海上風電場作為一（yī）個離岸的發電廠，需要源源不斷地把發出的電（diàn）力輸（shū）送到岸上並入（rù）電網（wǎng），同時需要分秒不停地（dì）與陸上集控中心進行信息交互。因（yīn）此，海上風電的電力（lì）和通訊傳輸都是（shì）依靠海底（dǐ）電纜實現的。
1、海上風電的電纜（lǎn）類型
海上風電場的海（hǎi）底電（diàn）纜的一端連接風電機組，另一端連接陸地升壓站或集控中心（xīn），中間可能還要連接海上升壓站或換（huàn）流站。目前，我國海上風電場升高電壓通常采用二級升壓方案，即風電機組輸出電壓經箱變升壓至（zhì）35kV後（hòu），分別通過35kV海底電（diàn）纜匯（huì）流至110kV或220kV升壓站，最終通過110kV或220kV線路接入（rù）電網。因此，海上風電常用的海底電纜主要是35kV、110kV和220kV三種。
圖1 海底電纜（lǎn）連（lián）接示意圖
2、海上風電海底電纜兩（liǎng）端連接
海（hǎi）底電纜並（bìng）不像纜繩和繩索一樣可以隨意彎（wān）曲，電纜最小彎曲半徑一般為電纜直徑的6倍，而海底電纜的（de）直徑一般都在200mm以（yǐ）上，因此海底電纜的（de）彎曲半徑需要1.2m以上。過度的彎曲會造成電纜的破壞，因此在與結構連接時需（xū）要對電纜做好保（bǎo）護工作。海底電纜在（zài）風電基礎附近一般會安裝一段彎曲限製器，然後通過J型管（guǎn）進入風電基礎。
圖2 彎曲限製器
圖3 海底電纜（lǎn） J型（xíng）管
海底電纜登（dēng）陸端連（lián）接陸地（dì）升壓站或集控中心。在登陸點（diǎn）通常會將電纜放置在石砌電（diàn）纜溝（gōu）或混（hún）凝土槽內（nèi），再回填泥沙，蓋（gài）上蓋板。
圖4 海底電纜登陸端施工
3、海底電纜中間段
海底電纜在中間段一（yī）般埋在海底，除非無人類活動或有（yǒu）良好的海洋環境。海上風電位於近岸淺海區域，人類活動頻繁，海底（dǐ）環境複雜。淺海區域海底衝刷嚴重，海（hǎi）底電纜裸露在海床上可能會引起海床衝刷（shuā）掏蝕，出現海纜部分（fèn）懸空而產生電纜過度彎曲損壞的風險；此外近海區域船舶（bó）的拖網、拋（pāo）錨（máo）操作（zuò）頻繁，裸露的海底電纜風險較高，因此海上風電中間段均采用埋設的方（fāng）法，將電纜埋在海底（dǐ）下2m左右。
隨著海（hǎi）上風電往深遠海發展，到達水深較（jiào）深區域，如海底水（shuǐ）流（liú）基本靜止，且無人類活動（dòng），海底電纜可以不埋設。
4、漂浮（fú）式（shì）海（hǎi）上風電的動態電纜
隨著海上風電往深（shēn）遠海發（fā）展，漂浮式海上風電正在逐步實現，如歐洲已建成的Hywind和Windfloat等（見前期漂（piāo）浮（fú）式風（fēng）電係（xì）列文章，Hywind漂浮式風（fēng）電技術簡析、WindFloat漂浮式風電技術簡析等）。與（yǔ）固定式（shì）風電基礎不同，漂浮式海上風電基（jī）礎（chǔ）會在風、潮汐、波浪、海流等環境條件下運動（dòng），因此漂浮式海上風電的電纜連接需（xū）要采用動態電纜的連接方法。
漂浮式海上風電動態纜麵臨大截麵、高電壓、周期性負荷、絕緣老化、複雜環境載荷等耦合性問題，是目前海上風電的主要研究方向之一。
圖5 海上風電場動態電纜示意（yì）圖
圖6 連接（jiē）漂浮式風電的（de）海底電纜
結語
雖然海底電纜曆史較長，發展相對成熟，但是其應用在（zài）海上風電（diàn）的時間並不長，如（rú）本文所述，目（mù）前（qián）還麵臨著許多具體問（wèn）題。千堯科技（jì）專注（zhù）於海上風電領域的各項問題，後續為讀者帶來一係列海底電（diàn）纜的相關介紹（shào）、技術進（jìn）展和分析。
來源:千堯科（kē）技
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