海上漂浮式风电与渔业养殖融合技术

所在单位-龙源电力龙源电力成立于1993年，历经国家能源部、电力部、国家电力公司、中国国电集团现康属于国家能源集团管是中国最早开发风电的专业化公司，自2015年持续保持世界第一大风电运营商。自前龙源电力已成为一家以开发运营新能源为主的大型综合性发电集团业务分布于国内31个省市区和加拿大南非、乌克兰等国家截至2024年6月30日控股装机容量3788万干瓦其中风电控股装机容量2835万干瓦 业务分布于国内31个售市生物质光忧特建了新能源工程咨询设计，自治区以及海外加拿大，南非前期开发、发展研究、行业公共理乌克兰三个国家，务、微产开发管或，职业烟训等多套技术服务体系抛热哈公众号电建设 3 海上漂浮式风电概况海上渔业养殖概况漂浮式风渔融合关键技术龙源电力漂浮式风渔融合项目 1.海上漂浮式风电概况近年来全球海上风电发展快速，中国增长最为迅猛我国深远海开发逐步提上日程数据来源：GWEC（GlobalWindEnergyCouncil)Market Intelligence,June2022EwopeChina0112023年海上风电累计装机容瑞中国15.2GW商兰区 2021年实现3倍增长2021年全球新增21.1GW是2020年的3倍21100中国占比80%，开始全球排名籍截至2024年底瓶中国海上风电装机容量已突破41GW连续第四年位居全球首位2025年，全球海上风电新增装机容量预计1296将达到19GW中国海上风电新增装机容1207量预计在10GW15GW左右发改委《一四五可再生能源发展规划》2023年海上风电新增装机古比情况提出开展深远海海上风电规划完善深远中国海海上风电开发建设管理，推动深远海海上MOE01风电技术创新和示范应用深索集中送出和集中运维模式，积极推进深远海海上风电降本增效开展藻远海海上风电平价示范 1.海上漂浮式风电概况海上漂浮式风电增速发展，欧洲较为成熟，且处于商业化前期阶段，中国示范工程涌现New fnstullatioml NorwoyMW,fealreg""PocfugolSouthKoroa10202009-202020212025*购和试验版高业化防期阶度（押机试全）（小规风场试验） 1.海上漂浮式风电概况发展海上漂浮式风电必要性风能资源风能资源丰富，用海资源近海资源开发规划始尽，深海资源有待开发环保·远离海岸，减少污染经济性漂浮式较固定式经济性离规模化规模化、产业化效应更强前景广养殖、制氢、海洋石油平台、弧岛 1.海上漂浮式风电概况国内样机示范项目龙源国能共享号三峡“引领号”基础型式：半潜水深：35m水深：30m风机：4MW风机：5.5MW 明阳“天成号”基础型式：半潜水深：45m风机：16.6MW公众号电力建设 中海油“观澜号”基础型式：半潜水深：120m风机：7.25MW 中船海装“扶摇号”基础型式：半潜水深：65m风机：6.2MW 34 海上漂浮式风电概况海上渔业养殖概况漂浮式风渔融合关键技术龙源电力漂浮式风渔融合项目 2.海上渔业养殖概况农业农村部文作农业衣材净美干印发十国五全国润业发底规利的通知中华人民共和国衣业农特部 2019年士部委《关于加快推进水产养殖业绿色发展的意见》指出：积极拓展养殖空间支持发展深远海绿色养殖商鼓励深远海大型智能化养殖渔场建设2021年，农业农村部《十四五全国渔业发展规划》指出：科学拓展水产养殖新空间在充分保护现有养殖空间基础上科学拓展其他渔水域坚持耕地粮食生产功能科学合理利用稻田资源稳步发展稻渔综合种养合理布属稳发展深进海养殖将澡远海养殖打造成技术先进装备优良生态和语的新型养辅业态设施化养殖工程。鼓励开展岸基近海，深远海设施化养殖，发展深远海大型智能化养殖渔场建设一批重力式深水抗风浪、行架式网箱和养殖工船等先进设施装备 2.海上渔业养殖概况海水养殖业由陆基、近浅海养殖推向深远海工业化智能高效养殖将是必然选择内陆和沿海近岸养殖病害频发、环境恶化、设施风险大、技术落后等问题日益突出，水产品供给与需求的盾将更加严峻。养殖密度大，水流小药物大菌残留传统网箱抗风浪能力差 近海网箱密度大破坏海洋生态环境养殖仍以个体为主，技术落后近海养殖人力成本增加海洋生态系统处于亚康状态电力建设 2.