近日，中國(guó)廣東核電集團(tuán)宣布我國(guó)首個(gè)“雙十”標(biāo)準(zhǔn)海上風(fēng)電項(xiàng)目——中廣核如東海上風(fēng)電項(xiàng)目已取得電力業(yè)務(wù)許可證，標(biāo)志著中廣核自主開(kāi)發(fā)建設(shè)的江蘇如東15萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電示范項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“如東項(xiàng)目”）全場(chǎng)投入商業(yè)運(yùn)行，也標(biāo)志著我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展實(shí)現(xiàn)了重大突破。
近日，中國(guó)廣東核電集團(tuán)宣布我國(guó)首個(gè)“雙十”標(biāo)準(zhǔn)海上風(fēng)電項(xiàng)目——中廣核如東海上風(fēng)電項(xiàng)目已取得電力業(yè)務(wù)許可證，標(biāo)志著中廣核自主開(kāi)發(fā)建設(shè)的江蘇如東15萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電示范項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“如東項(xiàng)目”）全場(chǎng)投入商業(yè)運(yùn)行，也標(biāo)志著我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展實(shí)現(xiàn)了重大突破。
1 要克服強(qiáng)風(fēng)、腐蝕等影響
海上風(fēng)電是風(fēng)電技術(shù)的前沿領(lǐng)地，也是近年來(lái)國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。2011年7月，國(guó)家能源局和國(guó)家海洋局聯(lián)合發(fā)布了《海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實(shí)施細(xì)則》，對(duì)海上風(fēng)電建設(shè)的“雙十”標(biāo)準(zhǔn)做出了明確規(guī)定，即海上風(fēng)電場(chǎng)原則上應(yīng)在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過(guò)10公里時(shí)海域水深不得少于10米的海域布局。國(guó)家風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃也明確指出，鼓勵(lì)在水深超過(guò)10米、離岸10公里以外的海域開(kāi)發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電項(xiàng)目。
“如東項(xiàng)目”位于江蘇省南通市如東縣黃海海域，2015年5月8日正式開(kāi)工建設(shè)，共安裝38臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為15.2萬(wàn)千瓦。
據(jù)中廣核新聞發(fā)言人黃曉飛介紹，“如東項(xiàng)目”是我國(guó)首個(gè)全場(chǎng)投運(yùn)的離岸距離最遠(yuǎn)、裝機(jī)容量最大的海上風(fēng)電項(xiàng)目。“如東項(xiàng)目”距離海岸約25公里，海底高程在-8米至-14.6米之間，也是我國(guó)首個(gè)真正意義符合“雙十”標(biāo)準(zhǔn)上的海上風(fēng)電項(xiàng)目。
黃曉飛表示，如東項(xiàng)目的建成投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)掌握了海上風(fēng)電建設(shè)的核心技術(shù)，也讓我國(guó)成為繼德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家后，少數(shù)幾個(gè)具備海上風(fēng)電建設(shè)核心能力的國(guó)家之一。
與潮間帶風(fēng)電相比，海上風(fēng)電技術(shù)難度更大、要求更高，需要克服海上施工、抗海水和鹽霧腐蝕、電纜遠(yuǎn)距離鋪設(shè)等多個(gè)技術(shù)難題，有些甚至是世界級(jí)的難題。中廣核新能源副總裁李亦倫表示，作為我國(guó)首個(gè)“雙十”標(biāo)準(zhǔn)海上風(fēng)電項(xiàng)目，“如東項(xiàng)目”實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外的多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。
海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與陸地相似，包括風(fēng)能捕獲、能量轉(zhuǎn)換、能量傳輸和控制系統(tǒng)部分。但海上風(fēng)電場(chǎng)要克服強(qiáng)風(fēng)載荷、腐蝕和波浪沖擊等特殊環(huán)境的影響，因此不能直接采用陸地風(fēng)電技術(shù)。在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)裝配、系統(tǒng)冷卻、風(fēng)場(chǎng)基礎(chǔ)建設(shè)、并網(wǎng)以及系統(tǒng)監(jiān)測(cè)維護(hù)等方面，海上風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)難度更高，面臨的挑戰(zhàn)更大。
2 單樁式結(jié)構(gòu)撐起大型發(fā)電機(jī)
在離岸25公里的海域，如何能保證這個(gè)大型的發(fā)電裝置能穩(wěn)如泰山般地“站”在海里？相比于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸更大，承受荷載的大小和形式更加多樣，其塔架必須能承受設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的各種工況載荷，除滿足靜力學(xué)要求外，尤其要關(guān)注動(dòng)力學(xué)要求。
