|
张建民1，张洪亮1，谢书鸿2，朱井华1，薛建林1，于洪淼1，赵囿林1 (1.中天科技海缆有限公司，江苏 南通226010；2.江苏中天科技股份有限公司，江苏 南通226010) 摘要：针对交联聚乙烯绝缘海底电缆在我国海洋风电的应用情况，首先介绍了中压交流海底电缆在海洋风电中的示范性应用，概述了三芯高压交流海缆的技术性突破及电压等级由35 kV向110 kV和220 kV发展过程中的结构改进和性能升级情况，对比分析了三芯海缆与单芯海缆制造成本的差异，并简述了柔性直流海缆的产品特点和绝缘结构设计方法。最后结合未来海洋风电向大容量、远海建设的趋势，提出了交联聚乙烯绝缘海底电缆应用比重向湿式结构阵列海缆和高压柔性直流海缆发展的展望。 关键词：交联聚乙烯绝缘海底电缆；海洋风电；三芯高压交流海缆；湿式结构电缆；柔性直流海缆 Abstract： Aiming at the application situation of XLPE insulated submarine cable in the field of China’s offshore wind power, firstly the typical applications of mid-voltage AC submarine cable to offshore wind farms are summarized. The technical breakthrough of three-core HVAC submarine cable, the structure improvement and performance upgrade in the developing process of cable voltage level from 35 kV to 110 kV and 220 kV are introduced. Fabricating costs are compared between three-core and one-core submarine cables. Then the product features and insulation structure design method of VSC-HVDC submarine cable are briefed. Finally, according to the trend of large capacity and high seas construction for future offshore wind farm, it is proposed that the application of XLPE insulated submarine cable should focus on wet type structure array submarine cable and VSC-HVDC submarine cable in the future. Key words： XLPE submarine cable; offshore wind farm; three-core HVAC submarine cable; wet type structure cable; VSC-HVDC submarine cable 0 引言海洋风力发电是现阶段国际上绿色能源开发的主要关注点之一，相比于已具有多年运行经验的陆上风力发电，海洋风力资源更优越，有利于增大发电机组容量。根据中国气象科学研究院统计评估，我国陆地可开发的风能资源储量约为2.5×108 kW，海洋风能资源可达到7.5×108 kW[1]。在风场特性方面，海洋风资源的湍流强度相对较小，可减轻风机疲劳[2]，并且风切变小，因而可以降低风机塔架的建设高度[3]。此外，开发海洋风电还可避免土地征用和噪声扰民等问题，是我国今后大力发展海洋经济的重要举措[4]。 海洋风电的建设受地理条件的影响，与陆地风电有诸多不同，难度也相对较大。由于水下情况复杂，海上风机的基础建造要综合考虑海床地质结构、离岸距离、风浪等级、海流情况等多方面影响[5]。此外，海洋风电风机互联及进一步集成后升压送至更高电压等级电网均需采用海底电缆完成[6]，因此海底电缆也是海洋风电建设不可或缺的一部分。 随着高分子材料和电缆生产设备的发展，交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆的设计和生产技术已相当成熟[7]，目前在国内的海底输电领域，XLPE绝缘海底电缆已全部替代了原有的油纸绝缘海底电缆[8]。本文结合国内海洋风电的标志性项目介绍XLPE绝缘海底电缆在我国海洋风电建设中的应用现状及发展前景。 1 XLPE绝缘中压交流海底电缆在海洋风电中的标志性应用东海大桥100 MW海上风电场是中国首个海洋风电项目，2008年9月正式开工建设[9 - 10]。当时国内高压海底电缆的发展尚处于起步阶段，在进行该项目海缆选型时考虑到风场拟建设容量有限，选择35 kV XLPE绝缘中压海缆以满足风机互联和接入高压电网的需要[11]，由35 kV海缆将风机电能集成后传输到陆上110 kV升压站。35 kV海缆采用铜导体XLPE绝缘分相铅套钢丝铠装聚丙烯纤维外被光纤复合三芯海底电缆，海缆结构中含有电力电缆和通信光缆，同时实现电力传输和通信测温[12]。图1为三芯35 kV XLPE绝缘光纤复合海缆的结构示意图。  图1 三芯35 kV XLPE绝缘光纤复合海缆分层结构示意图 三芯35 kV XLPE绝缘光纤复合海缆内含三根电力线芯，根据工程需求选择是否内设光纤单元及光纤单元的芯数。考虑到海缆的特殊使用环境，要求电力线芯和光缆线芯在纵向和径向方向均具备良好的阻水性能[13]，一方面保证产品良好运行，同时降低海缆受破坏时的损失长度[14]，在这一点上的要求通用于各电压等级和规格的海底电缆。 