海上渔业养殖概况大型化规模化的深远海网箱养殖是今后发展的必经之路世界渔业发达国家发展深远海养殖工程装备的主要途径是构建大型养殖网箱和浮式养殖平台，目前已经有一十余个国家和地区通过试验、研究和风险投资积极参与深远海养殖，挪威、日本等国已经建立起了较为完备的体系。十三五以来，为减轻环境压力，拓展养殖海域，加快推进水产养殖业绿色发展，促进产业转型升级，十部委《关于加快推进水产养殖业绿色发展的意见》支持发展深远海绿色养殖，鼓励澡远海大型智能化养殖渔场建设我国正兴起了深远海网箱研发、建造、试验或应用示范热潮，至今已成功建造出20多种新型深远海网箱 建设 3A 海上漂浮式风电概况海上渔业养殖概况漂浮式风渔融合关键技术龙源电力漂浮式风渔融合项目 3.漂浮式风渔融合关键技术漂浮式基础选型驳船式半潜式单柱式基础型式技术难度结构建造半潜式较成熟较复杂驳船式较成熟较复杂张力腿式较大较简单单柱式较大较简单 3.漂浮式风渔融合关键技术浮体平台分析与设计 荷载况复杂巨大的风机载荷（台风）、风波浪荷载、系泊力作用，耦合在一起满足浮式风机运动性能要求倾角不能太大：运动幅度不能太大结构分析与系泊系统设计极限海况条件下，结构、系泊系统强度、疲劳等满足安全多专业协同设计总体、结构、养殖、消防、电气、通风等多专业配合 公众号电力建设 3.漂浮式风渔融合关键技术漂浮式风电机组轮投系绘叶片轮毂韵端维护框架 风机环境适用性·风机性能、部件满足平台运动要求风机总体设计·平台运动对风机气动性能的影响·漂浮式风机传动链各部件润滑、冷却、密封系统设计·浮式风机塔筒设计风机与平台一体化设计风电机组在风波流全耦合下一体化仿剪风电机组结构强度及疲劳寿命技术浮式风电机组全耦合控制策略 公众号电力建设 3.漂浮式风渔融合关键技术动态海缆 动态海缆设计·载面设计：电气性能、力学性能整体设计拉伸、弯曲、海底稳定性、涡激振动、疲劳·线型设计：适应平台运动位移要求动态海缆试验测试拉伸与拉扭平衡测试，弯曲刚度测试抗侧压测试抗冲击测试：构件摩擦试验，终端连接强度测试·张力弯曲性能试验：疲劳试验较浅水深浮式风电动态海缆技术挑战浮体偏移大海缆线型设计困难过滤水深下波浪和流对海缆影响明显海生物生长导致电缆自重增加 线型变化众号电力建设 3.漂浮式风渔融合关键技术养殖监测、控制，网衣污损、无人值守问题 系统实现海洋环境监测、生物量统计、精细投饵、网衣清洗、网衣维护、鱼类行为分析、病害诊断、养殖决策系统自动运行，可远程操控：实现无人化养殖 3.漂浮式风渔融合关键技术水池试验Oc3sparOC4semiS4(SJTU)Semi(SJTU)TLP(SJTU) 试验目的，通过对空气气动力、平台水动力及系泊系统全系统的仿真模拟，研究浮式风机运动机理，验证数值模拟计算准确性，为设计方案的论证提供可靠依据·优化浮式风机设计试验难点：不协调风浪流以及风机推力曲线的标定·静水衰减试验·风浪流联合实验：·流荷我测定 +气动力博性力公众号电力建设 3.漂浮式风渔融合关键技术漂浮式风渔融合挑战 养殖设备系统复杂、可靠性有待验证·网衣、绳纲及附件选型及设计（强度、变形）·自动投喂系统·水质监测、数字化系统·网衣清洗系统浮式风渔融合挑战·风机噪音、电磁场对鱼类生长的影响网衣对平台性能的影响·网衣海生物影响公众号电力建设两者在运维管理方面有机结 3 海上漂浮式风电概况海上渔业养殖概况漂浮式风渔融合关键技术龙源电力漂浮式风渔融合项目 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目项目概况项目旨在研究深远海漂浮式风电关键技术，探索经济有效的深远海风能资源开发方索以及海上风电与渔业养殖融合的发展模式2020年度“国家能源集团十大重点科技攻关项目2021年度“中国科协十大产业技术问题2022年度福建省科技重大专项计划2023年完成建造及海上安装，2024年完成井网投产为全球首例海上漂浮式风电与深海养殖融合示范工程浮式样机项目位于龙源福建南日项目B区机组额定功率：4MW水深：35m最大波高：Hmax50=9.03m风速：V50.10min=46.2m/s流速：C50=2.5m/s 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目平台选型与结构设计立柱浮筒水平撑斜撑垂荡舱 