海上風電場作為（wéi）一個離岸的發電廠，需要源源不斷地（dì）把發出的電力輸送到岸上並入電網，同時需要分秒不停（tíng）地與陸上（shàng）集控中（zhōng）心進行信息交互。因此，海上風電（diàn）的電力和通訊傳輸都是依靠海底電纜實現的。
1、海上風電的（de）電纜（lǎn）類型
海（hǎi）上風電場的海底電纜的一（yī）端連（lián）接風電機組，另一端連接陸地升壓站或（huò）集控中心，中間可能還要連接海上升壓站或換（huàn）流站。目（mù）前，我國海上（shàng）風電場升高電壓通常（cháng）采用二級升壓方案，即風電（diàn）機組輸出電壓經箱變（biàn）升壓（yā）至35kV後，分別通過35kV海底電纜匯流至110kV或220kV升（shēng）壓站，最終通過110kV或220kV線路接入電網。因此，海上風電常用的海（hǎi）底電纜主要是35kV、110kV和220kV三種。
圖1 海底電纜連接示（shì）意圖（tú）
2、海上風（fēng）電海底電纜兩端連接
海（hǎi）底電纜並不像纜（lǎn）繩和繩索一樣可以（yǐ）隨意彎曲，電纜最小彎曲半徑（jìng）一般為電纜直徑的6倍（bèi），而海底電纜的直徑一般都在200mm以上（shàng），因此海底電（diàn）纜的彎曲（qǔ）半徑需要（yào）1.2m以上。過（guò）度的彎曲會造成電（diàn）纜的破壞，因此在與結構連接時需要對電纜做（zuò）好保護工作。海底電纜在風電基礎附（fù）近一般會安裝一段彎曲限製器，然後通過J型管進入風電基礎。
圖（tú）2 彎曲限製器
圖3 海（hǎi）底電纜（lǎn） J型管
海底電（diàn）纜登陸端連接陸地升（shēng）壓（yā）站或集控中心。在登陸（lù）點通常會將電纜放置在石砌電纜（lǎn）溝或混（hún）凝土槽內，再回填泥沙，蓋上蓋板（bǎn）。
圖4 海底電（diàn）纜登陸端施工
3、海底電纜中間段
海底電纜在中間段一般埋在海底，除非無人類活動或有（yǒu）良好的海洋環境。海上風電（diàn）位於近岸淺海區域（yù），人類活動頻繁，海底環境複雜。淺海（hǎi）區域海底衝刷嚴重（chóng），海底電纜裸露（lù）在海床上可能會引起海床衝刷掏蝕（shí），出（chū）現海纜部分懸空而產生電（diàn）纜過度彎曲損壞的風險；此外近海區域船舶的拖網、拋錨操作頻繁，裸露的海底電纜風險較（jiào）高，因此海（hǎi）上風電中間段均采用埋設的方法，將電纜埋在海底下（xià）2m左右。
隨著海上風電往深遠海發展，到（dào）達水深較深區域，如海底水流基本靜止，且無人類活動（dòng），海底電纜可以不埋設（shè）。
4、漂浮式海上風電的動態電纜
隨著海上風電（diàn）往深遠海發展，漂浮式海上風電正在逐步實現，如（rú）歐洲已建成的Hywind和Windfloat等（děng）（見前期漂浮式風電係列文章，Hywind漂浮式風電技術簡析、WindFloat漂浮（fú）式風電技術簡析等）。與固定式風電基礎不同，漂浮式海上風電基礎會在風、潮汐、波浪、海流等環境（jìng）條件下運動，因此漂浮式海上風電的電纜連接需要采用動態電纜的（de）連（lián）接方法。
漂浮式海上風電動態纜麵臨大截麵、高（gāo）電壓、周（zhōu）期性負荷、絕緣老化、複雜環境（jìng）載荷等（děng）耦合性問題，是目前海上風電的主要研究（jiū）方（fāng）向之一（yī）。
圖5 海上（shàng）風電場動態電纜示意圖
圖6 連接漂浮式風電的海底電纜
結語（yǔ）
雖然海底電纜曆史較長，發展相對成熟，但是其應用在海上風電的（de）時間並不長，如本（běn）文所述（shù），目前還麵臨著許多具體（tǐ）問題。千堯科技專注於海（hǎi）上風電領域的各項問題，後續為讀者（zhě）帶來一係列海（hǎi）底電纜的相關介紹、技術進展和分析。
來源:千堯科（kē）技
