2024-01-15-中国华能-大规模海上风电协同开发技术进展_25页_4mb

大规模海上风电协同开发技术进展总结

背景与重要性

中国海上风电可开发规模超过20亿千瓦，是实现“双碳”目标的关键支撑。与陆上风电相比，海上风电开发面临复杂环境、强耦合作用和事故频发等挑战。

主要挑战

• 环境要素多、耦合作用强、强扰动影响大，导致设计经济性与安全性平衡困难。
• 资源数据维度少、精度低、覆盖范围小、时间跨度短，难以满足精准设计与多维资源需求。
• 事故频发，如倒塔、冲刷、锚害和脱网，造成重大损失。
• 海上风电与国际相比，资源和环境条件差异显著。

技术进展

中国华能开发了全面的协同规划设计技术系统：

• 对于资源评估：建立了空海地多尺度资源综合解析系统，实现了时-空网格化插值方法，提升资源评估精度至200米级，提升了5倍以上。
• 对于机组设计：开发了复杂环境机组-场群微观选型优化系统，考虑地形与冲刷，提升发电量和机组可靠性。
• 对于电气与并网：研发了风-机-场-网全景仿真系统和电气拓扑优化方法，实现海上风电场全局最优布局，降低投资5%。
• 对于发电与消纳：构建了精准发电预报与源网消纳评估系统，通过尾流预测优化，降低弃风率50%以上。

关键技术细节

• 提出时空演化分析方法，建立风-浪-流三维耦合模型。
• 开发风险评估体系，涵盖经济、安全、环保12个指标。
• 实现国产化设计平台，支持风-机-场-网协同规划。

结论

通过整合多维数据、优化设计与精准预测，科技手段显著提升海上风电开发的安全性、经济性和稳定性。