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1.5永磁直驱海上型风电机组设计经验

2012-07-30 16:29
月城清浅
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  1 引言

  2007年金风科技与海油(北京)能源投资有限公司合作,利用中国海油海上废弃的单点基础结构作为风电机组的基础,安装一台金风70/1500永磁直驱海上型风电机组。海上型机组由金风科技对现有的1.5MW机组进行设计改进,使之适用于海上环境。

  海上风电机组不同于陆上风电机组,由于运行环境条件的更为恶劣,海上机组一般比陆上机组具有更高的设计要求。在海上风电机组设计过程中,参考国外的设计规范和已投运的海上风电机组的经验,除了陆上机组的一般设计技术要求外,还需要考虑由于海上环境条件对风电机组可能造成的影响,主要包括:海上的风流场与陆地风流场的差别、海上的风资源特性差异、海上波浪特性、海床环境特性、海上环境的影响以及其他一些特殊海况的影响因素。

  下面将从海上风电机组的选型、海上机组的外部条件和运行条件、海上机组的载荷、海上机组的零部件设计要求、防腐蚀保护、海上运输和安装、海上运行和维护几个方面来进行说明。

  2 场址

  场址位于渤海辽东湾南部海域的绥中36-1油田,机组基础离岸距离为70 km,海域水深为30m-31m。总体布局参见图1。

  油田二期的4台透平发电机组采用的是三相三线50Hz的无刷励磁发电机组,额定电压为6.3 kV,单机额定输出功率为10000kW. 3台透平并联

  运行,1台备用。供应井口平台的电·压先升为10.5 kV,再降低至400V后供应各个平台的生产生活用电负荷,整个电网为三相三线制的中性点

  不接地系统。机组发出的电由690/6.3 kV变压器升压后通过5 km的海底电缆输送到中心平台。

  3 机组设计

  一般情况这一海域的湍流强度比较小,从历史资料分析,没有台风直接影响渤海区域。由于气象站没有标准偏差的记录,无法计算湍流强度。根据测风数据,该区域属于IEC-“类风区,机组的安全等级确定为IECIIA。

  金风70/1500kW海上型风电机组是直驱永磁同步发电机,三叶片变桨调节,上风向,主动偏航的风力发电机组。基本参数如下:

  安全等级:IECIIA

  叶轮直径:70m

  额定功率:1500 kW

  轮毅中心距海平面距离:57m

  3.1载荷计算

  采用Bladed软件建立整机动态仿真模型。进行风力发电机整机性能初步计算,根据计算结果对风力发电机模型进行相应的调整使得其性能符合设计要求。

  确定了整机模型后,进行一些静态的仿真计算,包括:空气动力计算、性能参数计算、功率曲线、稳态运行载荷计算、稳态停机载荷计算等。

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