海上風電場作為一個離岸的發電廠，需要源源不斷地把發出的電力輸送到岸上並入電網，同時需要分秒不停地與陸（lù）上（shàng）集控中心進行信息交（jiāo）互（hù）。因此，海上（shàng）風電的電力和通訊傳輸（shū）都是依靠海底電纜實現的。
1、海上風電的電纜類型
海上風（fēng）電場的海（hǎi）底電纜的一端連接風電機（jī）組（zǔ），另一端連接陸地（dì）升壓（yā）站或（huò）集控中心，中間可能還要連接海上升壓站或換流（liú）站。目前，我國海上風（fēng）電場升高電壓通常采用二級（jí）升壓方案（àn），即風電機組輸出電（diàn）壓（yā）經箱變升壓至35kV後，分（fèn）別（bié）通過35kV海底電纜匯流至（zhì）110kV或（huò）220kV升壓站，最終通過110kV或220kV線路接入電網（wǎng）。因此，海上風電常（cháng）用的海（hǎi）底電纜主要是35kV、110kV和220kV三種。
圖1 海底電纜連接示意圖
2、海上風電（diàn）海（hǎi）底電纜兩端連（lián）接
海底電纜並不像纜繩和繩索一樣可（kě）以隨意彎曲，電纜最小彎曲半徑一般為電纜（lǎn）直徑的6倍，而海底電纜的（de）直徑一般都在200mm以（yǐ）上，因此海底電纜（lǎn）的彎曲半徑需要（yào）1.2m以上。過度的彎曲（qǔ）會造成電纜的破壞，因此在與結（jié）構連接（jiē）時需要對電纜做好保護工作。海底電纜在風電基礎附近一般會安裝一段彎曲限製器，然後通過（guò）J型管進（jìn）入風電基礎。
圖2 彎曲（qǔ）限製器
圖3 海底電纜（lǎn） J型（xíng）管
海底電纜登陸端連接陸地升壓站或集控中（zhōng）心。在登陸點通常會將電纜（lǎn）放置在石砌電纜溝或混凝土槽內，再（zài）回填（tián）泥沙，蓋上蓋板。
圖4 海底電纜（lǎn）登（dēng）陸端施工
3、海底電纜中間段
海底（dǐ）電纜在中間段一般埋在（zài）海底，除非無人類活動或有良好的海洋環境。海上風電位於近岸淺海區域，人類活動頻（pín）繁，海底環境複雜。淺海區域海底衝刷（shuā）嚴重，海底電纜裸露在海床上可能會引起海床衝刷掏蝕，出現海纜部分懸空而產生（shēng）電纜過度彎曲損（sǔn）壞（huài）的風險；此外近海區域船舶的拖網、拋（pāo）錨操作頻繁，裸露的海底電纜風險較（jiào）高，因此海上（shàng）風電中間段均采用埋設的方法，將電纜埋（mái）在海底下2m左（zuǒ）右。
隨著海上風電往（wǎng）深遠海發展（zhǎn），到（dào）達水深較深區域，如（rú）海底水流基本靜止，且無人類活動，海底電纜可以不埋設。
4、漂（piāo）浮式海上風電的動態電纜
隨著海上風電往深遠（yuǎn）海發展，漂浮式海上風電正（zhèng）在逐步實現，如歐洲已建成的Hywind和Windfloat等（見前期漂（piāo）浮式風電係列文章，Hywind漂（piāo）浮式風電技術簡析、WindFloat漂浮式風電技術簡析等）。與固定式風電（diàn）基礎不同，漂浮式海上風（fēng）電基礎會在風、潮汐、波浪、海流等環境條件下運動，因此漂浮式海上風電的電纜連接需（xū）要（yào）采用動態電纜的連（lián）接方法。
漂浮式海上風電動態纜麵臨大截麵、高電壓、周期性負荷、絕（jué）緣老化、複雜環境載（zǎi）荷（hé）等耦合性問題，是目前海上風電的主要研究方向之一（yī）。
圖5 海上風電場動態電纜（lǎn）示意圖
圖（tú）6 連接漂浮式風電的海底電纜
結語
雖然（rán）海底電纜曆史較長，發展相對成熟，但是其應用在海上風電的時間並不長，如本文所述，目前還麵臨著許多具體問題。千堯科技專注於海上風電領域的各項（xiàng）問題，後（hòu）續（xù）為讀者帶來一係列海底電纜的相關介紹、技術進展和分（fèn）析。
來源:千堯科技
