近(jìn)年來,綠色能源產業蓬勃發展,風力發電(diàn)發展迅速,東部沿海地區得益於豐富的風力資源,越來越多的風電場(chǎng)選(xuǎn)址(zhǐ)這裏。在離海岸數十公裏的海(hǎi)上,一座(zuò)座風機(jī)整(zhěng)齊排列,為沿海(hǎi)經濟發展提供源源不斷的動力。

那麽,海上風力發電隻要風機不停的轉動就(jiù)可以了嗎?並(bìng)不是。風(fēng)機的轉(zhuǎn)動隻(zhī)能產生電,如果沒有渠道把發(fā)出來的電順利送出去,那麽風機(jī)就隻能停機斷發。有風卻不能用的痛苦,大概隻(zhī)有風電人才懂吧(ba)。
海上風電是怎樣送出去的呢?
其實,海上發電和(hé)陸地發電輸(shū)送方式基本一致(zhì)。
舉個例子:中(zhōng)國(guó)綠發的江蘇東台海上風電場,風機轉動產(chǎn)生690V的電,經箱式變壓器將電壓升壓(yā)到35KV,通(tōng)過8條集電線路(lù)到達海上升壓站,升壓站再次將電壓升壓到220KV,通過海底電纜送到陸上集控中心,最終通(tōng)過電(diàn)網調配就成了我們日常生產生活用的(de)電了。

剛剛說到海上風電場通常距離陸地有數(shù)十公裏,與陸地上動輒數百上千公裏(lǐ)的輸電線路相(xiàng)比看似輕而易舉(jǔ),但是在海麵上又不能立杆架(jià)塔,電力(lì)輸送就隻有一個方法:鋪設海底電纜,通過一條看不見的“大動脈”把海上的風電輸送到陸地上
海纜(lǎn)輸電有那麽困難(nán)嗎?
答案是(shì)很困難,江蘇東台風電(diàn)場位(wèi)於江蘇(sū)省(shěng)東台市,東沙和北條子泥(ní)之間(jiān)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(dù)達到34千米,總共需要鋪設(shè)3根海纜,連起來可以環繞北(běi)京五環一(yī)圈。

海纜裏麵集成了傳輸導體、光纖和鋼鎧保護(hù)層(céng),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(yī)支圓珠筆的長度相當(dāng),1千米海纜重(chóng)量就超(chāo)過40噸。

由於海(hǎi)纜對生產工藝要求(qiú)十分高,加上受風電場所處海域水深限製、運輸船載重受限,東台海上風電場(chǎng)的每根海纜都(dōu)是分成17千米的兩段,運輸到海上之後連(lián)接在一起。
在海上潮間(jiān)帶區域,海水水深隨著(zhe)潮漲潮落波動起(qǐ)伏,施工船(chuán)舶(bó)隻能借著漲潮期間水位達到一(yī)定深度才能開工,每天的作(zuò)業時間非常有限。

海纜鋪(pù)設的過程就如同播種小麥(mài)一樣,施工船舶通過海(hǎi)纜埋設犁(lí)在海床劃出2-3米深(shēn)的纜溝(gōu),將海(hǎi)纜放進纜溝,然後再將海(hǎi)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(hǎi)上風電場的海纜鋪設在海床複雜多變的潮間帶,潮溝與(yǔ)沙脊交錯,分布著許多可移動型沙坡,在海水的流動(dòng)衝刷作用下容易造成海纜外露和懸跨,存(cún)在海(hǎi)纜破損的可能,影響海纜輸電安全。

另外,這裏漁(yú)業生產以及施工(gōng)活動密集(jí),船舶過往頻(pín)繁,船舶拋錨、漁業活動也(yě)很容易破壞海纜,一旦(dàn)海纜被拖拽、掛斷(duàn),會嚴重威脅海上風電的安全穩定運行。
要知道(dào),風電場有50台(tái)4兆瓦風機,總裝機容量20萬千瓦,每天(tiān)可發(fā)電量約150萬千瓦時,一旦海纜發生故障,搶修大約需(xū)要15天時間(jiān),將造(zào)成2250萬千瓦時的電力損(sǔn)失,這些電可(kě)供近8000戶家庭使用一年。
怎樣保證海纜的安(ān)全?
為了解決海(hǎi)纜的安全問題,研發出一套海底(dǐ)光電複合纜懸跨(kuà)及(jí)入侵事件自(zì)動識別係統,很高大上是不是,那(nà)具體是怎樣回事呢?
東台海上風電場利用BOTDA光纖(xiān)監測技術,實時監測海纜狀態。BOTDA指的是布裏淵光時域分析技術(shù),原理就是光纖的布裏淵頻移和(hé)光纖應變或溫度的變化量成正比,通過光信號(hào)的傳播與接(jiē)收,就能(néng)知道哪個位置的海纜出了問題。
沒看(kàn)懂是不是?下麵繼續看:

這個係統可以形象的理解為:海纜裏有一條光纖跑道,光信(xìn)號在陸上(shàng)集控(kòng)中心起跑,如果海纜遇到外力或懸跨產(chǎn)生應變,或者溫度發生了變化,光信號就跟著飄(piāo)了,不知不覺中多跑(pǎo)了一段路。
根據光信號出發和到(dào)達的時間差(chà),就能夠計算出光信號是在哪裏“出事兒”了,再結合(hé)海纜和海圖的經緯度信息,工作人員就能定位(wèi)海纜發生故障的位置,精準度可以達到1米以內。
那麽,海纜要是出問(wèn)題了怎麽辦?搶修人員就要立即前往故障區域進行排查,如果是懸跨(kuà)問題,就要及時(shí)人工衝埋,把露出來的海纜重新埋好,不然海纜的使用壽命會大打折扣。如果發生更嚴重的破損,整個風電場就(jiù)隻能停機斷發,爭取在(zài)最短的時間內把海纜修複好。
來源:中國綠發
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