目前国内用于海洋风电的海缆均采用纵向阻水导体，海缆导体在生产过程中同步填充如阻水带、阻水粉等阻水材料来实现阻水效果[15]，在绝缘线芯和铅护套之间同样设置有适当厚度和层数的半导电阻水带。海缆成缆后绞合镀锌钢丝作为铠装层，随后涂覆沥青作为防腐层[16]。与陆地电缆采用致密挤包的塑料外护套不同，海缆外被层多数采用丙烯纤维绳绕包而成，因此径向不具备良好的水密性[17]。海缆电力线芯的径向阻水性能通过在每根线芯上单独挤包铅护套和聚乙烯护套实现。为了便于光纤单元随电力线芯一同完成成缆绞合生产，三芯海缆内置光纤单元多数为钢丝内铠结构[18]，外层同样采用聚乙烯护套进行防水密封。 我国另一个同样采用35 kV XLPE绝缘海缆进行风机互联和集成传输至陆上升压站的标志性项目是龙源如东150 MW海洋风电示范工程，该工程是我国第一个潮间带风电项目，于2012年9月实现全部机组并网发电[19]。我国海洋风力资源丰富的江苏、上海和山东等地区沿海多为潮间带水域，而国外潮间带开展海洋风电场建设并无先例，因此无法借鉴国际上的相关经验。该工程在基础建设和海缆选型及敷设方面都有重要的示范意义。 2 XLPE绝缘三芯高压交流海缆技术性突破随着我国海洋风电向大容量机组和远距离风场发展，中压输电方式已无法满足大容量电能集成后向陆上升压站输送的要求，因此国内高压海缆迎来了开发和应用的良好契机。 2.1 交流110 kV高压海缆突破三芯瓶颈珠海桂山198 MW风电场项目首次采用国产三芯110 kV高压交流光电复合海缆。珠海桂山风电场场址位于珠江口的伶仃洋水域，计划安装66台单机容量3 MW的风电机组，同时建设风电场升压站至桂山岛、东澳岛、大万山岛的海岛联网工程[20 - 21]。三芯110 kV交流海缆在结构设计上与已有应用的中压海缆大体相同，图2和表1分别为本项目三芯110 kV光纤复合海缆的产品结构示意图和主要性能指标。 如图2所示，对比三芯中压海缆，珠海桂山项目采用的三芯110 kV高压海缆进行了多项结构优化。首先考虑到高压海缆绝缘厚度较大，生产过程中的绝缘层挤出机的挤出压力较中压海缆明显增大，因此在完成导体生产后外层紧密绕包一层半导电捆扎带，与挤出半导电屏蔽材料共同构成导体屏蔽层。其次在铅护套外选用了半导电聚乙烯作为独立线芯的护套，同时光纤单元的外层护套也选用相同材料，此方法可以有效地消除光纤单元、金属屏蔽层和铠装层之间的电位差[22]。此外，由于高压电力线芯尺寸较大，成缆后空隙较大，若采用传统的网状填充绳在钢丝铠装和大长度流转后难以保证产品的整体圆整度。因此在三芯高压海缆结构设计时选用了图中所示的预成型填充条，预成型填充条根据电力线芯和成缆之后的尺寸及空隙进行设计，并根据产品需求可为光纤单元提供良好的固定和保护作用。  图2 珠海桂山项目三芯110 kV XLPE绝缘光纤复合海缆分层结构示意图 表1 珠海桂山风电场三芯110 kV XLPE绝缘光纤复合海缆主要性能指标  参数数值单位导体标称外径26.5mmXLPE绝缘层标称厚度17.0mm镀锌钢丝直径6.0mm产品近似外径193mm产品近似重量(空气中)76kg/m20℃时导体直流电阻≤0.0366Ω/km90℃导体交流电阻0.0488Ω/km电容0.170μF/km电感0.406mH/km导体最高允许工作温度90℃短路时导体最高允许温度250℃参考载流量(空气温度40℃,不受阳光直射)590A短路时导体承受短路电流(1s)78.8kA短路时金属屏蔽承受短路电流(1s)20.3kA允许的最大使用张力210kN允许的最大侧压力20kN/m敷设时允许最小弯曲半径4000mm 生产三芯高压海缆面临的主要难题是高电压电力线芯的大长度成缆绞合过程[23]。以珠海桂山项目选用的三芯110 kV海缆为例，该产品每根电力线芯的铜导体截面为500 mm2，在完成绝缘层、铅护套和聚乙烯护套的生产之后，线芯的理论外径和单位重量分别近似为80 mm和16 kg/m。若连续生产长度为20 km，则要求承装每根电力线芯的盘具载重能力达到32 t，远超过普通电缆盘具的载重能力，因此三芯110 kV海缆的生产过程需要对立式成缆设备进行技术改造，将普通的行星式盘具放线方式改进为自主转动托盘放线，安装独立转盘，既满足单根电力线芯大长度收放线载重需求，同时实现了成缆绞合过程中张力退扭。图3为主动放线转盘式立式成缆生产设备。  图3 转盘式立式成缆机 如图3所示，转盘式立式成缆机主体包括一个整体转盘和3个主动式电力线芯转盘，同时可以配置多个独立盘具用于承装光缆纤芯及成型填充条。立式成缆机运转时可以根据电缆成缆方向设置整体转盘转动方向，相应地，电力线芯转盘和独立盘具会以相同的角速度与整体转盘呈反方向转动，实现线芯的良好退扭。立式成缆生产方式可以解决线芯水平绞合时自身重力带来的角度偏差。 三芯高压海缆成功开发的意义不仅体现在技术进步方面，同时降低了采用相同输电能力的单芯高压海缆的生产成本、敷设成本和运维成本，具有重要的经济和社会价值。 2.2 三芯交流高压海缆迈进220 kV时代江苏响水近海202 MW海洋风电场位于响水县灌东盐场、三圩盐场外侧海域，离岸距离约10 km，该项目建设了亚洲首座220 kV海上升压站，首次选用了国产三芯220 kV海缆[24]。 响水风电场三芯220 kV海缆在结构设计和工艺控制上充分借鉴了三芯110 kV海缆的成功经验，产品规格型号为HYJQF41-F 127/220 3×500+2×(34B1+2A1b)，产品结构与珠海桂山三芯110 kV海缆相同，主要性能指标如表2所示。 