溫敏東　向茂盛

摘要：社會(huì)在進(jìn)步，企業(yè)生產(chǎn)力呈現(xiàn)出飛速加快之趨勢(shì)，對(duì)能源的需求也隨之提升，基于對(duì)能源的保護(hù)，全球皆在尋找并利用多種不同的可再生資源以滿足建設(shè)多樣化的需求。風(fēng)能可以應(yīng)對(duì)不同氣候，同時(shí)也是清潔可再生的一種有效資源，相關(guān)部門總攬全局對(duì)該資源特點(diǎn)進(jìn)行研究，通過海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)來對(duì)其進(jìn)行較為全面的使用，使之發(fā)揮出自身可循環(huán)的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際建設(shè)中，因?yàn)樵O(shè)備制造模塊間的差異性，而使信息間的轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)出不同程度之困難，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)及其自動(dòng)化前行有著一定影響，故需盡快優(yōu)化海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站模塊化的整體建設(shè)，使之在新時(shí)期下穩(wěn)步前行。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電場(chǎng);升壓站;模塊化;建設(shè);問題研究

我國在風(fēng)力發(fā)電方面已有著多年研究，總裝機(jī)容量呈現(xiàn)出極高水準(zhǔn)，甚至可以超越發(fā)達(dá)國家，繼而憑借極強(qiáng)綜合實(shí)力躋身于風(fēng)電大國行列。海上風(fēng)電場(chǎng)包含著豐富資源且凸顯出自身優(yōu)勢(shì)，相關(guān)部門對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行全方位研究，對(duì)建設(shè)方案和設(shè)備使用等做好設(shè)計(jì)與后續(xù)管理，使資源釋放出風(fēng)能的可再生之潛力。海上升壓站是對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所制造出的電能進(jìn)行傳輸?shù)臉屑~，其可靠及安全性需得到極大程度加強(qiáng)，相關(guān)人員將其與陸地建設(shè)相對(duì)比，繼而進(jìn)行模塊化建設(shè)，使信息交換更為便捷，保證建設(shè)朝著統(tǒng)一化方向前行。

一、海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站整體結(jié)構(gòu)

海上風(fēng)電場(chǎng)模塊化升壓站即把升壓站根據(jù)實(shí)際情況劃分為多個(gè)模塊，在對(duì)各模塊進(jìn)行安裝時(shí)選用鋼結(jié)構(gòu)來完成，同時(shí)在陸地做好組裝并進(jìn)行科學(xué)調(diào)試，待一切正常而運(yùn)至海上安裝，將各模塊連接為一個(gè)整體，構(gòu)成升壓站[1]。正常來講，海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站采用的風(fēng)力機(jī)有著多樣性，類型冗雜各異，但每個(gè)類型都有葉片、支架等組成部分，同時(shí)有輪軸類旋轉(zhuǎn)部分，即風(fēng)輪。根據(jù)類型的不同，考慮轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向間的角度，可以劃分為垂直或水平軸。具體而言，水平軸風(fēng)力機(jī)的選用較多，其運(yùn)行原理是氣流通過葉片時(shí)會(huì)對(duì)其形成一定作用力并分解至兩個(gè)不同方向，呈現(xiàn)出升力和阻力，下表面所具有的空氣壓力低于上表面，繼而產(chǎn)生“吸入”力，在多種力的共同作用下完成風(fēng)力發(fā)電。水平軸風(fēng)力機(jī)包括螺旋槳式、多翼式風(fēng)力機(jī);垂直軸風(fēng)力機(jī)主要有組合型、旋轉(zhuǎn)渦輪等類型。

二、海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站模塊建設(shè)問題

海上風(fēng)電場(chǎng)與陸地發(fā)電相比，有著較為突出的特點(diǎn)，其資源呈現(xiàn)出豐富性，不會(huì)與多個(gè)發(fā)展項(xiàng)目相矛盾，同時(shí)風(fēng)速穩(wěn)定故可進(jìn)行較大規(guī)模的建設(shè)，使之發(fā)揮出其可再生優(yōu)勢(shì)。但在新時(shí)期下的建設(shè)暴露出以下幾個(gè)問題：

（一）設(shè)計(jì)理念不先進(jìn)

對(duì)于鋼樁、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、吊點(diǎn)等環(huán)節(jié)需做到有針對(duì)性的調(diào)整。對(duì)于鋼樁與組塊的連接應(yīng)做好焊接，將以往水泥漿灌入手段進(jìn)行改進(jìn)，選用海上固定油氣設(shè)施完成過渡段連接方式的固定。對(duì)于節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，以往所選用的樁腿不連續(xù)方式會(huì)使受力呈現(xiàn)一定缺陷，凸顯不連續(xù)性，橫梁會(huì)傳遞所承受之應(yīng)力，但梁面會(huì)受到拉應(yīng)力的影響而出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)撕裂。在吊點(diǎn)環(huán)節(jié)，若選用單面焊但卻進(jìn)行雙面成形的方式時(shí)，會(huì)出現(xiàn)焊接收縮情況，增加縮裂紋，同時(shí)兩側(cè)筯板與加強(qiáng)環(huán)的焊道易重合，凸顯設(shè)計(jì)不合理性[2]。除此之外，在耐火涂裝環(huán)節(jié)，10mm厚度的耐火漆會(huì)給后續(xù)檢測(cè)帶來困難而可能對(duì)涂層進(jìn)行破壞才能完成質(zhì)量檢驗(yàn)。為此，施工單位應(yīng)選用科學(xué)方式，通過精準(zhǔn)計(jì)算使焊接位置做到錯(cuò)開，使數(shù)值保持在150mm左右，將以往設(shè)計(jì)理念不足做到極大程度彌補(bǔ)。

