中天科技提出海上風(fēng)電場電力傳輸新模式

　　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2010學(xué)術(shù)年會及委員會議在成都舉行。中天科技海纜研究所副所長、中天科技海纜有限公司副總工程師張建明在會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)電場中的應(yīng)用》論文，引起了與會專家們的熱烈關(guān)注。

　　張建明在大會的報告中主要介紹了海上風(fēng)電場風(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)電場的應(yīng)用需求。并根據(jù)近兩年我國海上試驗(yàn)風(fēng)電場和國外風(fēng)電場對海底光電復(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，風(fēng)能的開發(fā)、利用主要有兩種形式，分別是陸地風(fēng)能和海上風(fēng)能。近年來我國新增風(fēng)電裝機(jī)容量以年均100%的速度在高速發(fā)展，但風(fēng)電開發(fā)主要集中在陸地，海上風(fēng)電資源開發(fā)則剛剛起步。我國海上有豐富的風(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)成為近來研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。海上風(fēng)力發(fā)電場將成為未來風(fēng)能應(yīng)用和發(fā)展的重點(diǎn)，海上風(fēng)力發(fā)電也是近年來國際風(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，特別是大長度海纜、海底光電復(fù)合纜更是對目前電纜行業(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)電場更是大多采用海底光電復(fù)合纜，我國近兩年建設(shè)的近海試驗(yàn)風(fēng)電場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、自動化及我國海洋事業(yè)和智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，未來的數(shù)十年內(nèi)，無論是海上風(fēng)力發(fā)電，還是海上石油平臺等海上作業(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%。

　　中國沿海-20m水深以內(nèi)風(fēng)電可開發(fā)量約7.5億kW，為我國陸上風(fēng)電可開發(fā)量的3倍，因此,海上風(fēng)電資源將成為我國開發(fā)清潔能源的一個重要領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2010年我國風(fēng)電總裝機(jī)容量有望突破3×107kW。國際風(fēng)能理事會(GWEC)確認(rèn):“中國已經(jīng)成為全球風(fēng)電發(fā)展最快的國家。”在未來10年內(nèi)，我國的近海風(fēng)電場建設(shè)約需1.5萬公里海底電纜，總價值約180億元，電壓等級覆蓋35kV-220kV，將為海底電纜生產(chǎn)廠家?guī)砗艽蟮纳虣C(jī)并帶動我國海底電纜的快速發(fā)展。

　　《論文》認(rèn)為，一般來說，應(yīng)根據(jù)海上風(fēng)場容量、接入電網(wǎng)的電壓等級和綜合經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃海上風(fēng)電場風(fēng)能傳輸方式，既可采用二級升壓方式也可采用三級升壓方式。如果風(fēng)電場較小（100MW以內(nèi)）且離岸較近（不超過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。