中天科技提出海上風(fēng)電場(chǎng)電力傳輸新模式

　　11月4日-7日，以“新能源工程及裝備用電線電纜及其相關(guān)技術(shù)研討”為主題的電線電纜專委會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)及委員會(huì)議在成都舉行。中天科技海纜研究所副所長(zhǎng)、中天科技海纜有限公司副總工程師張建明在會(huì)上宣讀了他和謝書鴻合作的《海底光電復(fù)合纜在海上風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用》論文，引起了與會(huì)專家們的熱烈關(guān)注。

　　張建明在大會(huì)的報(bào)告中主要介紹了海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能的輸送及海底光電復(fù)合纜作為電能和信息傳輸?shù)娜诤厦劫|(zhì)在海上風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用需求。并根據(jù)近兩年我國(guó)海上試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)和國(guó)外風(fēng)電場(chǎng)對(duì)海底光電復(fù)合纜的性能要求和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)闡述了海上風(fēng)電場(chǎng)電力傳輸模式和海底光電復(fù)合纜的設(shè)計(jì)選型及結(jié)構(gòu)形式。

　　張建明說(shuō)，風(fēng)能的開(kāi)發(fā)、利用主要有兩種形式，分別是陸地風(fēng)能和海上風(fēng)能。近年來(lái)我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量以年均100%的速度在高速發(fā)展，但風(fēng)電開(kāi)發(fā)主要集中在陸地，海上風(fēng)電資源開(kāi)發(fā)則剛剛起步。我國(guó)海上有豐富的風(fēng)能資源和廣闊平坦的區(qū)域，可利用的風(fēng)能資源超過(guò)7.5億千瓦，而且距離電力負(fù)荷中心很近，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來(lái)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)將成為未來(lái)風(fēng)能應(yīng)用和發(fā)展的重點(diǎn)，海上風(fēng)力發(fā)電也是近年來(lái)國(guó)際風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。

　　由于海底自然環(huán)境惡劣及不可預(yù)見(jiàn)性，海上風(fēng)電用海底電纜是設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)難度較大的電纜品種。張建明指出，海底電纜不僅要求防水、耐腐蝕、抗機(jī)械牽拉及外力碰撞等特殊性能，還要求較高的電氣絕緣性能和很高的安全可靠性，特別是大長(zhǎng)度海纜、海底光電復(fù)合纜更是對(duì)目前電纜行業(yè)的制造能力和技術(shù)水平提出了極大挑戰(zhàn)。

　　海底光電復(fù)合纜就是在海底電力電纜中加入具有光通信功能及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的光纖單元，使其具有電力傳輸和光纖信息傳輸?shù)碾p重功能，完全可以取代同一線路敷設(shè)的海底電纜、海底光纜，節(jié)約了海洋路由資源，降低制造成本費(fèi)用、海上施工費(fèi)用、路岸登陸費(fèi)用，直接降低了項(xiàng)目的綜合造價(jià)和投資，并間接地節(jié)約了海洋調(diào)查的工作量、后期路由維護(hù)工作。近幾年蓬勃發(fā)展的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)更是大多采用海底光電復(fù)合纜，我國(guó)近兩年建設(shè)的近海試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)全部采用海底光電復(fù)合纜實(shí)現(xiàn)電力傳輸和遠(yuǎn)程控制。隨著信息化、自動(dòng)化及我國(guó)海洋事業(yè)和智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，未來(lái)的數(shù)十年內(nèi)，無(wú)論是海上風(fēng)力發(fā)電，還是海上石油平臺(tái)等海上作業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的海底電纜，絕大多數(shù)都將使用海底光電復(fù)合纜。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從2007年至今，中天科技海纜公司共收到國(guó)內(nèi)外海纜咨詢信息二百多份，涉及海纜數(shù)量2000多公里，其中光電復(fù)合纜占82.3%。

　　中國(guó)沿海-20m水深以內(nèi)風(fēng)電可開(kāi)發(fā)量約7.5億kW，為我國(guó)陸上風(fēng)電可開(kāi)發(fā)量的3倍，因此,海上風(fēng)電資源將成為我國(guó)開(kāi)發(fā)清潔能源的一個(gè)重要領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量有望突破3×107kW。國(guó)際風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)確認(rèn):“中國(guó)已經(jīng)成為全球風(fēng)電發(fā)展最快的國(guó)家。”在未來(lái)10年內(nèi)，我國(guó)的近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)約需1.5萬(wàn)公里海底電纜，總價(jià)值約180億元，電壓等級(jí)覆蓋35kV-220kV，將為海底電纜生產(chǎn)廠家?guī)?lái)很大的商機(jī)并帶動(dòng)我國(guó)海底電纜的快速發(fā)展。

　　《論文》認(rèn)為，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)海上風(fēng)場(chǎng)容量、接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)和綜合經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能傳輸方式，既可采用二級(jí)升壓方式也可采用三級(jí)升壓方式。如果風(fēng)電場(chǎng)較小（100MW以內(nèi)）且離岸較近（不超過(guò)15km），可選用35kV海底光電復(fù)合纜直接把電能傳送到岸上升壓站。若海上風(fēng)電場(chǎng)容量較大且離陸地較遠(yuǎn)，考慮到35kV電纜傳輸容量、電壓降、功率因數(shù)等問(wèn)題，大多采用設(shè)立海上升壓站的方式，岸上升壓站可根據(jù)實(shí)際情況確定是否設(shè)立。

　　由于海底應(yīng)用的特殊環(huán)境，不同電壓等級(jí)的海底光電復(fù)合纜需具有不同的導(dǎo)電截面、不同的機(jī)械強(qiáng)度、防海水滲漏與腐蝕等結(jié)構(gòu)特性，并采用適應(yīng)潮間帶、潮下帶、深水區(qū)等不同的施工方法，以滿足海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的特殊需求。