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目时域一体化耦合分析、一体化建模、一体化仿真、一体化优化工况数量庞大，分析时间长运动响应：正常发电工况倾角小于5°：极端工况倾角小于9°发电工况启机工况 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目动态海缆50m时域分析优化双波峰线型设计海缆出口位于平台底部浮力块设计 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目水池试验：开发了叶片桨距角调节系统，采用了高精度CFD方法进行叶片气动载荷预报，满足了推力相似要求1300万网格滑移网格SSTK-W瑞流模型SolutionTime0.05(s) 计算资源：32核工作站*2台计算时长：3周公众号电力建设 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目现场挂片试验通过开展现场挂网试验，掌握不同时间段不同网衣材料污损生物的附套差异和变化规律，进而构建养殖工艺流程网衣材料：普通聚乙烯、超高分子型聚乙烯、龟甲网、铜合金时间段：周、月、季度、半年、周年 网衣水阻力试验通过开展室内模拟的水阻力试验，获得不同网衣及其相应附着程度的水阻力数据，以评估不同网衣水阻力因素对养殖设施整体受力的影响，为展渔业养殖与漂浮式风机兼容的设计作提供计算依据 #建设 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目智能化养殖设施智能观测、网衣清洗、自动投喂 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目养殖网箱融合方案内部网兜（浮框+网衣）内部封水体少，运动曼杂，易碰撞收、按喂、更换困婚 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程设计项目设计文件涉及总体性能、结构、系泊、机械、电气、养殖等14个专业，累计图纸及报告300余套、环境荷载推算通过DNV认证审查水池实验通过DNV认证审香设计通过中国船级社审查并获原则性批准证书（AIP）和设计符合性声明 中国舶级社设时将合性声明南公众号电力建设 中国柏级社原购性批准证书 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程建设F03C车用刷价立柱合找完成片体BRAP品装船厂建造、集成总拼 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程建设平台拖航航线 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程建设二次拖航航线 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程投产国能共享号”已于6月28日顺利并网投产，进入工程示范阶段。项自自建造以来受到国内权威媒体关注、报道人民日报、人民网中央电视台《新闻30分》、《新闻直播间》中央电视台《朝闻天下》、《财经天下》 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目成功收鱼1552 时间：2025年1月鱼品：类野生大黄鱼特点：海域具有高流速、高溶氧、低污染等“纯净”特点以海中纯天然的小鱼为饵料，肉质更加紧实，品质与野生的更为接近公众号电力建设 4.龙源电力漂浮式风渔融合项目工程投产运行-融合共享、双向收益》平台共享实现多维度融合收益共赢，实现双份营收，经测算，风电收益和养殖收益相当降本增效新途径。广符合渔业养殖、海上风电行业发展趋势，协同发展、迈向深远海资源开发符合集约用海的重要新型产业模式与未来发展方向开创“水下产出绿色产品，水上产出清洁能源”白的新途径，探索出一种“海上粮仓+绿色能源”新模式 共享支撑 谢谢周全智20066358@chnenergy.com.cn