海上风电工程特点与对策
海上风电机组运行维护及保障措施
摘要：近年来，我国海上风电发展迅猛。
海上风电机组运行、维修和维护有其独特的特点。
本文将就我国海上风电机组运维存在的问题；海上风电机组维修维护策略以及维修、维护的保障措施进行了分析和阐述。
关键词：海上风电机组；运行维护；维修策略；保障措施；容错运行。
前言海上风力发电对人类生产生活的环境影响较小；易于大型化、规模化；接近用电负荷中心，接网条件好，易于消纳；还具有不占用陆地资源的优点，倍受各国关注。
在我国东南经济发达地区，深远海域的海上风能资源非常丰富，风的湍流强度和海面粗糙度小。
但是，海上风电的开发和维护成本都远远高于陆上风电；远离陆地,环境恶劣，海上风电场可及性差，海上作业耗费时间长；停机损失大，机组故障将严重影响发电效益。
因此，在设计海上风电机组时，必须把可靠性放在首位，应追求日常维护“少而简”。
海上风电机组均选用大容量机组，这样可以减少塔筒和基础个数，缩短电缆长度，降低基础施工、吊装成本，节约工程造价。
而随着机组的容量增大，部件增多，结构越来越复杂，对现场运维人员的技能要求也越来越高。
为提高风电机组及部件的可靠性和运行质量，以科技进步为先导，提高现场运维人员的综合素质，促进海上风电机组运维质量和水平的不断提升，机组达到最佳并网状态，运行更安全、更稳定。
一、我国海上风电运行维护存在的主要问题影响海上风电机组运维成本的主要因素有：机组及其各部件的可靠性、海上天气条件、运维人员配置与轮班制度、交通工具、备件管理等。
采取适当措施降低海上风电机组运维成本已成为海上风电发展面临的一个极具现实意义又十分迫切的问题。
在我国海上风电大规模开发的时间短、运行数据与经验少。
我国的海上风电亟待解决的问题主要有以下几个方面：第一，海上风电机组状态监测与健康诊断。
海上风机的状态监测，在状态监测系统基础上建立的健康诊断、异常监测以及寿命预测是后续进行合理运维的基础。
但是与风电机组状态监测与健康诊断相关的技术却还不够成熟。
第二，海上风电机组运维策略优化研究。
海上风电开拓风能发电新领域
海上风电开拓风能发电新领域近年来，世界各国都在加大对可再生能源的研究和开发力度。
在众多可再生能源中，风能作为一种成熟且广泛可利用的资源正受到越来越多的关注。
而在风能发电领域中，海上风电作为一种新的形式，被视为开拓风能发电新领域的重要途径。
一、海上风电的优势与挑战1. 优势海上风电相对于陆地风电，具有以下优势：首先，海上风电可以更好地利用海上风速高、稳定的特点，风能资源更加丰富。
根据数据显示，全球大部分风能资源分布在离岸地区。
其次，海上风电能够充分利用海上面积大、见风面积广的特点，提高风能利用率。
同时，由于风机离岸，没有地形限制和视觉污染，对于环境影响较小。
第三，离岸风电场更容易获得较高的风速，相对于陆上风电来说，海上风电站建设更有利于提高发电效率和减少成本。
最后，海上风电的基础设施相对更易维护和更长寿命。
由于酷寒的气候、量级比较大的杂乱波浪和海风，海上风电的设备经过优化设计和严格制造。
2. 挑战与优势相对应，海上风电也面临着一些挑战：首先，海上环境恶劣。
长时间暴露在海洋中，风力发电机组需要面对海洋环境中的气候、浪涌、腐蚀、沉积和海洋生物等多种复杂因素的考验，对设备和材料的可靠性要求较高。
其次，海上风电的建设和设备安装成本较高。
由于海上风电需要考虑到基础设施的建设和设备安装，这些费用相对于陆上风电而言较高。
此外，海上风电的运维成本也较高，包括维修、保养和设备更换等方面。
再次，海上风电的输电和储能问题。
由于海上风电场场址远离岸边，需要建设大规模的输电线路来传输电能。
此外，对于风能发电具有间断性的特点，如何解决能源的存储和平衡问题也是海上风电领域的挑战之一。
二、海上风电发展现状目前，海上风电已经取得了显著的进展与成果。
以下是一些典型的发展现状：1. 欧洲海上风电市场的快速发展欧洲是海上风电发展最为成熟与迅速的地区之一。
丹麦、英国、荷兰等国家在海上风电领域都做出了突出的贡献。
例如，丹麦的“Horns Rev”风电场和英国的“伦敦阵风”项目等，都是广受好评的典范。
海上风电出力特性及其消纳问题探讨
