金風(fēng)1.5永磁直驅(qū)海上型風(fēng)電機組設(shè)計和施工經(jīng)驗

　　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，利用中國海油海上廢棄的單點基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為風(fēng)電機組的基礎(chǔ)，安裝一臺金風(fēng)70/1500永磁直驅(qū)海上型風(fēng)電機組。海上型機組由金風(fēng)科技對現(xiàn)有的1.5MW機組進行設(shè)計改進，使之適用于海上環(huán)境。。

　　海上風(fēng)電機組不同于陸上風(fēng)電機組，由于運行環(huán)境條件的更為惡劣，海上機組一般比陸上機組具有更高的設(shè)計要求。在海上風(fēng)電機組設(shè)計過程中，參考國外的設(shè)計規(guī)范和已投運的海上風(fēng)電機組的經(jīng)驗，除了陸上機組的一般設(shè)計技術(shù)要求外，還需要考慮由于海上環(huán)境條件對風(fēng)電機組可能造成的影響，主要包括海上的風(fēng)流場與陸地風(fēng)流場的差別、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)電機組的選型、海上機組的外部條件和運行條件、海上機組的載荷、海上機組的零部件設(shè)計要求、防腐蝕保護、海上運輸和安裝、海上運行和維護幾個方面來進行說明。

　　2 場址

　　場址位于渤海遼東灣南部海域的綏中36-1油田，機組基礎(chǔ)離岸距離為70 km，海域水深為30m-31m?？傮w布局參見圖1。。

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

　　運行，1臺備用。供應(yīng)井口平臺的電·壓先升為10.5 kV，再降低至400V后供應(yīng)各個平臺的生產(chǎn)生活用電負(fù)荷，整個電網(wǎng)為三相三線制的中性點

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

　　3 機組設(shè)計。

　　一般情況這一海域的湍流強度比較小，從歷史資料分析，沒有臺風(fēng)直接影響渤海區(qū)域。由于氣象站沒有標(biāo)準(zhǔn)偏差的記錄，無法計算湍流強度。根據(jù)測風(fēng)數(shù)據(jù)，該區(qū)域?qū)儆贗EC-“類風(fēng)區(qū)，機組的安全等級確定為IECIIA。。

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

　　安全等級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載荷計算

　　采用Bladed軟件建立整機動態(tài)仿真模型。進行風(fēng)力發(fā)電機整機性能初步計算，根據(jù)計算結(jié)果對風(fēng)力發(fā)電機模型進行相應(yīng)的調(diào)整使得其性能符合設(shè)計要求。。

　　確定了整機模型后，進行一些靜態(tài)的仿真計算，包括空氣動力計算、性能參數(shù)計算、功率曲線、穩(wěn)態(tài)運行載荷計算、穩(wěn)態(tài)停機載荷計算等。。

　　動態(tài)模擬計算部分包括正常運行工況模擬、啟動、正常和緊急剎車、空轉(zhuǎn)、停機和動態(tài)功率曲線等內(nèi)容。動態(tài)模擬計算主要是按照GL標(biāo)準(zhǔn)要求計算的工況進行的分析計算。風(fēng)電材料設(shè)備

　　載荷計算分析得到各主要零部件的設(shè)計載荷，然后采用其他通用工程設(shè)計分析軟件如PRO/E，ANSYS等軟件進行主要承載部件的強度分析、有限元分析計算等。風(fēng)電材料設(shè)備