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三峡上海院新能源院总工程师姜娟:海上风电服役期满延期的新思路

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网    2021/6/24 14:59:51  我要投稿  

北极星风力发电网讯:“从海上风电的主要成本构成来看,除风机占比40%-50%左右外,其次便是风机基础成本约占20%~30%。目前政府有一个新思路,如果海上风电服役期满,是否可以延期?

如果海上风电厂生命到期,完全拆除是最不经济的方案,最经济的方案是替换更大容量风机,继续服役。但这有两个前提,第一,是厂址的使用许可。第二是从技术层面,开发商从一开始就要为未来更换大机组进行超前设计。考虑未来空间,基础也要进行优化,更是从长远的全生命周期的精细化设计。”

——上海勘测设计研究院有限公司新能源院总工程师姜娟

6月24日,由北极星电力网、上海电力大学、上海新能源人才技术教育交流中心共同举办的“2021海上风电创新发展大会”在上海正式召开,上海勘测设计研究院有限公司新能源院总工程师姜娟女士做了《海上风电基础结构及技术创新趋势》的演讲分享。以下为发言全文:

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姜娟:我主要分五部分分享。首先简单的讲一下,目前国内应该是这几个基础形式都有,单桩不管国内还是国外,都是同质性,垄断性的,占主体地位的基础形式。导管架,以后也是重要的基础形式,高桩承台也有它的适用性,至少在上海、福建,都有应用。然后重力式在国内很少有应用。筒形基础,具体分为预应力钢筋混凝土,十几台在江苏已经用了。然后单桶,在广东已经有三台应用了。

筒形基础,安装过程比较基础,首先是预制好,然后放到水里面靠自重下沉一点深度,到土里之后,筒内的水体形成密闭的空间,这样通过水泵吸水,通过这个负压抵抗摩擦力,才能下沉。说的简单,实际上这个过程有很多的问题。筒壁相对整个结构来说是非常薄的结构,易变形,我们这个项目里面发现如果完全不加固,筒壁几乎很难受力。在运输过程中,尤其运输距离很长的时候,这里面有很多的测试要做。也并不是说负压越大越好,负压特别大的时候会形成固定的通道...缺点在此不多说。

漂浮式传统的基础形式,包括半潜式,TLP,单柱式和驳船式。图片这个是网上都有的,一个很典型的,是两个机头的,后面是一些浮体的创新。半潜式是占主流的,国内目前做的几个样机也基本是半潜式,相对来说设计比较简单的。它是一个创新的思路,跟以前的完全不一样。

这个题目政府可能有一个思路,我想把这个地方讲一下。如果海上风电服役期满对支撑结构有没有影响。除了荷载,实际上整机的频率影响也是非常明显的,比如中间两行一模一样的机型,下面的机型做了一些优化,它的塔筒降了几十吨,同一个品牌的同一款风机,塔筒做了优化,整机频率小值范围也讲了,它的荷载也降了,但是实际上我做基础设计的时候并没有因为荷载减少也基础优化。我想表达的观点,不要说基础优化,我们现在叫支撑结构的一体化设计的意思是,如果你要优化肯定是统筹的优化。

风机基础占成本的比重20%-25%的范围,实际上大家觉得比较高,但是风机的比例是40%-50%,风机是可以置换的,如果到期有延期的可能性,你可以换风机,但是换不了风机基础。如果你要留什么安全余量,只能放在风机基础上。

未来的机型设计应该是厂址定制化的。再就是在固定的厂址环境条件下,塔筒和基础的设计一定要同步。第二个是提高单机容量和发电量的基础上,尽量减少风机荷载,风机荷载每个厂家差距特别大。第三如果是基础支撑结构要考虑未来更换的可能性,一次性施工完成,考虑了未来容量是最合适的,当然也可以考虑以后加固或者扩建,当然这个代价可能大一点,可以到时评估到底值不值得。

英国一个研究中心公开的材料,我想说明两点结论,第一:如果海上风电厂生命到期,完全拆除是最不经济的方案,最经济的方案是替换更大容量风机,继续服役。但是这个有前提的,第一个是厂址的使用许可,假设政府允许,比如以后厂址规划没有发生根本性的改变,不管收费还是什么形式,这都是对海上风电行业非常好的政策方向。第二是从技术层面上,开发商从一开始过程中就要为未来更换大机组进行超前设计,海上风电现在基本上6兆瓦成为主流,8、10兆瓦都有样机了。所以不要25年,可能十年之后现在的机型都落后很多,要考虑未来空间。所以基础要优化,但是更我喜欢叫精细化设计,是从长远的全生命周期的精细化设计。

我们在讨论后想提出几个看法,一是政策制定延期的方案,如何去续约,一次可以续约多长时间,相应的电价政策,没有补贴是不是按照当时的电价,这是政府政策制定可以考虑的问题。二是业主非常关心的问题,谁去评估这个事?比如风机到期了,怎样评估继续用几年?下面有腐蚀,有疲劳,怎样评估可以继续使用多少年?下面是我关于延期方案的想法,一个是五年之内的延期,比如让你延期几年,如果有第二,第三方评估一下,然后获得延期许可,风机评估,基础延期评估。如果延期十年,建议更换更大的风机,不需要所有的都换,比如5兆瓦的考虑8兆瓦,荷载,基础加固方面的一些评估,包括监测。如果这些通过的话,也可以评估它的收益。或者更长时间的延期,是不是要拆除重建,这些都有待政策制定之后的讨论。

我讲的基本上就这样,谢谢大家!  

(本文来源速记,未经演讲人审核)

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