表2 响水风电场三芯220 kV XLPE绝缘光纤复合海缆主要性能指标  参数数值单位导体标称外径26.5mmXLPE绝缘层标称厚度27.0mm镀锌钢丝直径6.0mm产品近似外径247mm产品近似重量(空气中)110kg/m20℃时导体直流电阻≤0.0366Ω/km90℃导体交流电阻0.0488Ω/km电容0.131μF/km电感0.460mH/km导体最高允许工作温度90℃短路时导体最高允许温度250℃参考载流量(空气温度40℃,不受阳光直射)760A短路时导体承受短路电流(1s)72.1kA短路时金属屏蔽承受短路电流(1s)34.2kA允许的最大使用张力275kN允许的最大侧压力20kN/m敷设时允许最小弯曲半径4400mm 响水风电项目是目前国内唯一投入运行的选用三芯220 kV海缆作为主回路的海洋风电项目，三芯220 kV海缆的尺寸和重量均创国内之最，在产品开发过程中除了保证产品电气性能满足标准及工程技术要求外，为了保证产品在承受生产和敷设过程中的机械应力时不会导致线芯及光单元出现质量损伤，三芯220 kV海缆开发过程中进行了多项机械性能测试。 2.2.1 张力弯曲试验 张力弯曲试验用于模拟海缆在施工过程中经受张力作用的情况，试验装置示意图如图4所示。三芯220 kV海缆张力弯曲试验参照GB/T 32346.1—2015[25]进行。按照图4的安装方式，不少于30 m的海缆试样在转轮上完成卷绕、伸直、卷绕的循环过程，试样共需经历3次上述循环过程，试验过程中根据标准中推荐的计算方法选取施加在海缆上的张力为121 kN。试验前分别从样品的复合光纤单元中任意选取2根光纤，互相环接后连接到CD500型光纤测试仪上，通过光纤性能变化情况确定样品受力流转过程是否对光纤产生破坏性应力。图5为张力弯曲试验过程中的光纤在1 330 nm波长下测得的附加衰减随测试情况。由图5可知，三芯海缆的复合光纤单元在张力弯曲试验过程中附加衰减均小于试验要求的0.05 dB。  图4 张力弯曲试验示意图  图5 三芯220 kV海缆张力弯曲试验光纤附加衰减 2.2.2 抗侧压试验 抗侧压试验用于模拟海缆在承受侧方向压力时的情况，通过内置光纤性能变化情况初步评估海缆的抗侧压能力，抗侧压试验利用海缆压扁试验机进行，试验装置示意图如图6所示。  图6 抗侧压试验示意图 抗侧压试验在不小于5 m的样品上进行，选取3个点施加试验压力，相邻两个施力点的距离不小于0.8 m。根据海缆结构特点和施工及运行过程中可能受到的侧压力作用情况，在施力点上施加1 000 N/250 mm的初始负载，负载持续作用时间为1 min，此后依次增加2 000 N的负载值并保持负载2 min，至5 000 N/250 mm，最终保持负载1 min后逐渐减小压力至0。侧压力作用过程中采用与张力弯曲试验相同的方法监测光纤附加衰减变化情况，测试结果如图7所示。由图7中的数据可知，抗侧压试验过程中三芯220 kV海缆的光纤最大附加衰减为0.029 dB。  图7 三芯220 kV海缆抗侧压试验光纤附加衰减 根据张力弯曲试验和抗侧压试验的结果，三芯220 kV海缆在上述机械性能测试中复合光单元的附加衰减均小于试验要求的0.05 dB。该规格海缆目前已通过第三方检测机构的型式试验，江苏响水风电项目在2016年10月实现主体工程全部并网发电，现阶段运行情况良好。 2.3 XLPE绝缘交流三芯高压海缆及单芯高压海缆经济性对比分析与XLPE绝缘交流单芯高压海缆相比，三芯高压海缆的制造难度更大，但是在输送容量大致相同的情况下，三芯海缆在制造成本和项目整体投入的经济性上有明显优势，以截面为500 mm2的铜导体220 kV海缆为例，表3列举了相同截面下三芯光纤复合海缆和三根单芯光纤复合海缆成品中主要材料的成本消耗对比情况。 表3中的数据是参照GB/T 32346.2—2015中的有关规定选取计算得出的[26]。由表3可知，选取220 kV 500 mm2 XLPE绝缘三芯海缆各主要材料消耗为1时，若选用同规格的三根单芯海缆构成同一回路，电缆制造成本明显增加。特别针对铠装层消耗，单芯海缆为了避免铠装层的过大损耗，设计时需选用非磁性金属作为铠装层，表3的结果基于单芯海缆采用铜丝铠装，而三芯海缆采用镀锌钢丝铠装计算得到，因此成本差异巨大。此外，采用单芯交流海缆也将增加工程后期运输、敷设及维护的投入。 表3 220 kV 500 mm2高压交流三芯海缆与单芯海缆成品材料相对消耗对比  材料类型单位三芯结构单芯结构铜材kg/m11XLPE绝缘材料kg/m11半导电屏蔽材料kg/m11半导电阻水带kg/m11.06合金铅kg/m11.15聚乙烯kg/m12.22填充绳kg/m10铠装层kg/m115.3纤维外被层kg/m11.59 3 XLPE绝缘直流海缆在海洋风电建设中的尝试电压源换流技术(VSC)的广泛应用使XLPE绝缘直流电缆得以飞速发展，柔性直流输电技术以其线路损耗小、系统稳定、有功功率与无功功率控制灵活、运行可靠、方便分期建设和增容扩建等优势逐渐替代传统直流输电技术和高压交流输电技术成为远距离、大容量输电的首选[27]。 南澳岛±160 kV/200 MW多端柔性直流输电示范工程是世界上首个三端柔性直流输电项目[28]，由10.6 km直流海底电缆、9.5 km直流陆地电缆、20.6 km直流架空线连接金牛、青澳和塑城3个换流站[29]。此项目为国内首次自主设计和制造国产高压直流海缆，所采用的光纤复合直流海底电缆为铜芯交联聚乙烯绝缘铅套粗圆钢丝铠装聚丙烯纤维外被结构，复合36芯光纤。 图8 和表4分别为±160 kV光纤复合直流海底电缆的结构示意图及主要性能指标[30]。由图8可知，对比高压交流海缆，直流海缆结构上的最大特点在于结构中仅含有一根电力线芯，大大节省了产品的制造成本。此外，在输送容量同为近似200 MW的情况下，南澳柔直项目采用的±160 kV直流海缆对比珠海桂山风电项目的三芯110 kV交流海缆和江苏响水海洋风电项目的三芯220 kV交流海缆在产品外径和单位重量上均有很大下降，有利于产品的长距离运输和敷设。  