（二）施工工藝不到位

因施工工藝要點(diǎn)沒有被有效把，使環(huán)板組對(duì)間隙較大，防火結(jié)構(gòu)可有著一定不足。若環(huán)板焊接時(shí)先將其與梁進(jìn)行焊接，之后再完成與立柱間的焊接，那么會(huì)增加環(huán)板和立柱間的應(yīng)力，繼而產(chǎn)生不同程度應(yīng)力裂紋。管線施工時(shí)，通常會(huì)選擇將孔開在結(jié)構(gòu)梁上，那么使結(jié)構(gòu)梁整體強(qiáng)度呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，甚至留下潛在的安全問題。防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，艙壁防火沒有凸顯完整性，密封性不足，防火膠泥封堵養(yǎng)護(hù)缺失易老化而出現(xiàn)問題。所以，在進(jìn)行定位焊接時(shí)，應(yīng)在完成單面焊接后，需憑借極高責(zé)任感配以反面清除定位焊操作，凸顯工藝水準(zhǔn)。與此同時(shí)， 施工人員結(jié)合實(shí)際情況避免在結(jié)構(gòu)梁上開孔，對(duì)已開孔位置進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)操作，將隱患控制在最小范圍。

（三）救生設(shè)備和消防設(shè)備安裝不標(biāo)準(zhǔn)

救生設(shè)備易出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤，在緊急情況下將不能夠凸顯其實(shí)用性。除此之外，消防設(shè)備的安裝位置不夠標(biāo)準(zhǔn)，滅火效果呈現(xiàn)出不足，應(yīng)將高壓水霧噴頭的設(shè)計(jì)高度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，使之位置合適而增加滅火效果，故應(yīng)加強(qiáng)救生和消防設(shè)備的安裝管理。值得一提的是，電纜橋架的整體承載力度不高等，三維建模環(huán)節(jié)也不夠細(xì)致化。電纜較重而使電纜橋架在力的作用下發(fā)生不同程度變形，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)思維，用普通角鋼來進(jìn)行橋架組成，憑借其高強(qiáng)度來避免橋架在后續(xù)使用中變形的情況。

三、海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站模塊化建設(shè)措施

（一）載波控制模塊建設(shè)

海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的模塊建設(shè)中，電流載波滯緩控制即將補(bǔ)償電流與指令信號(hào)做出比較，繼而得到差值并在載波滯環(huán)控制比較器中進(jìn)行輸入，對(duì)補(bǔ)償電流所產(chǎn)生的變化進(jìn)行極大程度控制，使驅(qū)動(dòng)電路運(yùn)行中所形成的PWM信號(hào)進(jìn)行切實(shí)有效通斷。該模式的運(yùn)行原理是依托于補(bǔ)償信號(hào)，將其視為參考值，繼而對(duì)載波滯環(huán)的控制帶進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)償電流有離開該控制帶之趨勢(shì)時(shí)，開關(guān)會(huì)隨之而呈現(xiàn)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，將補(bǔ)償電流進(jìn)行有效控制，使之能夠始終處于載波滯環(huán)控制帶的整體范圍之內(nèi)。升壓載波控制模塊的建設(shè)中，可選用這一方式，通過有針對(duì)性的控制方法來達(dá)到海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站模塊建設(shè)的需求。因載波控制寬度的設(shè)計(jì)能夠?qū)﹄娏鞲櫺阅茉斐刹煌潭扔绊懀瑫r(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)速度也會(huì)呈現(xiàn)出不同，開關(guān)頻率也被影響，故設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際情況來對(duì)載波滯環(huán)控制所需的寬度數(shù)值來進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。若寬度較大，開關(guān)器件的工作頻率不高，能夠減少開關(guān)工作中的損耗，也會(huì)使電流跟蹤誤差逐漸增大，那么控制精度則會(huì)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，同時(shí)高次諧波分量也隨之加大。若是寬度不足，那么跟蹤誤差又會(huì)過小，雖然能夠合精度提升，不過開關(guān)頻率增加，其運(yùn)行中損耗也呈現(xiàn)出增大趨勢(shì)，在后續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)會(huì)增加整體成本，也易因重視度不足而留下隱患，極有可能出現(xiàn)不同風(fēng)險(xiǎn)，故須對(duì)寬度進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，保證模塊化建設(shè)成效。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)模塊建設(shè)