海上风电出力特性及其消纳问题探讨摘要：海上风电具有如下特点：资源丰富、发电利用小时数较高、无需消耗水资源、不占用土地资源、可大规模开发利用等等。
近年来，欧美等一些发达国家或地区将大量的风电开发项目向海上转移，海上风电的发展前景一片光明。
截至目前，全国海上风电装机约2600万千瓦，占比全球50%。
，在以新能源为主体的新型电力系统背景下，风电可能会成为能源结构调整的重要保障。
虽然目前陆上风电的开发已步入成熟期，但海上风电的开发空间仍然十分广阔。
关键词：海上风电场；出力；消纳一、海上风电的特点及其出力特性1.1海上风电的特点相较于陆上风电场而言，海上风电具有如下优势：（１）资源优良。
受海洋气候的影响，海上的风力资源具有风切变低、风速高等特点，同时，海上风电的湍流强度低，年利用小时数高，在一定程度上提高了电能的生产效率，并且相对比较平稳的风速对风电机组的影响较小，从而进一步延长了机组的使用寿命。
（２）对环境的影响极小。
由于海上风电在建设过程中不需要占用土地资源，加之不存在噪声、电磁波干扰等问题，因此其对城市环境的影响非常小，极具开发潜力。
1.2海上风电的出力特性大体上可将海上风电的出力特性归纳为以下２个方面：（１）波动性。
海上风电出力具有波动性，其机理如下：风能本身具有随机性的特点，具体体现为风速受海洋气候等多种自然因素的不可抗力影响，同时，风能还具有分散性的特点，其功率密度相对较低，且多分布于广阔的空间范围内。
正是风能所具有的这些特点，使得海上风电的出力波动变化幅度较大，并且波动频率也没有规律性。
相关研究结果表明，在极端前提下，海上风电的出力将会在０～１００％这一区间范围内变化。
这种波动性会导致海上风电连续数日大出力和连续数日小出力的情况出现。
（２）随机性。
海上风电出力具有较强的随机性特点，且间歇性十分明显。
仅就同一个海上风电场而言，其相邻数日内的日平均发电量有可能均相同，但是在每日的各个时段当中，风电的出力却会存在显著的差异。
海上风电注意什么
海上风电注意什么海上风电是指将风力发电机组安装在海上建设的风电场，利用海上的风能来发电。
相比于陆上风电，海上风电具有更大的风能资源、更稳定的风速和更高的发电效率，具有较高的发展潜力。
海上风电具有以下几个特点和注意事项：1.风能资源丰富：海上风电场常常处于开阔的海面上，没有人工建筑、山脉等遮挡物，风能资源非常丰富。
而且，海上风电场通常距离陆地较远，也没有人类和工业活动对风能资源的损耗，因此风速较陆地上更稳定，发电效率更高。
2.海上环境复杂：海上环境相对陆地更加复杂，需要更加细致的规划和建设。
航道、海洋生态环境、渔区等因素都需要充分考虑，以免对生态环境和渔业资源造成不良影响。
因此，在选择和规划风电场区域时，需要科学综合考虑各种因素，最大限度地减少对环境的影响。
3.海上风环境恶劣：与陆地相比，海上的风环境更加恶劣，包括大风、风暴、浪涌等天气条件。
因此，海上风电设备的选择和设计必须能够适应恶劣的海上环境。
例如，海上风轮机的材料选择和强度设计、它们的抗震性和耐腐蚀性等都需要更高的要求。
4.海上维护困难：由于海上风电设备远离陆地，维护和修理困难度较大。
设备故障的修理需要花费更多的时间和经济成本，所以设备的可靠性和维护性也成为海上风电的重要考虑因素之一。
此外，船只输送和维护人员的组织管理，也需要更高的要求和成本。
5.风电设备设计：海上风电设备的设计也有一些特殊要求。
风机叶片的材料选择需要考虑海水的腐蚀性；浮式风机塔架设计需要考虑浪涌、风暴等恶劣天气条件的影响；海底电缆布设需要考虑海洋动力学的因素，以保证电缆的稳定性等。
6.环境保护监管：海上风电场的建设和运营需要遵守相应的环保法律法规。
必须严格控制施工过程中的污染物排放，减少对海洋生物的影响。
同时，监测和评估风电场运行过程中的环境效应，及时采取措施避免不良影响的发生。
总而言之，海上风电具有丰富的风能资源和高发电效率的优势，但也面临复杂的海上环境、恶劣的天气条件和高成本的维护和管理挑战。
海上风电发展存在的问题及对策建议
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海上风电阶段经验总结