图8 ±160 kV XLPE绝缘光纤复合直流海底电缆分层结构示意图 表4 ±160 kV XLPE绝缘光纤复合直流海底电缆主要性能指标 参数数值单位导体标称外径26.5mmXLPE绝缘层标称厚度16.0mm镀锌钢丝直径6.0mm产品近似外径111.4mm产品近似重量(空气中)28.6kg/m导体最高允许工作温度70℃短路时导体最高允许温度160℃参考载流量(热阻0.7K·m/W,27℃)905A短路时导体承受电流(2s)43.0kA短路时金属屏蔽承受短路电流(1s)15.6kA电容0.172μF/km20℃直流电阻≤0.0366Ω/km70℃直流电阻≤0.0438Ω/km允许最大使用张力126kN允许最大侧压力15kN/m敷设时允许最小弯曲半径2280mm 除了结构形式不同之外，直流电缆在绝缘材料特性和绝缘层尺寸设计上较交流电缆更为复杂[31]。对于XLPE绝缘直流电缆来说，直流输电方式会造成空间电荷在绝缘层中的累积[32]，可能产生绝缘层中的电场畸变，最终导致电气性能下降。此外，直流电缆绝缘层中电场呈现阻性分布特性，不仅与绝缘线芯结构尺寸有关，还受绝缘层温度分布特性影响，因此直流电缆绝缘结构设计时需要考虑电场和热场的耦合问题[33]。 4 XLPE绝缘海缆在海洋风电领域的发展趋势目前，国际上海洋风电的发展已经呈现出“大容量+远距离”的发展态势，海底电缆作为海洋风电建设的重要装备之一，也将围绕着以上两个特点呈现新的发展方向。 4.1 阵列海缆向66 kV和湿式结构发展XLPE绝缘中压海缆在海洋风电建设中多用于海上风机间的互联，在海洋风电工程中也称为阵列电缆。目前我国普遍采用的单个风机容量在3～5 MW之间，但是随着10 MW大型风机的研发，未来对风机互联用的阵列海缆也提出了更高输送容量要求，35 kV交流海缆作为大容量风机互联阵列海缆明显不足，因此开发更高电压等级阵列电缆将是必然的发展趋势。同时随着阵列电缆电压等级的提高以及环境保护意识的增强，使用合金铅套作为金属屏蔽层将无法满足短路电流容量和环保的要求[34]，国际上新的趋势是采用铜丝复合铜带代替铅套作为金属屏蔽形式。由于铜丝和铜带不具备致密挤包铅套的优异阻水性能，因此对海缆绝缘性能在水下长期工作的稳定性提出了更高的要求，此类型结构称为湿式结构海缆。图9为铜丝复合铜带金属屏蔽结构海缆的结构示意图。 图9 铜丝复合铜带金属屏蔽海缆分层结构示意图 对比以往的分相铅套海缆，图9所示海缆最大特点在于采用疏绕铜丝作为金属屏蔽，外层绕包的铜带主要起到捆扎铜丝的作用。铜丝和铜带构成的金属屏蔽结构不具备良好的径向阻水性能，海缆的阻水性能主要依靠外层的半导电聚乙烯护套来实现，尽管如此，对比致密的铅套+聚乙烯护套的结构，湿式结构海缆的阻水性能仍旧相对较差，因此以往非铅套海缆通常采用专用的抗水树绝缘材料加工绝缘层，以保证产品长期在水下运行的电气性能[35]，但是目前非铅套海缆项目的已有运行经验较短，特别如果阵列海缆电压等级上升到66 kV时，对于采用已有抗水树绝缘材料是否能满足产品设计运行寿命要求尚无法确定。目前国际相关机构正在进行湿式结构海缆水下运行试验标准的研究工作，用于评估此类产品的长期寿命情况[36]。 4.2 高压柔性直流海缆应用比重有望增加据相关部门统计，目前我国可开发海洋风能总资源为7.5×108 kW，其中60%以上的离岸距离超过50 km[37]。如果采用高压交流海缆作为主回路，除了会增加制造和敷设成本外，还会造成明显的电能损耗。柔性直流海缆在成本和降损方面具有明显优势，虽然采用柔性直流输电方式会由于换流设备建设造成前期投入增加，但是从长远意义考虑，今后离岸距离较远的海洋风电建设会更倾向于柔性直流输电[38]。 现阶段国际上研发成功的XLPE绝缘柔性直流电缆电压等级已达到±525 kV[39]，并且随着我国提出建设全球能源互联网的战略方向，超高压柔性直流海缆产品开发和应用将是未来几年国家电力建设的重点方向。鉴于我国第一项高压柔性直流输电工程即应用于大型海样风电场接入项目[40]，电网系统和海缆产品的生产应用已有一定经验，因此未来高压柔性直流海缆在海洋风电领域的应用有望进一步增加[41]。 5 结语本文结合我国有代表性的海洋风电项目介绍了XLPE绝缘海缆在海洋风电领域的应用情况，着重说明了三芯高压交流海缆和高压柔性直流海缆在研发过程中解决的关键问题和开展的重点工作，详细描述了三芯高压交流海缆在成缆工艺和设备方面的改进、大尺寸高压海缆典型的机械性能测试方法以及利用有限元分析方法进行柔性直流海缆绝缘结构设计的过程。此外，结合国内外海洋风电的发展趋势和海缆技术研究进展，提出了XLPE绝缘海缆在海洋风电领域向湿式结构阵列海缆和高压柔性直流接入技术发展的前景。 参考文献 [1] 肖运启, 贾淑娟. 我国海上风电发展现状与技术分析[J]. 华东电力, 2010, 38(2): 277-280. XIAO Yunqi, JIA Shujuan. Development status and technology analysis of offshore wind power in China [J]. East China Electric Power, 2010, 38(2): 277-280. [2]迟永宁, 梁伟, 张占奎, 等. 大规模海上风电输电与并网关键技术研究综述[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(14):3758-3770. CHI Yongning, LIANG Wei, ZHANG Zhankui, et al. An overview on key technologies regarding power transmission and grid integration of large scale offshore wind power [J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(14):3758-3770. [3]黄玲玲, 曹家麟, 张开华, 等. 