

中国深远海海上风电资源储量巨大,是未来海上风电高质量发展的重要领域。漂浮式海上风电是深远海风电开发的主要形式之一,市场空间广阔,对实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。从漂浮式风电总体现状、漂浮式基础、机组容量、传动系统和外输方案等5个领域归纳总结我国漂浮式海上风电关键技术发展的趋势;针对目前我国海上风资源、台风条件等现状,给出潜在漂浮式风电场址并对其进行分析;提出促进我国海上风电产业健康有序发展的对策与建议,以期为相关从业人员提供参考。

世界首个半潜式“双百”深远海浮式风电项目并网成功

本刊讯据WorldOil网站2023年5月22日报道,中国海洋石油集团有限公司(China National Offshore Oil Corporation,CNOOC)宣布,深远海浮式风电平台“海油观澜号”已成功并网发电,这是世界上第一个水深过百米、离岸距离超百公里的半潜式“双百”深远海浮式风电项目。该项目位于中国南海西部文昌海域,离岸距离136 km,水深120 m,项目主力生产设施“海油观澜号”装机容量7.25 MW,是中国首个深远海浮式风电平台,可在极具挑战性的海洋条件下为海上油气田群稳定供电,年均发电量达2200×10^(4) kW・h,可节省天然气近千万立方米,减少二氧化碳排放约2.2×10^(4) t。

漂浮式海上风电将掀起能源革新浪潮

今年3月,美国能源部发布海上风电普及战略,目标是让海上风电装机容量由现在的数万千瓦,提高至2050年的1.1亿千瓦。目前在全世界范围内普及的是固定在海底的着床式风电机组,其适合浅水海滩,很难应用于水深超过50米的海域,因此尚未大规模商用。让发电设备浮于海上的漂浮式系统成为美国海上风电战略的关键。美国能源部长珍妮·格兰霍姆强调:“这是21世纪最有潜力的清洁能源技术之一,将使美国到2035年实现无碳电力。”

长星风电新技术：海上组合式漂浮平台技术

2011年10月15日，备受业界瞩目的长星风电“2MW／3MW整机成果鉴定会暨海上组合式漂浮平台技术评审会”在长星集团隆重举行。

漂浮式风电平台动态海缆用绝缘材料性能研究

近年来,利用海上漂浮式风电平台开发风电资源逐渐成为能源开发的重要发展方向之一。动态海缆作为风机与静态海底电缆间的连接装置,是海上能源输送系统的关键设备。在动态海缆运行过程中,其往往面临着电—热—机械等多种失效因素,这对动态海缆的关键材料尤其是绝缘材料的性能提出了更高的要求。文中针对一种超纯净均聚抗水树交联聚乙烯材料进行研究,结合动态海缆可能面临的失效风险因素,对绝缘材料的机械性能、电气性能及耐温性能进行测试,验证材料作为动态海缆绝缘材料的适用性。

漂浮式海上风电在我国的发展前景分析

随着近浅海资源开发逐渐趋于饱和,海上风电的发展势必走向深远海领域。漂浮式基础是深远海风电的重要组成部分。我国深远海风能资源丰富,开发潜力大,适宜通过漂浮式技术带动深远海风电产业的发展。同时我国海床结构多样化,漂浮式基础能使机组摆脱不同海床条件的束缚,减少海上作业。而且深远海风电开发不占据岸线和航道资源,能减少或避免对沿海工业生产和居民生活的不利影响,有望带动新的经济增长点与其他行业发展。基于发展深远海漂浮式风电的必要性与可行性,我国应提前谋划,推动行业全面发展。一是通过政策支持营造良好的外部环境,促进降本增效,实现产业链的良性循环。二是要加强漂浮式关键技术和配套技术的自主研发,培育专业化人才队伍,搭建综合型海上风电产业基地。三是要学习借鉴欧洲的经验,通过"走出去"、"请进来"两种途径参与国际合作,制定适用于我国漂浮式海上风电的技术方案,形成具有自主知识产权的核心技术,提升国际竞争力。

自升式海上风电安装平台发展概述

近年来,随着“碳达峰”“碳中和”政策的落地,作为绿色清洁能源的海上风电得到了大力发展。海上风电场分布从浅深水区域扩展到深远海区域,适用于深远海区域海况条件的自升式海上风电安装平台随之出现并不断地进行技术迭代和船型更新。文章对国内外自升式海上风电安装平台的发展历程和趋势进行了总结和展望,为我国海上风电安装事业发展提供一定借鉴和参考。

基于水动力分析的15 MW级半潜式漂浮基础优化研究

半潜漂浮式基础是适合深远海风电资源开发的一种安全经济的基础形式,基础单位兆瓦用钢量是影响开发投资的重要因素,也是浮式基础先进性的技术指标之一。为此,以15 MW级三立柱半潜式基础为研究对象,减小边柱直径以降低用钢量,通过对比优化前后的浮式基础水动力性能,验证优化后的浮式基础设计可行性及合理性。结果表明,优化后的浮式基础水动力性能优异,运动及系泊载荷等响应特征满足设计目标,水动力性能基本与优化前一致,说明减小边立柱尺寸是可靠、可行的优化方向,为降低浮式基础用钢量提供了新的思路和路径,有利于推动深远海海上风电的商业应用。

基于TLP漂浮式风电基础的筋键连接器方案研究

随着海上风电的不断发展,水深的增加使传统风电基础面临造价昂贵的难题,建造漂浮式风电是解决造价问题的最有效途径[1]。文章依托于上海市深远海域海上风电重大示范工程前期研究课题,针对TLP漂浮式风电基础,研究提出TLP漂浮式风电基础的筋键连接器国产化技术方案。

浅谈深远海域风电发展前景

针对国内外海上风电及深远海域风电的发展现状进行了调研,结合目前正在开展的《上海市深远海域海上风电重大示范工程前期研究》的基本情况,预测了深远海域风电的发展前景。