随着2010年东海大桥海上风电场的并网发电及国家发改委江苏海上风电特许权开发项目开标,中国拉开了海上风电开发的序幕。我国海洋面积辽阔,海上风能资源丰富,加之我国政府相继出台了大量优惠政策和举措支持海上风电发展,各大电力公司和地方政府纷纷规划建设大型海上风电场,风电机组供应商积极研发大功率风力机来推动海上风电事业的发展。
然而,海上风力机并非简单地将陆上风力机“移植”到海上,海洋环境复杂,高盐雾浓度、台风、海浪等恶劣自然条件均对海上风力机的设计技术提出了严峻的挑战,我国在海上风力机设计开发领域仍旧比较薄弱,更缺少介绍海上风力机设计技术的图书和相关国家标准。因此,我们在研究海上风力机设计技术、总结海上风力机设计开发实践经验的基础上编著了本书,以期成为海上风力机设计的指导书,能对从事海上风力机设计研发的工程技术人员有一定的帮助。
本书是在大幅补充和修订作者前期出版的《海上风力发电技术》的基础上编著而成。本书共10章,全面介绍了海上风力发电机组的设计原理和设计方法。
第1章主要分析海上风能的特点、国内外海上风电开发的发展现状。通过分析和总结欧洲海上风电开发的历史和经验,剖析我国海上风电的现状,对我国的海上风电开发提出了新的对策。
第2章主要介绍海上风电开发的优势和面临的制约因素。重点分析开发海上风电需要解决的重大课题,介绍盐雾腐蚀、台风、海浪、撞击对海上风力机的影响,突出海上风电场建设、运行和维护的艰巨性。
第3章在对比分析海上风电开发的六大制约因素的基础上,针对海上风力机设计区别于陆上的特殊性,从海上风力机技术路线选择、风力机基础多样化设计、风力机防腐蚀密封设计、基础防撞击设计四方面介绍海上风力机的特殊性设计。
第4章详细介绍海上风力机防腐蚀设计的系统解决方案,针对风力机不同部件的材质和所处环境盐雾腐蚀的差异性,提出具体的应对措施。
第5章主要分析台风的破坏机理及相应的海上风力机抗台风设计策略与手段,七大策略将对未来我国东南沿海的海上风力机设计产生重要影响。
第6章主要介绍海上风力机发电能力优化设计的方法和设计流程。
第7章主要介绍海上风力机的可靠性设计,从机械部件裕度设计、紧固连接件防松防锈、电气系统冗余设计、降额设计、电控柜设计、发电机和变流器可靠性增强设计等方面进行了详细阐述。
第8章主要讲述海上风力机的运行维护方法和可维护性设计思想,提出可维护性风力机结构设计方法、专用维护工装设计及大部件维修工艺流程。
第9章主要分析海上风力机设计标准和相关认证知识。对于风力机设计标准,横向比较了风力机设计的各类标准,分析海上与陆上风力机设计标准的差异性。关于认证详细介绍了型式认证和项目认证的相关内容。
第10章对未来海上风电开发与风力机设计制造技术发展趋势进行了展望。
在本书的编著过程中,得到了三一电气公司胡杰、王广良、顾珊等领导的大力支持,并提出了宝贵的修改意见和建议,在此表示衷心感谢;整体研究院广大同事参与了本书的数次评审,在此一并致谢。张建海、叶凡、王兴、叶坚强、刘万辉、赵德钊等同事参与了部分编著工作。
本书的编著参阅了大量参考文献,在此对其作者一并表示感谢!
限于作者编著水平,书中不妥之处诚请广大读者批评指正。
编著者
2011年8月2100433B