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摘要：社会在进步，企业生产力呈现出飞速加快之趋势，对能源的需求也随之提升，基于对能源的保护，全球皆在寻找并利用多种不同的可再生资源以满足建设多样化的需求。风能可以应对不同气候，同时也是清洁可再生的一种有效资源，相关部门总揽全局对该资源特点进行研究，通过海上风电场建设来对其进行较为全面的使用，使之发挥出自身可循环的优势。实际建设中，因为设备制造模块间的差异性，而使信息间的转换呈现出不同程度之困难，对于风电场的建设及其自动化前行有着一定影响，故需尽快優化海上风电场升压站模块化的整体建设，使之在新时期下稳步前行。
关键词：海上风电场;升压站;模块化;建设;问题研究
我国在风力发电方面已有着多年研究，总装机容量呈现出极高水准，甚至可以超越发达国家，继而凭借极强综合实力跻身于风电大国行列。海上风电场包含着丰富资源且凸显出自身优势，相关部门对海洋环境进行全方位研究，对建设方案和设备使用等做好设计与后续管理，使资源释放出风能的可再生之潜力。海上升压站是对风电场所制造出的电能进行传输的枢纽，其可靠及安全性需得到极大程度加强，相关人员将其与陆地建设相对比，继而进行模块化建设，使信息交换更为便捷，保证建设朝着统一化方向前行。
一、海上风电场升压站整体结构
海上风电场模块化升压站即把升压站根据实际情况划分为多个模块，在对各模块进行安装时选用钢结构来完成，同时在陆地做好组装并进行科学调试，待一切正常而运至海上安装，将各模块连接为一个整体，构成升压站[1]。正常来讲，海上风电场升压站采用的风力机有着多样性，类型冗杂各异，但每个类型都有叶片、支架等组成部分，同时有轮轴类旋转部分，即风轮。根据类型的不同，考虑转轴与风向间的角度，可以划分为垂直或水平轴。具体而言，水平轴风力机的选用较多，其运行原理是气流通过叶片时会对其形成一定作用力并分解至两个不同方向，呈现出升力和阻力，下表面所具有的空气压力低于上表面，继而产生“吸入”力，在多种力的共同作用下完成风力发电。水平轴风力机包括螺旋桨式、多翼式风力机;垂直轴风力机主要有组合型、旋转涡轮等类型。
二、海上风电场升压站模块建设问题
海上风电场与陆地发电相比，有着较为突出的特点，其资源呈现出丰富性，不会与多个发展项目相矛盾，同时风速稳定故可进行较大规模的建设，使之发挥出其可再生优势。但在新时期下的建设暴露出以下几个问题：
（一）设计理念不先进
对于钢桩、节点设计、吊点等环节需做到有针对性的调整。对于钢桩与组块的连接应做好焊接，将以往水泥浆灌入手段进行改进，选用海上固定油气设施完成过渡段连接方式的固定。对于节点设计，以往所选用的桩腿不连续方式会使受力呈现一定缺陷，凸显不连续性，横梁会传递所承受之应力，但梁面会受到拉应力的影响而出现节点撕裂。在吊点环节，若选用单面焊但却进行双面成形的方式时，会出现焊接收缩情况，增加缩裂纹，同时两侧筯板与加强环的焊道易重合，凸显设计不合理性[2]。除此之外，在耐火涂装环节，10mm厚度的耐火漆会给后续检测带来困难而可能对涂层进行破坏才能完成质量检验。为此，施工单位应选用科学方式，通过精准计算使焊接位置做到错开，使数值保持在150mm左右，将以往设计理念不足做到极大程度弥补。
（二）施工工艺不到位