海上风电机组运行维护现状研究与展望[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(3):729-738. HUANG Lingling, CAO Jialin, ZHANG Kaihua, et al. Status and prospects on operation and maintenance of offshore wind turbines [J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(3):729-738. [4]朱荣华, 龙正如, 田振亚,等. 海上风电机组基础施工过程中噪音消减方法浅析[J]. 风能, 2014(4):86-89. ZHU Ronghua, LONG Zhengru, TIAN Zhenya, et al. Analysis of noise mitigation during the construction for offshore wind turbines foundation [J]. Wind Energy, 2014(4):86-89. [5]卢其进, 杨和振. 海洋风电支撑结构的随机性动力优化设计[J]. 振动与冲击, 2013, 32(17): 46-51. LU Qijin, YANG Hezhen. Probabilistic dynamic optimization design for support structure of offshore wind turbines [J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(17): 46-51. [6]鲁加明, 赵云, 郑明,等. 无功配置对海上风电场输出海缆损耗的影响分析[J]. 电力建设, 2015, 36(6):114-118. LU Jiaming, ZHAO Yun, ZHENG Ming, et al. Reactive power configuration influence on output cable loss of offshore wind farm [J]. Electric Power Construction, 2015, 36(6):114-118. [7]吴金辉, 靳静, 牛冠清. 高压电力电缆设计技术要点[J]. 电气工程学报, 2013(5):52-53. WU Jinhui, JIN Jing, NIU Guanqing. Key points of high voltage power cable design [J]. Journal of Electrical Engineering, 2015, 36(6):114-118. [8]刘刚, 曹京荥, 陆莹, 等. 以全寿命周期成本为判据的近海风电场高压海底电缆选型标准[J]. 高电压技术, 2015, 41(8): 2674-2680. LIU Gang, CAO Jingying, LU Ying, et al. Selection criteria of high-voltage submarine cables for offshore wind farms by life cycle cost [J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(8): 2674-2680. [9]张博, 张旭光, 郭弘艺, 等. 上海东海大桥海上风电场水下噪声特性分析[J]. 上海海洋大学学报, 2016, 25(4):599-606. ZHANG Bo, ZHANG Xuguang, GUO Hongyi, et al. Characteristics of underwater noise from Shanghai Donghai Bridge offshore wind farm [J]. Journal of Shanghai Ocean University, 2016, 25(4):599-606. [10] 张哲. 东海大桥100 MW海上风电场电气系统的设计[J]. 电力与能源, 2012, 33(1):49-51. ZHANG Zhe. Design of the electrical systems for Donghai Great Bridge 100 MW offshore wind farm [J]. Power and Energy, 2012, 33(1):49-51. [11] 徐象鑫. 海上风电海缆及海缆保护管冲刷加固设计及施工方案优化[C]. 中国交通建设股份有限公司2014年现场技术交流会, 2014年11月6日，大连. [12] 吴建宁, 郑运焱, 吴弘. 三芯光电复合海底电力电缆的设计与制造之一——结构设计[J]. 电线电缆, 2012(3):20-22. WU Jianning, ZHENG Yunyan, WU Hong. Design and production of three core power optical cable part 1: structure design [J]. Electric Wire & Cable, 2012(3):20-22. [13] 何光华, 俞骏, 张志坚, 等. 中低压电缆接头密封阻水性能评估试验研究[J]. 