1.5永磁直驅(qū)海上型風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

　　1 引言

　　2007年金風(fēng)科技與海油（北京）能源投資有限公司合作，利用中國(guó)海油海上廢棄的單點(diǎn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)，安裝一臺(tái)金風(fēng)70/1500永磁直驅(qū)海上型風(fēng)電機(jī)組。海上型機(jī)組由金風(fēng)科技對(duì)現(xiàn)有的1.5MW機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，使之適用于海上環(huán)境。

　　海上風(fēng)電機(jī)組不同于陸上風(fēng)電機(jī)組，由于運(yùn)行環(huán)境條件的更為惡劣，海上機(jī)組一般比陸上機(jī)組具有更高的設(shè)計(jì)要求。在海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考國(guó)外的設(shè)計(jì)規(guī)范和已投運(yùn)的海上風(fēng)電機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)，除了陸上機(jī)組的一般設(shè)計(jì)技術(shù)要求外，還需要考慮由于海上環(huán)境條件對(duì)風(fēng)電機(jī)組可能造成的影響，主要包括海上的風(fēng)流場(chǎng)與陸地風(fēng)流場(chǎng)的差別、海上的風(fēng)資源特性差異、海上波浪特性、海床環(huán)境特性、海上環(huán)境的影響以及其他一些特殊海況的影響因素。

　　下面將從海上風(fēng)電機(jī)組的選型、海上機(jī)組的外部條件和運(yùn)行條件、海上機(jī)組的載荷、海上機(jī)組的零部件設(shè)計(jì)要求、防腐蝕保護(hù)、海上運(yùn)輸和安裝、海上運(yùn)行和維護(hù)幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

　　2 場(chǎng)址

　　場(chǎng)址位于渤海遼東灣南部海域的綏中36-1油田，機(jī)組基礎(chǔ)離岸距離為70 km，海域水深為30m-31m。總體布局參見(jiàn)圖1。

　　油田二期的4臺(tái)透平發(fā)電機(jī)組采用的是三相三線50Hz的無(wú)刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)組，額定電壓為6.3 kV，單機(jī)額定輸出功率為10000kW. 3臺(tái)透平并聯(lián)

　　運(yùn)行，1臺(tái)備用。供應(yīng)井口平臺(tái)的電·壓先升為10.5 kV，再降低至400V后供應(yīng)各個(gè)平臺(tái)的生產(chǎn)生活用電負(fù)荷，整個(gè)電網(wǎng)為三相三線制的中性點(diǎn)

　　不接地系統(tǒng)。機(jī)組發(fā)出的電由690/6.3 kV變壓器升壓后通過(guò)5 km的海底電纜輸送到中心平臺(tái)。

　　3 機(jī)組設(shè)計(jì)

　　一般情況這一海域的湍流強(qiáng)度比較小，從歷史資料分析，沒(méi)有臺(tái)風(fēng)直接影響渤海區(qū)域。由于氣象站沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)偏差的記錄，無(wú)法計(jì)算湍流強(qiáng)度。根據(jù)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，該區(qū)域?qū)儆贗EC-“類風(fēng)區(qū)，機(jī)組的安全等級(jí)確定為IECIIA。

　　金風(fēng)70/1500kW海上型風(fēng)電機(jī)組是直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)，三葉片變槳調(diào)節(jié)，上風(fēng)向，主動(dòng)偏航的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組?；緟?shù)如下

　　安全等級(jí)IECIIA

　　葉輪直徑70m

　　額定功率1500 kW

　　輪毅中心距海平面距離57m

　　3.1載荷計(jì)算

　　采用Bladed軟件建立整機(jī)動(dòng)態(tài)仿真模型。進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)性能初步計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整使得其性能符合設(shè)計(jì)要求。

　　確定了整機(jī)模型后，進(jìn)行一些靜態(tài)的仿真計(jì)算，包括空氣動(dòng)力計(jì)算、性能參數(shù)計(jì)算、功率曲線、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行載荷計(jì)算、穩(wěn)態(tài)停機(jī)載荷計(jì)算等。