因施工工艺要点没有被有效把，使环板组对间隙较大，防火结构可有着一定不足。若环板焊接时先将其与梁进行焊接，之后再完成与立柱间的焊接，那么会增加环板和立柱间的应力，继而产生不同程度应力裂纹。管线施工时，通常会选择将孔开在结构梁上，那么使结构梁整体强度呈现出下降趋势，甚至留下潜在的安全问题。防火结构的设计中，舱壁防火没有凸显完整性，密封性不足，防火胶泥封堵养护缺失易老化而出现问题。所以，在进行定位焊接时，应在完成单面焊接后，需凭借极高责任感配以反面清除定位焊操作，凸显工艺水准。与此同时， 施工人员结合实际情况避免在结构梁上开孔，对已开孔位置进行结构补强操作，将隐患控制在最小范围。
（三）救生设备和消防设备安装不标准
救生设备易出现安装错误，在紧急情况下将不能够凸显其实用性。除此之外，消防设备的安装位置不够标准，灭火效果呈现出不足，应将高压水雾喷头的设计高度进行科学调整，使之位置合适而增加灭火效果，故应加强救生和消防设备的安装管理。值得一提的是，电缆桥架的整体承载力度不高等，三维建模环节也不够细致化。电缆较重而使电缆桥架在力的作用下发生不同程度变形，应结合传统思维，用普通角钢来进行桥架组成，凭借其高强度来避免桥架在后续使用中变形的情况。
三、海上风电场升压站模块化建设措施
（一）载波控制模块建设
海上风电场升压站的模块建设中，电流载波滞缓控制即将补偿电流与指令信号做出比较，继而得到差值并在载波滞环控制比较器中进行输入，对补偿电流所产生的变化进行极大程度控制，使驱动电路运行中所形成的PWM信号进行切实有效通断。该模式的运行原理是依托于补偿信号，将其视为参考值，继而对载波滞环的控制带进行科学设计。当实际运行时，补偿电流有离开该控制带之趋势时，开关会随之而呈现相应运动，将补偿电流进行有效控制，使之能够始终处于载波滞环控制带的整体范围之内。升压载波控制模块的建设中，可选用这一方式，通过有针对性的控制方法来达到海上风电场升压站模块建设的需求。因载波控制宽度的设计能够对电流跟踪性能造成不同程度影响，同时系统的响应速度也会呈现出不同，开关频率也被影响，故设计人员需结合实际情况来对载波滞环控制所需的宽度数值来进行科学设计。若宽度较大，开关器件的工作频率不高，能够减少开关工作中的损耗，也会使电流跟踪误差逐渐增大，那么控制精度则会呈现出下降趋势，同时高次谐波分量也随之加大。若是宽度不足，那么跟踪误差又会过小，虽然能够合精度提升，不过开关频率增加，其运行中损耗也呈现出增大趋势，在后续养护时会增加整体成本，也易因重视度不足而留下隐患，极有可能出现不同风险，故须对宽度进行精准计算，保证模块化建设成效。 （二）监控系统模块建设
升压站属于数字化的变电站，通常来讲由过程层、站控层和间隔层组成，同时借助通信服务的相关协议，配以IEC61850的数据建模来完成。实际建设中，设计人员基于网络通信等多个传递平台来保证控制命令、监测信号等数据能够转换为数字化方式，进行后续传输，通过极大程度分享来满足程序化操作和网络化二次功能等诸多需求。过程层通常会先用一些智能化一次设备，例如，电子式互感器，因其具有数字化接口，能够通过网络来完成建设及运转中所需要智能化操作。科技在进步，DSP技术也呈现出完善趋势，对于复杂的运行需求也能够做到极大程度满足，使模块化建设呈现出高水准，其功能性也得到切实有效的释放。实践中，DPS控制系统已对模拟控制器的缺点进行补足，克服建设中诸多困难，对以往困局做到相应突破，能够完成更为复杂的计算。该系统也具有极强的抗干扰性，运行中凸显出可靠性，将DSP芯片视为整体控制之中心来完成建设中所需的多种计算，使数据处理的整体能力做到切实有效提升[3]。通常情况下，监控系统需要由谐波源负载、检测电路、驱动和控制电路等来组成，才能满足全方位的监测需求。控制电路中涵盖AD采样、PWM脉冲、坐标变换和电流闭环等，大多是由DSP 28335芯片来进行多种不同控制。检测电路是由直流电压检测、补偿和负载电流检测等组成，还包括A相电压的相关检测。驱动电路能够对主电路进行有针对性的保护，同时也有着一定隔离效用，谐波源负载是三相不可控的整流桥。