海上风电阶段经验总结近年来，随着国家对可再生能源的支持力度逐渐加大，海上风电作为一种新兴的清洁能源形式也得到了越来越广泛的应用。
海上风电的优点明显，比如风力更稳定、安装容量更大等，但同时又存在着很多挑战和难点。
在发展海上风电的过程中，我们积累了不少经验，本文就此做一些总结。
一、技术难点悬浮系统：海上风电与陆上风电相比，唯一有着很大区别的是其悬浮系统。
由于风机是安装在海上，如何保证风机稳定悬浮是一个亟待解决的问题。
海上风电的悬浮系统一般有以下几种：1. 降低压力式：通过在塔底部形成低压区，使得风机稳定悬浮。
这种方案简单，但是不太稳定；2. 浮动式：将风机固定在浮标上，这种方案稳定性不错，但是制造和维护成本比较高；3. 杆式：通过固定在某种杆子上，如斜拉杆、悬链杆等，这种方案稳定性挺好，但是适用范围比较有限。
海上风电悬浮系统方案的选择，需要根据具体的海况、安装环境和成本等综合考虑。
电力输送：由于海上风电平台距离陆地远，需要建设海底电缆输电系统，这也是一个技术难点。
在电缆敷设过程中，需要考虑海底地形、电缆保护、电缆连接等问题。
同时，海上风电平台上生产的电力还需要通过海底电缆输送到陆地上，这个过程中还需要考虑输电容量、稳定性等方面的问题。
二、管理难点设备维护：海上风电设备的维护工作是一个颇具挑战的工作。
一方面，海上环境复杂，由于海上风电设备所处的环境恶劣，从而对设备的运维和维护产生了较大困难。
另一方面，海上风电设备的维护成本普遍比陆上风电设备高，不仅维护周期短，而且维修的成本高，对管理者提出了更高的要求。
人员训练：海上风电是一个非常危险的行业，很多工作都是在危险的高空和海面上进行，因此对相关工作人员的培训十分重要。
需要培养专业的工程师和技术人员，提高技能和安全意识，以确保在海上风电建设和运营过程中的安全和可靠性。
三、未来展望海上风电是一种未来可持续发展的能源形式，但是，在其发展过程中还有很多需要进一步解决的问题。
浅析海上风力发电的现状及展望
浅析海上风力发电的现状及展望xx年xx月xx日CATALOGUE目录•海上风力发电概述•海上风力发电的现状•海上风力发电的技术与设备•海上风力发电的展望•结论01海上风力发电概述海上风力发电是指利用海洋中丰富的风能资源，通过风力发电机组将风能转化为电能的过程。
定义海上风力发电具有更高的风能利用率、更稳定的风能、更长的运行时间、更高的投资成本、更复杂的技术要求等特点。
特点海上风力发电的定义与特点初始阶段20世纪90年代，随着陆地风力发电的快速发展，海上风力发电开始进入人们的视野。
海上风力发电的发展历程发展阶段进入21世纪，海上风力发电逐渐成为全球可再生能源发展的重要方向。
各国政府和企业纷纷投入巨资进行海上风力发电的研究和开发。
成熟阶段近年来，随着技术的不断进步和成本的降低，海上风力发电逐渐进入成熟阶段，成为全球能源结构转型的重要力量。
海上风力发电的优缺点•优点•高效稳定：海上风力发电具有更高的风能利用率和更稳定的风能，可以提供稳定的电力输出，对电网的稳定运行具有积极作用。
•节约土地：海上风力发电不需要占用大量的土地资源，可以在海洋中建设风电场，避免了对陆地资源的争夺。
•减少污染：海上风力发电是一种清洁能源，可以减少对环境的污染和碳排放，有利于推动可持续发展。
•缺点•投资成本高：海上风力发电需要建设海上风电场和相关的输电设施，投资成本较高。
•技术要求高：海上风力发电需要解决的技术问题比陆地风力发电更加复杂，包括风能预测、设备安装、维护等方面的问题。
•对海洋环境的影响：建设海上风电场可能会对海洋生态环境造成一定的影响，需要采取相应的环境保护措施。
02海上风力发电的现状全球海上风力发电市场概述市场规模01全球海上风力发电市场规模持续扩大，近年来增速加快，受到各国政府大力支持。
区域分布02欧洲、中国和美国是全球海上风力发电的主要市场，其中欧洲市场占比最大。
产业链结构03海上风力发电产业链包括风机制造、风电场开发、运营和维护等环节。
海上风电工程建设风险分析与防控
海上风电工程建设风险分析与防控摘要：随着全球对可再生能源日益增加的需求，海上风能作为一种新兴的清洁能源在全球各地得到广泛的关注和应用。