电工技术, 2016(3): 21-23. HE Guanghua, YU Jun, ZHANG Zhijian, et al. Study on the performance evaluation of sealing resistance for low-pressure cable joint [J]. Electrical Technology, 2016(3): 21-23. [14] 钟成行, 王爱庆, 靳志杰. 水密电缆的结构分类及特性分析[J]. 现代传输, 2016(4):23-25. ZHONG Chengxing, WANG Aiqing, JIN Zhijie. Structure classification and characteristic analysis of watertight cable [J]. Modern Transmission, 2016(4):23-25. [15] 杨娟, 张峰, 王福志. 高压电力电缆阻水结构研究与分析[J]. 电线电缆, 2010(3): 22-24. YANG Juan, ZHANG Feng, WANG Fuzhi. Study and analysis of the water-blocking construction in HV power cables [J]. Electric Wire & Cable, 2010(3): 22-24. [16] 杨甫军, 席菲菲, 祁登权. 海底电力电缆防腐性能研究[J]. 电线电缆, 2016(4):23-24. YANG Fujun, XI Feifei, QI Dengquan. Research of submarine power cable anticorrosion performances [J]. Electric Wire & Cable, 2016(4):23-24. [17] 龚永超, 何旭涛, 孙健生. 高压海底电力电缆铠装的设计和选型[J]. 电线电缆, 2011(5):19-22. GONG Yongchao, HE Xutao, SUN Jiansheng. The design and seelection of high-voltage submarine power cable armor [J]. Electric Wire & Cable, 2011(5):19-22. [18] 王奇, 李妍红. 基于多分辨率分析与相关检测的海底电缆分布式故障检测[J]. 南方电网技术, 2015, 9(2):68-72. WANG Qi, LI Yanhong. Distributed fault test of submarine cable based on multi-resolution analysis and correlation detection [J]. Southern Power System Technology, 2015, 9(2):68-72. [19] 赵靓. 我国潮间带风电发展概况[J]. 风能, 2013(7): 23-27. ZHAO Liang. Overview of wind power development in intertidal zone of China [J]. Wind Energy, 2013(7): 23-27. [20] 朱荣华, 李少清, 张美阳. 珠海桂山200 MW海上示范风场风电机组导管架基础方案设计[J]. 风能, 2013(9):94-98. ZHU Ronghua, LI Shaoqing, ZHANG Meiyang. Jacket foundation design for 200 MW offshore demonstration wind farm project of Zhuhai Guishan [J]. Wind Energy, 2013(9):94-98. [21] 张建民, 谢书鸿, 王丽媛. 大长度三芯高压海底光纤复合电缆关键技术研究[C]//中国电工技术学会电线电缆专业委员会2015学术年会论文集, 2015年11月1日，南京. 北京：中国电工技术学会, 2015: 90-98. [22] 王国忠. 海底光纤复合电缆金属护套光单元感应电势计算[J]. 光纤与电缆及其应用技术, 2012(5):11-13. WANG Guozhong. Calculation of photocell induction potential of the optical unit with metal sheath of submarine fiber composite cable [J]. Application Technology of Fiber Optic and Cable, 2012(5):11-13. [23] 钱可弭, 陆莹, 郑明,等. 海上风电场高压XLPE绝缘海缆可靠性评估的方法[J]. 电线电缆, 2016(1):1-6. QIAN Kemi, LU Ying, ZHENG Ming, et al. Reliability assessment method of high voltage XLPE insulated submarine cable for offshore wind farm [J]. Electric Wire & Cable, 2016(1):1-6. [24] 赵囿林, 张建民, 马志金,等. 响水近海风电三芯220 kV光纤复合海底电缆的设计及制造[J]. 