近年來,綠色能源產業蓬勃發展,風力發電發展(zhǎn)迅速(sù),東部沿海地區得益於豐富(fù)的風力資(zī)源,越來越多的風電場選址(zhǐ)這裏。在離海岸數十公裏的海(hǎi)上,一座座風機整齊排列,為沿海(hǎi)經濟發展提供(gòng)源源不斷的動力(lì)。

那麽,海上風力發電隻要風機不停的(de)轉動就可以了嗎?並不是。風機(jī)的轉動隻能產生電,如果沒(méi)有渠道把發出來的電(diàn)順利(lì)送出去(qù),那麽(me)風機就隻能停機斷發。有風卻不能用的痛苦,大概隻有(yǒu)風電人才懂(dǒng)吧(ba)。
海上風電是怎樣送出去的呢?
其實(shí),海上(shàng)發電和陸地發電輸送方式基本一(yī)致。
舉個例子:中國綠發的江蘇東台海(hǎi)上(shàng)風電場,風機轉動產(chǎn)生690V的電,經箱式變壓器將電壓升壓到35KV,通(tōng)過8條集電線路到(dào)達海上升壓站,升(shēng)壓站再次將電壓升壓到220KV,通過海(hǎi)底電纜(lǎn)送到陸上集控中心,最終通過電網調配就成了(le)我們(men)日常生產生活用的電(diàn)了。

剛剛說到海上風電場通(tōng)常距離陸地有數十公裏(lǐ),與陸地上動輒數百上千公裏的輸電線路相比看似輕而易舉,但是在海麵上又不能立杆架塔,電力輸(shū)送就隻有一(yī)個方法:鋪設海底電纜,通(tōng)過一條看不(bú)見的“大動脈(mò)”把海上的風電輸(shū)送到陸地上
海纜輸電有那(nà)麽困難嗎?
答案是(shì)很困(kùn)難,江(jiāng)蘇東台風電場位於(yú)江蘇省東台(tái)市,東沙和北條子泥之(zhī)間的江家塢水域距離海岸有36公裏。從海上升壓站到陸上集控中心,單根海纜長度達(dá)到34千米,總(zǒng)共(gòng)需(xū)要(yào)鋪設(shè)3根海纜,連起來可以環繞北京五(wǔ)環一圈。

海纜(lǎn)裏(lǐ)麵集成了傳輸導體、光(guāng)纖和鋼鎧保(bǎo)護層,還需要包覆防腐絕緣材料,單根海纜外圈直徑達到141.7mm,與一支圓珠筆的長度相當,1千米(mǐ)海纜重量就超(chāo)過40噸。

由於海纜對生產工藝要求十分高(gāo),加上受風電場所處海域水深(shēn)限製、運輸船(chuán)載重受限,東台海(hǎi)上風(fēng)電場的每根海纜都是分成17千米的兩段,運(yùn)輸到海上之後連接在一起。
在海上潮間帶區域,海水水深隨著潮漲潮落波動起(qǐ)伏,施工船舶隻能借著漲(zhǎng)潮期間水(shuǐ)位(wèi)達到一定深度才能開工,每天的作業時(shí)間非常有(yǒu)限。

海纜鋪設的過程就如同播種小麥一樣,施工船舶通(tōng)過海纜(lǎn)埋設犁在(zài)海床劃出2-3米深的纜(lǎn)溝,將海纜放進纜(lǎn)溝,然(rán)後(hòu)再將海纜埋好,如此一來,海纜鋪設就完成(chéng)了。

但是,這並不意味著海纜埋好就不用管了。一方麵,東台海上(shàng)風電場的海纜鋪設在(zài)海床複(fù)雜多變的潮間帶,潮溝與沙脊交錯,分布著許多可移動型沙坡,在海水的流動衝刷作用下容易(yì)造(zào)成海纜外露(lù)和懸跨,存在海纜破損的可能,影響海纜輸電安全(quán)。

另外,這裏漁業(yè)生產以及施工活動密集,船舶過往頻繁,船舶拋錨、漁業活動也很容易破壞(huài)海(hǎi)纜,一旦海纜被拖拽、掛斷,會嚴重威脅海上風電的安全穩(wěn)定運行。
要知道,風電場有(yǒu)50台4兆瓦風機,總裝機(jī)容量20萬千瓦,每天可發電(diàn)量(liàng)約150萬千瓦時(shí),一旦海纜(lǎn)發生故障(zhàng),搶修大約需要(yào)15天時間,將造(zào)成2250萬千瓦時的電力損失,這些電可(kě)供近(jìn)8000戶家庭(tíng)使(shǐ)用一年。
怎樣保證海(hǎi)纜的安全?
為了解決海纜的(de)安全問題,研發出一套海底光電複合纜懸跨及入侵事(shì)件自動識別係統,很(hěn)高大上是不是,那具體(tǐ)是怎樣回事呢?
東(dōng)台海上風電場利用(yòng)BOTDA光纖監測技術,實時監測海纜狀(zhuàng)態。BOTDA指的是布裏淵光時域分析技術,原理就是光纖的布裏(lǐ)淵頻移和光纖應變或溫度的變化量成(chéng)正比(bǐ),通過光信號的傳播(bō)與接收,就能知道哪個位置的海纜(lǎn)出了(le)問題。
沒看(kàn)懂是(shì)不是(shì)?下麵繼續看:

這個係統可以(yǐ)形象的理解為:海纜裏有一條光(guāng)纖跑道,光(guāng)信號在陸上集(jí)控中心起跑,如果海纜遇到外(wài)力或懸跨產生應變,或者溫度(dù)發生了變化,光信號就跟(gēn)著飄了,不知不覺中多跑了一段路。
根據光信號出發和到達的時間差,就能夠計算出(chū)光信號是在哪裏“出事兒”了,再結合海纜和海圖的經緯度信息,工作人員就能(néng)定(dìng)位海纜發生故障的位置,精準度可以達到1米以內。
那麽,海纜要(yào)是(shì)出問題了怎麽辦?搶修人員就要立即前往故(gù)障區(qū)域進行排(pái)查,如果是懸跨問題,就要及時人工衝埋,把露(lù)出來的(de)海纜重新埋好,不然海纜的使用壽命會大打折(shé)扣。如果發生更嚴重的破損(sǔn),整個風(fēng)電場就隻能停機斷發,爭取在最短的時(shí)間內(nèi)把海纜修複好。
來源:中國綠發
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