然而，海上风电工程建设过程中面临诸多风险，如天气条件恶劣、海上施工难度大、设备损坏率高等问题，这些不仅会增加工程周期和成本，还会对施工人员和环境造成一定的威胁。
因此，对于海上风电工程建设的风险分析和防控具有重要意义。
本文旨在通过对海上风电工程建设的风险进行分析，提出有效的风险防控措施，为我国海上风电工程的可持续发展提供参考。
关键词：海上风电工程；建设风险；防控措施1.海上风电工程建设的特点和难点海上风电工程建设具有复杂性、长周期性、资金投入大等特点，同时在环境和气象等方面也受到重重考验。
其中，海上环境因素是影响海上风电工程建设的主要因素之一。
海上环境因素包括海况、浪高、海洋流、海底地形和海水质量等，这些因素在海上风电工程的设计和安装阶段都需要考虑。
另外，由于海上风电工程建设地点的特殊性，施工难度也较大，同时工期长、工作量大，需要投入大量人力、物力和财力。
此外，在海上风电工程建设的过程中，技术难题也成为一个关键点。
其中，风机基础的施工、风机的吊装、海上变电站的建设以及电力电缆的敷设等技术难点是影响海上风电工程建设的主要因素之一。
海上风电工程中，由于所处的环境和安装过程的特殊性，需要使用特殊的设备和工具，如吊装设备、桩机、钻机等工程机械设备。
2.海上风电工程建设风险分析和防控的意义随着全球对可再生能源需求的增加和环境保护意识的提高，风能资源成为全球关注的焦点之一。
在我国，随着3060碳中和目标的提出，海上风电具有开发潜力大、风力资源丰富等特点，已成为新能源领域的重点建设方向。
然而，在海上风电工程建设过程中，也存在着一系列复杂多变的风险因素，如气象条件、海洋环境、设备运行、人员安全等方面。
因此，对海上风电工程建设风险进行分析和防控具有重要的实践意义。
首先，海上风电工程建设风险分析和防控可以指导项目管理和决策。
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2 莆田平海湾50MW海上风电项目
预可、可研及施工图
3 莆田石城渔港海上风电场（200MW）试桩工程 可研、施工图
4 莆田平海湾F区 (200MW)海上风电场试桩工程 施工图
5 莆田南日海上风电A区196MW海上风电场 6 莆田石城渔港(200MW)海上风电场 7 莆田平海湾F区 (200MW)海上风电场
➢ 复杂的近海海域环境：近海养殖区多；采砂交叉作业影响面大，还 有台湾海峡的军事因素与净空要求等复杂的近海海域环境，这些不 利因素对风电场的前期勘察设计难度加大，同时对风电场的基础施 工、海缆路由选择、风机吊装等影响较大。
13
2、福建近海风电勘测设计特点
福建近海特有的复杂地形地貌与地质条件
近海工程地质条件特征：与长江以北海上风电场大多是软土地基不同， 福建省地层岩性分布不规则构造背景复杂，新构造运动差异大地震活 动较活跃。主要影响海上风机基础设计的两大工程地质问题：
福建省能源集团 平海湾海上风电场D区测风塔
福建省投资集团 平海湾海上风电场AB区测风塔
1、福建水电院海上风电实践
福建龙源南日岛海上风电场一期项目四台样机工程：单机容量4MW，采用 高桩中承台基础型式，2015年初风机吊装完成。这四台样机是长江以南也是福 建海域第一个建成的海上风电项目。
8
1、福建水电院水电海上风电实践
4
1、福建海上风电实践
《福建省近海风电工程规划报告》编制工作进程
承接省 发改委 任务
水电总院 对规划报告
初稿咨询
2009.03
2010.03
通过省发改委预 审会并完成 送审稿
完成报批稿并 通过国家能源局
审查
2010.07-10
2014.03
5
近期承接的福建省海上风电项目
序号
项 目 名称
阶段
1 莆田南日海上(400MW)风电项目4台样机工程 施工图
初设、施工图 预可 、可研 预可 、可研
8 福清海坛海峡（300MW）海上风电场 9 福清兴化湾（300MW）海上风电场 10 南日海上风电二期200MW海上风电场
预可、可研及施工图 预可研 预可研
11 莆田平海湾二期250MW海上风电场
预可、可研
12 莆田平海湾三期400MW海上风电场
预可研
13 莆田平海湾D、E区 (600MW)海上风电预