為承受海上強(qiáng)風(fēng)載荷、海水腐蝕、海浪沖擊等，海上風(fēng)力機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建設(shè)遠(yuǎn)比陸上復(fù)雜。根據(jù)不同的海床條件、水深、風(fēng)機(jī)和環(huán)境情況，海上風(fēng)場(chǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要有5種：重力式、單樁式、吸力式、三腳架式以及漂浮式。
重力式為鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)，依靠自身重力使風(fēng)機(jī)保持豎直，成本最低，穩(wěn)定性最高，但體積和重量大，不方便運(yùn)輸，只能應(yīng)用于20米左右的淺海海域。
單樁式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，將鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)鉆孔植入海床一定深度，靠海床的側(cè)向壓力來(lái)維持豎直平衡，是海上風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，適用于水深25米左右海床堅(jiān)硬的淺海海域。
吸力式是一種鋼桶沉箱結(jié)構(gòu)，通過(guò)抽空筒體中氣體形成的真空壓力及筒內(nèi)外水壓力差，將筒體插入海床來(lái)固定整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，可以克服海床底部安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受水深限制的缺點(diǎn)，適合于深海和淺海中海底為沙性或黏土性的海域。
三腳架式支撐結(jié)構(gòu)由3根插入海床的圓柱鋼管組成，支撐結(jié)構(gòu)和中心柱共同組成一體式結(jié)構(gòu)，增加了剛度和強(qiáng)度，適合于深海水域。
漂浮式支撐結(jié)構(gòu)是由海洋采油平臺(tái)改造而來(lái)，由漂浮在海面上的盒式箱體構(gòu)成，是當(dāng)前深海海域安裝風(fēng)機(jī)最為有效的解決方案，能夠克服在海床底部安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受水深影響的缺點(diǎn)，使海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)可以向深海水域發(fā)展。
李亦倫對(duì)記者表示，在建設(shè)過(guò)程中，“如東項(xiàng)目”創(chuàng)新性地采用了可拆卸式穩(wěn)樁平臺(tái)浮吊吊打沉樁等施工工藝，實(shí)現(xiàn)了首個(gè)深水區(qū)無(wú)過(guò)渡段單樁、穩(wěn)樁平臺(tái)工藝，成功解決了單樁垂直度需控制在千分之三以內(nèi)的世界難題。
3 每年可節(jié)約標(biāo)煤13.1萬(wàn)噸
在“如東項(xiàng)目”中，鋪設(shè)了國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的兩根110千伏三芯海底電纜，單根海纜長(zhǎng)達(dá)28.5公里。比如，“如東項(xiàng)目”建成的亞洲首座海上升壓站，采用陸上模塊化建造、海上整體吊裝的施工方案，不僅減少了海上施工作業(yè)時(shí)間，而且保證了海上升壓站的產(chǎn)品質(zhì)量。
據(jù)了解，“如東項(xiàng)目”預(yù)計(jì)年上網(wǎng)電量可達(dá)4億千瓦時(shí)，與燃煤電廠相比，該項(xiàng)目每年可節(jié)約標(biāo)煤13.1萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量26.7萬(wàn)噸、灰渣4.9萬(wàn)噸、煙塵1.3萬(wàn)噸。
黃曉飛表示，作為國(guó)家示范項(xiàng)目，“如東項(xiàng)目”投運(yùn)后，也將為我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、上網(wǎng)電價(jià)確定等提供重要參考。
記者了解到，海上風(fēng)電具有風(fēng)速較高、風(fēng)頻穩(wěn)定、切變小、資源豐富、不占土地、適宜大規(guī)模開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，且海上風(fēng)電靠近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，距離電力負(fù)荷中心近，電力消納能力強(qiáng)，不存在接入和限電問(wèn)題。基于以上特點(diǎn)，海上風(fēng)電是可再生能源發(fā)展的重要領(lǐng)域。可以說(shuō)，加快海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)沿海地區(qū)治理大氣中的霧霾，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有重要意義。
數(shù) 據(jù)
“如東項(xiàng)目”預(yù)計(jì)年上網(wǎng)電量可達(dá)4億千瓦時(shí)，與燃煤電廠相比，該項(xiàng)目每年可節(jié)約標(biāo)煤13.1萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量26.7萬(wàn)噸、灰渣4.9萬(wàn)噸、煙塵1.3萬(wàn)噸。
結(jié) 構(gòu)
單樁基礎(chǔ)由過(guò)渡段、單樁、工作平臺(tái)、爬梯等組成。單樁直徑一般為4m—6m的鋼管樁，灌入水泥漿，過(guò)渡段連接平臺(tái)和單樁，單樁貫穿到海床一定深度。樁的直徑根據(jù)載荷的大小、振動(dòng)頻率而定，插入海床的深度與土壤強(qiáng)度有關(guān)，可由液壓錘或震動(dòng)錘貫入海床，或者在海床上鉆孔，一般應(yīng)用于水深不超過(guò)30米的區(qū)域。
