英国当局颁布发表方案到2030年投资可再生动力，并从海下风电场供给三分之一的电力，风能工程曾经到达了新的高度。但应用海下风电场并不是不应战。直到多少年前，这些风电场已经是朴素的动力。但是，风电场本钱从2014年的约150磅/兆瓦时降至2017年的每一兆瓦时57.50磅/兆瓦时，风电已经成为撑持英国进入下一个十年之旅的有影响力的电力根源。

为何海下风电如斯高贵？

陆下风力发电是最廉价的新动力。奇异的是，海风比海洋风更快，湍流更低，正在相反范围下发生更年夜的能量。那末为何离岸电力的价钱会更高呢？从海立体以上的海下风力发电场来看，可继续风力发电零碎的计划仿佛很简单。但状况恰好相同。因为包含没有波动的气候、计划、连通性和与现有电网组件的互相感化影响的很多要素，以美圆/兆瓦时为单元丈量的LCOE（平准化动力本钱）关于海上农场来讲要年夜很多。

风电场需求庞大的工程任务

海下风力涡轮机是庞大的年夜型构造，正在微型齿轮箱上十分牢靠，但新型风力涡轮机没有会主动包括它们。但是，风电工程师仍必需为风电场建筑年夜型部件。 涡轮机的扭转叶片需求耐腐化、耐磨损，和添加堵截风速。这类改良关于从更强的海风中汲取更多的能源而没有会对于涡轮机自身形成侵害是须要的。这类弱小的风力发机电，出格是为海下风电场计划的年夜型呆板，需求与陆地、海洋以及氛围情况相分离，并与之构成庞大的互相感化。

多学科计划进步了本钱

因而，工程师必需思索风电场标准、计划风电场规划以及装置，并思索输电路线的撑持根底设备。别的，他们还必需测试一切硬件以及软件元素。 因为多个工程范畴触及建筑海下风电场，因而，电气、情况、土木、产业以及机器工程师的全体计划本钱添加。虽然如斯，到今朝为止所获得的提高依然为将风能带给花费者供给了牢靠且具备本钱效益的新办法。

每一年海下风力设备图表由国度。图片由WindEurope供给。

自2008年以来，英国的海下风力发电零碎不时增加，今朝曾经有17%的电力来自风力发电。为了到达33％的临界值，正在计划氛围能源学叶片、把持四周的湍流、运用弹性资料和改良齿轮箱以及储能技能等范畴仍有很多任务要做。反过去，这些改良将低落经营以及保护本钱，这将添加海下风力发电设备总本钱的30%。

海下风电场是一项计谋投资

海下风电场是一项弱小的本钱投资，具备较高的动力密度，即便今朝处于新的债权阶段，但从久远来看仍将取得报答。英国曾经具有最年夜的海下风力涡轮机，即659兆瓦的Walney扩建名目，而更年夜的一个，Hornsea 1，在依照咱们的说法建筑，一旦完整投入运用，将发生1218兆瓦的电力。

今朝正在英鼎祚行的小型风电场的容量系数较低，由于它们是正在思索气候要素的状况下开辟的。可是，经过较量争论间隔，气候要素将是均匀值，计划将正在容量要素中起主导感化。

欧洲年度海下风电场统计数据。图片由WindEurope供给。

这类建筑年夜型风力涡轮机根底设备的趋向，其转子高达300英尺，直径超越500英尺，这是取得计谋视角并找到克制短时间本钱应战的办法之一。 海下风电场越年夜越好。可是，将这些年夜型部件从海洋运输到海上的本钱和装置单桩根底的技能与替换品比拟是最经济实惠的，但依然是一项严重的本钱收入，由于它只合用于多数制作商。一些本钱能够需求提取或者归因于外地都会估算，其家庭以及企业将受害于新的可再生动力，它们能够正在运输本钱以及将正在外地分派电力的输电路线中占主导位置。

引见智能风力涡轮机

另外一个阻碍风力涡轮机本钱化的妨碍是电子成绩，而没有是海下风力发电场的本钱收入或者普通根底设备成绩。英国事一个矮小气压没有波动微风向变革的地域。具备嵌入式传感器以及算法元件的智能涡轮机能够更好地从情况中搜集数据并评价变革的风对于能量捕捉的影响。

西门子的海下风力涡轮机。图片由Siemens Gamesa供给。

别的，另有“ 尾流效应 ”。尾流效应是指当氛围经过涡轮叶片刻，单个风力涡轮机若何互相感化，从而正在氛围持续流向更远处的涡轮机时发生凑集的动摇，从而鄙人游发生较低的氛围速率。正在这类状况下，能够使用具体的较量争论机建模来猜测若何正在不时变革的年夜气前提下优化能量捕捉，而没有会对于涡轮发生机器过分应力。

电子工程师面对的应战

电子工程师面对着艰难的义务，他们必需找到计划海下风电场，将电力从搜集点传输到远处的输电变电站，并将其分派到可供花费者运用的要地本地地域。搜集点的一个严重应战是把持无功功率以及保持电压，以供给功率牢靠性。海下风电零碎的谐波按捺包含正在风力涡轮机上找到有源谐波滤波器的最好地位，而没有是将它们安排正在陆地平台上。

直流或者交换传输？

因为运用经济上不成行的长陆地电缆停止交换传输的本钱很高，以是正在陆上保送电力是一个成绩。直传播输能够看起来更廉价，由于直流电缆能够得当地绝缘从而可以传输更高的电流，但要做到这一点，两头都需求高贵的功率转换器。正在思索直传播输时，海上电力转换器的保护和它们与风力涡轮机的互相感化也能够成为成绩。交换输电能够会因过电流以及过电压而受损，特别是因为具备凋谢电缆的输电路线中的Ferranti效应而发作的瞬态电压。 过电压效应能够经过并联电抗器来处理，而并联电抗器必需颠末经心计划，以处理零漏景象。

分流电抗器。图片由Asera Brown Boveri供给。

对于互相感化效应和先计划的内容请翻开上面链接停止检查：

https://www.eetoday.com/news/control/87335.html