升壓站屬于數(shù)字化的變電站，通常來講由過程層、站控層和間隔層組成，同時(shí)借助通信服務(wù)的相關(guān)協(xié)議，配以IEC61850的數(shù)據(jù)建模來完成。實(shí)際建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員基于網(wǎng)絡(luò)通信等多個(gè)傳遞平臺(tái)來保證控制命令、監(jiān)測(cè)信號(hào)等數(shù)據(jù)能夠轉(zhuǎn)換為數(shù)字化方式，進(jìn)行后續(xù)傳輸，通過極大程度分享來滿足程序化操作和網(wǎng)絡(luò)化二次功能等諸多需求。過程層通常會(huì)先用一些智能化一次設(shè)備，例如，電子式互感器，因其具有數(shù)字化接口，能夠通過網(wǎng)絡(luò)來完成建設(shè)及運(yùn)轉(zhuǎn)中所需要智能化操作。科技在進(jìn)步，DSP技術(shù)也呈現(xiàn)出完善趨勢(shì)，對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)行需求也能夠做到極大程度滿足，使模塊化建設(shè)呈現(xiàn)出高水準(zhǔn)，其功能性也得到切實(shí)有效的釋放。實(shí)踐中，DPS控制系統(tǒng)已對(duì)模擬控制器的缺點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)足，克服建設(shè)中諸多困難，對(duì)以往困局做到相應(yīng)突破，能夠完成更為復(fù)雜的計(jì)算。該系統(tǒng)也具有極強(qiáng)的抗干擾性，運(yùn)行中凸顯出可靠性，將DSP芯片視為整體控制之中心來完成建設(shè)中所需的多種計(jì)算，使數(shù)據(jù)處理的整體能力做到切實(shí)有效提升[3]。通常情況下，監(jiān)控系統(tǒng)需要由諧波源負(fù)載、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)和控制電路等來組成，才能滿足全方位的監(jiān)測(cè)需求。控制電路中涵蓋AD采樣、PWM脈沖、坐標(biāo)變換和電流閉環(huán)等，大多是由DSP 28335芯片來進(jìn)行多種不同控制。檢測(cè)電路是由直流電壓檢測(cè)、補(bǔ)償和負(fù)載電流檢測(cè)等組成，還包括A相電壓的相關(guān)檢測(cè)。驅(qū)動(dòng)電路能夠?qū)χ麟娐愤M(jìn)行有針對(duì)性的保護(hù)，同時(shí)也有著一定隔離效用，諧波源負(fù)載是三相不可控的整流橋。

（三）濾波器模塊建設(shè)

海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站濾波器模塊的建設(shè)中需考慮到其并聯(lián)和串聯(lián)的兩種情況，以滿足被補(bǔ)償對(duì)象的需求，同時(shí)基于儲(chǔ)能元件可將其劃分為電流、電壓兩種類型。實(shí)際的模塊建設(shè)時(shí)，工作人員多會(huì)選用電壓型濾波器，應(yīng)對(duì)造價(jià)、體積和操作難度不同等多種情況。為迎合補(bǔ)償性能的需求，并聯(lián)型建設(shè)受到工作人員青睞，借助其優(yōu)勢(shì)來對(duì)電網(wǎng)中所出現(xiàn)的非線性負(fù)載進(jìn)行切實(shí)有效的補(bǔ)償，故主電路應(yīng)設(shè)計(jì)成電壓型逆變器。例如，選用海上風(fēng)電濾波器可以將諧波補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)系統(tǒng)中，抵消電網(wǎng)當(dāng)中存在的高次諧波，繼而將其得到極大程度減弱，使電氣設(shè)備免受其影響，對(duì)以往的電能消耗做到減少。實(shí)際操作中可能會(huì)遇到一些特殊情況，故需對(duì)其電壓值控制在電風(fēng)相電壓的3倍左右，那么電壓值越大，那么補(bǔ)償電流所具有的跟蹤性能與隨之得到不同程度提升，但需注意電壓值不應(yīng)過高，故在多方考慮下應(yīng)對(duì)開關(guān)動(dòng)作進(jìn)行有針對(duì)性控制。

結(jié)束語：

新時(shí)期下，海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站所使用的部分設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并未發(fā)揮出其應(yīng)有效用，并且操作技術(shù)等也有著一些缺陷，在成熟性上有待提升。實(shí)際操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)出一定延時(shí)，對(duì)電流跟蹤帶來不同程度的影響，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)所用算法做到改進(jìn)，使操作中的誤差減少到最小而凸顯操作整體質(zhì)量。相關(guān)部門還需對(duì)風(fēng)電場(chǎng)升壓情況進(jìn)行相應(yīng)重視，借助多樣化手段使風(fēng)電場(chǎng)升壓所具有的濾除環(huán)節(jié)的次諧波做到指定，繼而對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓的負(fù)擔(dān)，使整體工作效率得到極大程度提升，將以往遺留的問題得到逐一解決，讓模塊化建設(shè)步伐在新時(shí)期下加快，滿足社會(huì)多樣化需求。

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