风电势必走向深海

　　从诞生至今，海上风电的历史还不到30年，其技术革新之迅猛却令人印象深刻。如果以这种速度发展下去，未来的海上风电将会呈现怎样的景象呢？

　　最明显的趋势，是风电机组进一步大型化。叶片制造技术以及传动系统性能的持续改善，使得风电机组可以使用更大型的叶片，相应地提高了单机容量。目前主流海上风机的单机容量已经达到6兆瓦，风轮直径达150米。运用更大型的机组，能够通过提高可靠性以及在同功率情况下缩减基础制造与吊装成本，来获得更好的经济性。预计到本世纪20年代，单机容量为10兆瓦的海上风机将会投入商业化应用，到30年代，单机容量为15兆瓦的机组将能够面市。

　　目前，我国乃至世界上建成的海上风电场绝大多数为近海风电场。未来，海上风电势必会向深远海发展，因为深远海范围更广，风能资源更丰富，风速更稳定，也不会与海上渔场、航线等发生冲突。海上风机基础需要与海床结合来提供承载力，而深海风机若仍然使用这一形式，其基础的尺寸和造价将随着水深急剧增加。也就是说，深海风机将只能选择用海水的浮力来负担载荷的方法，即漂浮式基础。

　　漂浮式基础的使用，能让风机摆脱不同海床条件的束缚，使基础的设计标准化，最大限度地减少海上作业。同时它将具有良好的机动性，在需要维修或是躲避台风时，可以轻易地解除固定的锚索返回港口。2017年10月，全球首个商业化运行的大型海上漂浮式风电项目—海温德苏格兰（Hywind Scotland）漂浮式风电场已在英国海域投入运行，该风电场拥有5台6兆瓦风机，每座风机通过长达100余米的漂浮式基础及3条连接海底的锚索得以矗立，总重量高达11200吨。我国也已经着手漂浮式风力机的研究，计划在2019年开建首个海上漂浮式风电项目。

　　目前，即使是建设中的距岸45千米的江苏大丰海上风电场，仍然计划使用连接简单、成本较低的高压交流电向陆上供电。但随着大规模深远海风电的开发，交流输电便会受到输送距离的限制，直流输电将成为海上风电远距离送出的发展方向，特别是可自动调整电压、频率、功率的柔性高压直流（VSC-HVDC）将具备经济优势。例如，德国距岸130千米的博尔温1号（BorWin1）海上风电场（装有80台5兆瓦风机），先通过海上升压站将电压升至155千伏，再通过海上换流站转换为150千伏直流电输往大陆。我国南澳示范工程在国内首次使用柔性直流输送技术，将位于南澳岛上的多个风电场接入距离40千米的陆上电网，并保留未来接入 海上风电场的能力。

　　国际可再生能源机构认为，到2030年，全球海上风电的装机总量将达到1亿千瓦。到那时，或许巨大的风车将成为孩子们对海洋的第一印象。

　　（作者均供职于中国三峡集团）