丹佛斯為你揭秘海上風電前沿技術

2021年3月16日 星期二

「電」已是現代人生活中不可或缺的能源並帶來便利生活,近年來隨著環境問題越來越嚴重,清潔能源的發展已經獲得越來越廣泛的重視。風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發展潛力,特別是對沿海島嶼,交通不便的偏遠山區等,因此風力發電已逐漸成為主要的電力來源之一。

近幾年來中國為解決能源短缺、排放污染、全球暖化等問題,將海上風電視為戰略性新興產業並規劃在2020年推動1000萬千瓦的海上風力發電開工建設(相當於三峽工程一半的發電量),以及完成500萬千瓦的風力發電工程建設。

 

中廣核「海龍興業號」是全球首座採用桁架式樁腿的自升式風電安裝平台,也是作業水深最深(60米)的自升式風電安裝平台,作業能力強、效率高。「海龍興業號」平台總長94.5米,型寬43.3米,型深7.6米,設計吃水4.7米,樁腿長91.5米,最大作業水深60米,自帶DP1動力定位裝置,可用於8兆瓦及以下海上風機的安裝作業及運維工作。平台總體性能達到國際先進水準,可以安全、高效地支援海上風機的打樁、安裝、維護和其它海上作業。

高精度安裝,平穩支撐
風電安裝平台必須以絕對平衡的姿態立於海面上,因此輪機場需將四根樁腿同步插入海底,讓平台可平穩站立於海面上以滿足高精度的海上風機安裝條件,而在安裝的過程中,誤差更是不能超過2毫米,精密程度可見一般。海龍興業號風電安裝平台是為了海上風電安裝與運維、離岸工程支援所設計製造的平台,該船適用於60m水深以內的海域作業,滿足中國目前及未來10年內沿海各風電場的安裝與服務。平台的關鍵配置為廣東精銦海洋工程所設計製造的JYM-J170變頻式齒輪齒條升降系統,配置1200噸繞樁回轉吊。升降系統最大升降速度為27.6m/h,可確保平台升降作業的安全性,升降系統設計壽命為2500次升降(25年)。電動變頻升降系統主要由升降單元、電控系統和變頻系統三大部件所組成,海龍興業號平台交付至今已經使用一年多,目前升降系統無故障和停機事故發生,這也驗證了海龍興業號平台升降系統三大部件的高可靠性。


其中升降單元的抬升系統採用共直流母線的丹佛斯VACON® NXP Common DC Bus變頻器,實現多顆變頻器由共直流母線供電。平台的關鍵配置為變頻式齒輪齒條升降系統,整個平台共有4個樁腿可以自由上下升降並可根據實際工況調節三邊鋼結構舷應力。由於4個樁腿必須支撐整座平台的重量,因此對於啟動電機力矩的要求很高,為此他們安裝共直流母線的丹佛斯VACON® NXP Common DC Bus變頻器作為抬升系統的電力驅動方式。VACON® NXP Common DC Bus變頻器採用共直流母線方式供電,根據樁腿不同的控制需求,透過專用的軟體編寫程式,重新編寫用單逆變驅動對應多控制模式的定制應用程式,滿足系統所需的不同控制模式要求。

VACON® NXP Common DC Bus變頻器程式的精確性和電機驅動的穩定性確保各個逆變器在同一時間作動也能有相同的輸出力矩水平,從而實現系統的安全可靠運行。經過1個月的精確調試和嚴格驗收後,證實丹佛斯 VACON® NXP系列共直流母線變頻器能滿足風電安裝船起升作業的嚴苛要求,目前安裝船已駛離內陸,為中國南海區域的海上風場風電安裝與運維和離岸工程做出支援與貢獻。