电线电缆, 2016(5):19-21. ZHAO Youlin, ZHANG Jianmin, MA Zhijin, et al. Design and manufacture of 220 kV three-core submarine fiber optic composite power cable for Xiangshui offshore windfarm [J]. Electric Wire & Cable, 2016(5):19-21. [25] 全国电线电缆标准化技术委员会. 额定电压220 kV(Um=252 kV)交联聚乙烯绝缘大长度交流海底电缆及附件 第1部分 试验方法和要求: GB/T 32346.1—2015 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2016. [26] 全国电线电缆标准化技术委员会. 额定电压220 kV(Um=252 kV)交联聚乙烯绝缘大长度交流海底电缆及附件 第2部分 大长度交流海底电缆: GB/T 32346.2—2015 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2016. [27] 张洪亮, 谢书鸿, 尹毅,等. 厦门柔直工程±320 kV直流电缆绝缘及外护层结构选型与论证[J]. 高电压技术, 2016(10): 3139-3146. ZHANG Hongliang, XIE Shuhong, YIN Yi, et al. Selection and verification of insulation and sheath structure of ±320 kV DC cables for Xiamen flexible DC transmission project [J]. High Voltage Engineering, 2016(10): 3139-3146. [28] 邱栋, 陈涛, 李洁. ±160 kV柔性直流青澳换流站远跳回路分析与改进[J]. 智能电网, 2015, 3(11):1058-1062. QIU Dong, CHEN Tao, LI Jie. Analysis and improved method for remote tripping circuit in ±160 kV VSC-HVDC converter station of Qing’ao [J]. Smart Grid, 2015, 3(11):1058-1062. [29] 赵林杰, 赵晓斌, 厉天威,等. 多端柔性直流输电系统中±160 kV XLPE绝缘电缆系统设计与选型[J]. 高电压技术, 2014, 40(9):2635-2643. ZHAO Linjie, ZHAO Xiaobin, LI Tianwei, et al. Design and selection of ±160 kV XLPE insulated cable system for multi-terminal VSC-HVDC power transmission system [J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(9):2635-2643. [30] 谢书鸿, 傅明利, 尹毅,等. 中国交联聚乙烯绝缘高压直流电缆发展的三级跳:从160 kV到200 kV再到320 kV[J]. 南方电网技术, 2015, 9(10):5-12. XIE Shuhong, FU Mingli, YIN Yi, et al. Triple jumps of XLPE insulated HVDC cable development in China: from 160 kV, to 200 kV and then 320 kV [J]. Southern Power System Technology, 2015, 9(10):5-12. [31] 王霞, 王陈诚, 朱有玉, 等. 高压直流塑料电缆绝缘用纳米改性交联聚乙烯中的空间电荷特性[J]. 高电压技术, 2015, 41(4): 1096-1103. WANG Xia, WANG Chencheng, ZHU Youyu, et al. Space charge profiles in XLPE nano dielectrics used for HVDC plastic cable insulation [J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(4): 1096-1103. [32] 刘云鹏, 刘贺晨, 钟平, 等. 直流电老化对160 kV直流电缆材料空间电荷分布特性的影响分析[J]. 绝缘材料, 2017(3):37-42. LIU Yunpeng, LIU Hechen, ZHONG Ping, et al. Study on impact of DC electrical aging on space charge distribution of 160 kV DC cable materials [J]. Insulating Materials, 2017(3):37-42. [33] 刘通, 傅明利, 侯帅, 等. 温度梯度影响高压直流电缆用交联聚乙烯中空间电荷分布的作用机理[J]. 高电压技术, 2015, 41(8): 2665-2673. LIU Tong, FU Mingli, HOU Shuai, et al. Mechanism of space charge distribution in XLPE used in HVDC cables under temperature gradient [J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(8): 2665-2673. [34] 韦有周. 