（三）滤波器模块建设
海上风电场升压站滤波器模块的建设中需考虑到其并联和串联的两种情况，以满足被补偿对象的需求，同时基于储能元件可将其划分为电流、电压两种类型。实际的模块建设时，工作人员多会选用电压型滤波器，应对造价、体积和操作难度不同等多种情况。为迎合补偿性能的需求，并联型建设受到工作人员青睐，借助其优势来对电网中所出现的非线性负载进行切实有效的补偿，故主电路应设计成电压型逆变器。例如，选用海上风电滤波器可以将谐波补偿电流注入电网系统中，抵消电网当中存在的高次谐波，继而将其得到极大程度减弱，使电气设备免受其影响，对以往的电能消耗做到减少。实际操作中可能会遇到一些特殊情况，故需对其电压值控制在电风相电压的3倍左右，那么电压值越大，那么补偿电流所具有的跟踪性能与随之得到不同程度提升，但需注意电压值不应过高，故在多方考虑下应对开关动作进行有针对性控制。
结束语：
新时期下，海上风电场升压站所使用的部分设备在运转时并未发挥出其應有效用，并且操作技术等也有着一些缺陷，在成熟性上有待提升。实际操作时，系统会呈现出一定延时，对电流跟踪带来不同程度的影响，应结合实际情况对所用算法做到改进，使操作中的误差减少到最小而凸显操作整体质量。相关部门还需对风电场升压情况进行相应重视，借助多样化手段使风电场升压所具有的滤除环节的次谐波做到指定，继而对海上风电场升压的负担，使整体工作效率得到极大程度提升，将以往遗留的问题得到逐一解决，让模块化建设步伐在新时期下加快，满足社会多样化需求。
参考文献：
[1]全球最大漂浮式海上风电场将投运[J].风能.2019（11）
[2]大型海上风电机组水平单叶式吊装技术分析[J].李红峰，沈星星，张竹，王九华，程伟.风能.2020（03）
[3]海上风电场智慧调度平台开发及应用[J].杜杰，刘碧燕.风能.2020（10）
关键词：海上风电场;升压站;模块化;建设;问题研究
我国在风力发电方面已有着多年研究，总装机容量呈现出极高水准，甚至可以超越发达国家，继而凭借极强综合实力跻身于风电大国行列。海上风电场包含着丰富资源且凸显出自身优势，相关部门对海洋环境进行全方位研究，对建设方案和设备使用等做好设计与后续管理，使资源释放出风能的可再生之潜力。海上升压站是对风电场所制造出的电能进行传输的枢纽，其可靠及安全性需得到极大程度加强，相关人员将其与陆地建设相对比，继而进行模块化建设，使信息交换更为便捷，保证建设朝着统一化方向前行。
一、海上风电场升压站整体结构
海上风电场模块化升压站即把升压站根据实际情况划分为多个模块，在对各模块进行安装时选用钢结构来完成，同时在陆地做好组装并进行科学调试，待一切正常而运至海上安装，将各模块连接为一个整体，构成升压站[1]。正常来讲，海上风电场升压站采用的风力机有着多样性，类型冗杂各异，但每个类型都有叶片、支架等组成部分，同时有轮轴类旋转部分，即风轮。根据类型的不同，考虑转轴与风向间的角度，可以划分为垂直或水平轴。具体而言，水平轴风力机的选用较多，其运行原理是气流通过叶片时会对其形成一定作用力并分解至两个不同方向，呈现出升力和阻力，下表面所具有的空气压力低于上表面，继而产生“吸入”力，在多种力的共同作用下完成风力发电。水平轴风力机包括螺旋桨式、多翼式风力机;垂直轴风力机主要有组合型、旋转涡轮等类型。