福建海域极端的海洋水文气象条件
➢ 复杂的海洋水文气象条件：受台湾海峡地形的影响福建省中部海域 最大潮差高达8米；近海海域波浪类型是混合浪，涌浪的波高波长强 度强；每年影响我省的台风5～7个，台风除了带来狂风巨浪、降水 、雷电等恶劣气候影响之外，每个台风来临前后的影响使得我省每 年海上风电可施工的窗口时间短。
✓ 通过对钢管桩参数敏感性分析，以及风机荷载和桩数对桩径的影响分析，将嵌岩 机位的八桩基础优化为六桩基础。
✓ “复杂地质条件大直径钢管可打入性分析研究”以及对施工工效分析，将部
分嵌岩桩优化为钻孔摩擦桩，节省了工期与投资。
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福建近海风电勘测设计特点与对策研究
2、福建近海风电勘测设计特点
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2、福建近海风电勘测设计特点
预可研
进展情况
完工待并网 设计完成 设计完成 设计完成 初设完成 设计完成 可研进行中 可研进行中 设计完成 设计进行中 设计完成 设计完成 设计完成
业主
龙源 福建投资 福建能源 福建能源
龙源 福建能源 福建能源
华电 华电 龙源 福建投资 福建投资 福建能源
6
1、福建水电院海上风电实践
福建海域设计的2座百米海上测风塔
2015年8月“苏迪罗”台风在秀屿沿海登陆，四台风机经历了登陆中 心13级台风正面袭击的考验，现场实测1#、4#风机处10分钟平均最大风 速33m/s，3秒钟瞬时极大风速达到60m/s。
9
1、福建水电院海上风电实践
福建省首个核准并开工建设的项目——莆田平海湾50MW海上风电项目 ，单机容量5MW，目前风机基础施工基本完成，今年11月风机吊装，2015 年底首批风机将会并网发电。
近海风电场勘测设计 特点与对策研究
内容提要
1. 福建海上风电实践 2. 福建近海风电勘测设计特点 3. 对策研究与措施
2
福建近海风电勘测设计特点与对策研究
1、福建海上风电实践
3
1、福建海上风电实践
福建省水利水电勘测设计研究院现有职工560人，专业技术 人员总数406人，拥有水利行业、电力行业（水力发电、风力发电 ）设计、工程勘察综合类、工程测绘、建筑工程设计等18个甲级资 质证书与市政公用行业设计、电力（送电）设计等9个乙级资质证 书。是福建省规模最大、人数最多的综合性勘测设计单位。 从上世纪70年代末开始福建省风电工程的勘测设计工作。承 担陆上风电前期设计的项目共21个，总装机容量784MW，已建成 投产和在建的陆域风电项目共17个，总装机容量731.3MW。 受福建省发改委的委托，福建院从2009年开始着手编制《福 建省近海风电场工程规划》并于2014年通过了国家能源局的审查。 从2011年开始，福建水电院与西北院开展协作，两个单位强 强联合共同开展福建省海上风电工程的勘测设计研究工作。
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1、福建水电院海上风电实践
在以上工程的设计过程中，总结经验针对性地开展了多项研究工作并取得值研究”解决福建海上风电工程岩土
参数测试与取值依据，目前在国内尚属空白。
✓ “复杂海域物探技术应用研究”解决工程地质快捷分区问题并优化风机布置。
✓ 通过基础承台底高程选择对基础结构的影响分析，两个工程都采用了适合福建海 域的高桩中承台型式。“高潮差海域基础整体式靠泊系统研究”（已申请专利） 成果成功地应用在两个风电工程中。
➢ 覆盖层厚度以及组成变化大：在已经掌握的勘探资料中，福建近海海 上风电场区覆盖层厚度以及组成变化很大，覆盖层厚度常见几米至几 十米，极端条件出现覆盖层缺失或常规勘探手段无法揭穿；而福建特 有的复杂沉积环境（旋转流）使得覆盖层的组成较为不规则，常见砂 土与软土不规则互层，甚至出现快速转换。
➢ 基岩埋深以及风化程度变化大：临岛、礁、海沟等地形变化大的地段 ，常见基岩埋深急剧变化现象。基岩特别花岗岩类的风化程度，受自 身岩性以及构造的影响巨大。出现球状风化（岩性），风化深槽（构 造）、囊状风化等风化差异巨大的情况。