英国海上风电产业扶持政策演变、最新态势及启示研究[J]. 海洋经济, 2016, 6(4):59-64. WEI Youzhou. Research on evolution, latest situation and enlightenment of UK offshore wind power industry support policy [J]. Ocean Economy, 2016, 6(4):59-64. [35] 周凯, 杨明亮, 陶文彪, 等. 单一极性直流电压下交联聚乙烯电力电缆水树生长特性[J]. 高电压技术, 2015, 41(4): 1075-1083. ZHOU Kai, YANG Mingliang, TAO Wenbiao, et al. Characteristics of water tree growing of power cable under single polarity DC voltage [J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(4): 1075-1083. [36] 刘刚, 曹京荥, 陆莹, 等. 以全寿命周期成本为判据的近海风电场高压海底电缆选型标准[J]. 高电压技术, 2015, 41(8):2674-2680. LIU Gang, CAO Jingying, LU Ying, et al. Selection criteria of high-voltage submarine cables for offshore wind farms by life cycle cost [J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(8):2674-2680. [37] 刘佰琼, 徐敏, 刘晴. 我国海上风电发展的主要问题及对策建议[J]. 海洋开发与管理, 2015, 32(3):7-12. LIU Baiqiong, XU Min, LIU Qing. Main problems and countermeasures of offshore wind power development in China [J]. Ocean Development and Management, 2015, 32(3):7-12. [38] 马为民, 吴方劼, 杨一鸣, 等. 柔性直流输电技术的现状及应用前景分析[J]. 高电压技术, 2014, 40(8): 2429-2439. MA Weimin, WU Fangjie, YANG Yiming, et al. Flexible HVDC transmission technology’s today and tomorrow [J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(8): 2429-2439. [39] EBERT S, SILL F, DIEDERICHS J. Extruded XLPE DC under ground-cable technology and experiences up to 525 kV-a key building block for the German 'Energiewende'[C]// Proceedings of VDE High Voltage Technology 2016 ETG-Symposium, November 14-16, 2016, Berlin. Frankfurt: IEEE, 2016: 11. [40] 杨柳, 黎小林, 许树楷,等. 南澳多端柔性直流输电示范工程系统集成设计方案[J]. 南方电网技术, 2015, 9(1):63-67. YANG Liu, LI Xiaolin, XU Shukai, et al. The integrated system design scheme of Nan’ao VSC-MTDC demonstration project [J]. Southern Power System Technology, 2015, 9(1):63-67. [41] 王一振, 赵彪, 袁志昌,等. 柔性直流技术在能源互联网中的应用探讨[J]. 中国电机工程学报, 2015, 35(14):3551-3560. WANG Yizhen, ZHAO Biao, YUAN Zhichang, et al. Study of the application of VSC-based DC technology in energy internet [J]. Proceedings of the CSEE, 2015, 35(14):3551-3560. Typical Application and Development Prospect of XLPE Insulated SubmarineCable for Offshore Wind Farm in ChinaZHANG Jianmin1, ZHANG Hongliang1, XIE Shuhong2, ZHU Jinghua1, XUE Jianlin1,YU Hongmiao1, ZHAO Youlin1 (1. Zhongtian Technology Submarine Cable Co., Ltd., Nantong, Jiangsu 226010, China; 2. Zhongtian Technology Group Co., Ltd., Nantong, Jiangsu 226010, China) 文章编号：1674-0629(2017)08-0025-09
|
|
|