二、海上风电场升压站模块建设问题
海上风电场与陆地发电相比，有着较为突出的特点，其资源呈现出丰富性，不会与多个发展项目相矛盾，同时风速稳定故可进行较大规模的建设，使之发挥出其可再生优势。但在新时期下的建设暴露出以下几个问题：
（一）设计理念不先进
对于钢桩、节点设计、吊点等环节需做到有针对性的调整。对于钢桩与组块的连接应做好焊接，将以往水泥浆灌入手段进行改进，选用海上固定油气设施完成过渡段连接方式的固定。对于节点设计，以往所选用的桩腿不连续方式会使受力呈现一定缺陷，凸显不连续性，横梁会传递所承受之应力，但梁面会受到拉应力的影响而出现节点撕裂。在吊点环节，若选用单面焊但却进行双面成形的方式时，会出现焊接收缩情况，增加缩裂纹，同时两侧筯板与加强环的焊道易重合，凸显设计不合理性[2]。除此之外，在耐火涂装环节，10mm厚度的耐火漆会给后续检测带来困难而可能对涂层进行破坏才能完成质量检验。为此，施工单位应选用科学方式，通过精准计算使焊接位置做到错开，使数值保持在150mm左右，将以往设计理念不足做到极大程度弥补。
（二）施工工艺不到位
因施工工艺要点没有被有效把，使环板组对间隙较大，防火结构可有着一定不足。若环板焊接时先将其与梁进行焊接，之后再完成与立柱间的焊接，那么会增加环板和立柱间的应力，继而产生不同程度应力裂纹。管线施工时，通常会选择将孔开在结构梁上，那么使结构梁整体强度呈现出下降趋势，甚至留下潜在的安全问题。防火结构的设计中，舱壁防火没有凸显完整性，密封性不足，防火胶泥封堵养护缺失易老化而出现问题。所以，在进行定位焊接时，应在完成单面焊接后，需凭借极高责任感配以反面清除定位焊操作，凸显工艺水准。与此同时， 施工人员结合实际情况避免在结构梁上开孔，对已开孔位置进行结构补强操作，将隐患控制在最小范围。
（三）救生设备和消防设备安装不标准
救生设备易出现安装错误，在紧急情况下将不能够凸显其实用性。除此之外，消防设备的安装位置不够标准，灭火效果呈现出不足，应将高压水雾喷头的设计高度进行科学调整，使之位置合适而增加灭火效果，故应加强救生和消防设备的安装管理。值得一提的是，电缆桥架的整体承载力度不高等，三维建模环节也不够细致化。电缆较重而使电缆桥架在力的作用下发生不同程度变形，应结合传统思维，用普通角钢来进行桥架组成，凭借其高强度来避免桥架在后续使用中变形的情况。
三、海上风电场升压站模块化建设措施
（一）载波控制模块建设
海上风电场升压站的模块建设中，电流载波滞缓控制即将补偿电流与指令信号做出比较，继而得到差值并在载波滞环控制比较器中进行输入，对补偿电流所产生的变化进行极大程度控制，使驱动电路运行中所形成的PWM信号进行切实有效通断。该模式的运行原理是依托于补偿信号，将其视为参考值，继而对载波滞环的控制带进行科学设计。当实际运行时，补偿电流有离开该控制带之趋势时，开关会随之而呈现相应运动，将补偿电流进行有效控制，使之能够始终处于载波滞环控制带的整体范围之内。升压载波控制模块的建设中，可选用这一方式，通过有针对性的控制方法来达到海上风电场升压站模块建设的需求。因载波控制宽度的设计能够对电流跟踪性能造成不同程度影响，同时系统的响应速度也会呈现出不同，开关频率也被影响，故设计人员需结合实际情况来对载波滞环控制所需的宽度数值来进行科学设计。若宽度较大，开关器件的工作频率不高，能够减少开关工作中的损耗，也会使电流跟踪误差逐渐增大，那么控制精度则会呈现出下降趋势，同时高次谐波分量也随之加大。若是宽度不足，那么跟踪误差又会过小，虽然能够合精度提升，不过开关频率增加，其运行中损耗也呈现出增大趋势，在后续养护时会增加整体成本，也易因重视度不足而留下隐患，极有可能出现不同风险，故须对宽度进行精准计算，保证模块化建设成效。 （二）监控系统模块建设
升压站属于数字化的变电站，通常来讲由过程层、站控层和间隔层组成，同时借助通信服务的相关协议，配以IEC61850的数据建模来完成。实际建设中，设计人员基于网络通信等多个传递平台来保证控制命令、监测信号等数据能够转换为数字化方式，进行后续传输，通过极大程度分享来满足程序化操作和网络化二次功能等诸多需求。过程层通常会先用一些智能化一次设备，例如，电子式互感器，因其具有数字化接口，能够通过网络来完成建设及运转中所需要智能化操作。科技在进步，DSP技术也呈现出完善趋势，对于复杂的运行需求也能够做到极大程度满足，使模块化建设呈现出高水准，其功能性也得到切实有效的释放。实践中，DPS控制系统已对模拟控制器的缺点进行补足，克服建设中诸多困难，对以往困局做到相应突破，能够完成更为复杂的计算。该系统也具有极强的抗干扰性，运行中凸显出可靠性，将DSP芯片视为整体控制之中心来完成建设中所需的多种计算，使数据处理的整体能力做到切实有效提升[3]。通常情况下，监控系统需要由谐波源负载、检测电路、驱动和控制电路等来组成，才能满足全方位的监测需求。控制电路中涵盖AD采样、PWM脉冲、坐标变换和电流闭环等，大多是由DSP 28335芯片来进行多种不同控制。检测电路是由直流电压检测、补偿和负载电流检测等组成，还包括A相电压的相关检测。驱动电路能够对主电路进行有针对性的保护，同时也有着一定隔离效用，谐波源负载是三相不可控的整流桥。
（三）滤波器模块建设
海上风电场升压站滤波器模块的建设中需考虑到其并联和串联的两种情况，以满足被补偿对象的需求，同时基于储能元件可将其划分为电流、电压两种类型。实际的模块建设时，工作人员多会选用电压型滤波器，应对造价、体积和操作难度不同等多种情况。为迎合补偿性能的需求，并联型建设受到工作人员青睐，借助其优势来对电网中所出现的非线性负载进行切实有效的补偿，故主电路应设计成电压型逆变器。例如，选用海上风电滤波器可以将谐波补偿电流注入电网系统中，抵消电网当中存在的高次谐波，继而将其得到极大程度减弱，使电气设备免受其影响，对以往的电能消耗做到减少。实际操作中可能会遇到一些特殊情况，故需对其电压值控制在电风相电压的3倍左右，那么电压值越大，那么补偿电流所具有的跟踪性能与随之得到不同程度提升，但需注意电压值不应过高，故在多方考虑下应对开关动作进行有针对性控制。
结束语：
新时期下，海上风电场升压站所使用的部分设备在运转时并未发挥出其應有效用，并且操作技术等也有着一些缺陷，在成熟性上有待提升。实际操作时，系统会呈现出一定延时，对电流跟踪带来不同程度的影响，应结合实际情况对所用算法做到改进，使操作中的误差减少到最小而凸显操作整体质量。相关部门还需对风电场升压情况进行相应重视，借助多样化手段使风电场升压所具有的滤除环节的次谐波做到指定，继而对海上风电场升压的负担，使整体工作效率得到极大程度提升，将以往遗留的问题得到逐一解决，让模块化建设步伐在新时期下加快，满足社会多样化需求。
参考文献：
[1]全球最大漂浮式海上风电场将投运[J].风能.2019（11）
[2]大型海上风电机组水平单叶式吊装技术分析[J].李红峰，沈星星，张竹，王九华，程伟.风能.2020（03）
[3]海上风电场智慧调度平台开发及应用[J].杜杰，刘碧燕.风能.2020（10）