【精选】最全的海上风电知识(上)
海上风电基础概述
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海上风电基础的研究进展
影响分析
数值模拟
经验公式
研究 进展
风力 偏心距 偏心距产生的最 大附加力矩 启动荷载 匀速转动荷载 海冰荷载 浪流荷载
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海上风电基础结构类型
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海上风电基础结构类型
桩基础
重力式 基础
负压筒式 基础
海上风电基础结构 的水平荷载和倾覆 力矩远大于海洋石 油平台，竖向荷载 却小于石油平台， ，因此单桩结构桩 径较大，4~7m， 其基础的承载形式 和特点不同于海上 石油平台。
上海东海大 桥风电结构 特征和基础 设计， 设计，2010
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渤海水深浅，海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，承载力小， 渤海水深浅，海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，承载力小， 易液化；底部沉积物以细砂为主，承载力相对较大，可做持力层； 易液化；底部沉积物以细砂为主，承载力相对较大，可做持力层；而 黄河口海域冲刷现象严重，不宜采用重力式和负压筒式基础， 黄河口海域冲刷现象严重，不宜采用重力式和负压筒式基础，可采用 单桩基础。 单桩基础。 东海水深在5~15 M的海域多为淤泥质软基海底，不宜采用重力式 的海域多为淤泥质软基海底， 东海水深在 的海域多为淤泥质软基海底 和负压筒式基础，可采用桩基基础。 和负压筒式基础，可采用桩基基础。如东海大桥风电场选择四角架基 础。 南海北部湾和琼州海峡的海底表层沉积物主要为陆源碎屑堆积,颗粒 南海北部湾和琼州海峡的海底表层沉积物主要为陆源碎屑堆积 颗粒 较细,主要为淤泥质粉质粘土和粉砂 并发育有大中型沙波。 主要为淤泥质粉质粘土和粉砂， 较细 主要为淤泥质粉质粘土和粉砂，并发育有大中型沙波。海底沙 波的存在使海底坎坷不平,同时它们的存在表明海底泥沙运动较强 同时它们的存在表明海底泥沙运动较强,海 波的存在使海底坎坷不平 同时它们的存在表明海底泥沙运动较强 海 底稳定性差。因此,也不宜采用重力式基础和负压桶基础 也不宜采用重力式基础和负压桶基础,桩基础是较 底稳定性差。因此 也不宜采用重力式基础和负压桶基础 桩基础是较 好的选择。 好的选择。
海上风力发电机PPT课件
适用情况:水深一般小于10m,任何地质条 件的海床。优点在于:结构简单,造价低;抗 风暴和风浪袭击性能好,其稳定性和可靠 性是所有基础中最好的。
4、吸力式基础
该基础分为单注及多注吸力式沉箱基础等。吸 力式基础通过施工手段将钢裙沉箱中的水抽出 形成吸力。想比前面介绍的单桩基础，该基础 利用负压方法进行，可大大节省钢材用量和海 上施工时间，具有较良好的应用前景。
2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础
（1）普通多桩基础
普通多桩基础,根据实 际的地质条件和施工 难易程度还可以做成5 根桩, 外围桩一般做成 一定角度的倾斜。这 种基础与单桩基础 没 有本质上的区别,其适 用范围、优缺点和单 桩基础都相差无几。
（2）三脚桩基础
三脚桩基础,采用标准的三腿 支撑结构,由中心柱、三根插 入海床一定深度的圆柱钢管 和斜撑结构构成,钢管桩通过 特殊灌浆或桩模与上部结构 相连,其中心柱提供风机塔架 的基本支撑。这种基础由单 塔架结构简化演变而来,同时 增强了周围结构的刚度和强 度。
（3）高产出。海上风电场允许单机容低,通过更高的转动速度及电压,可获取更高 的能量产出
三、海上风力发电机组三个主要部分
（1）塔头（风轮和机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基）
四、海上风力发电基础的形式
1、单桩基础 2、多桩基础 （1）普通多桩基础 （2）三脚桩基础 3、重力式基础 4、吸力式基础 5、悬浮式基础
5、悬浮式基础
它是漂浮在海面上的盒式箱体,风电设备的支撑塔 柱固定在盒式箱体上。在水深大于50m时,采用其 它形式的基础形式不经济时,就考虑浮体结构,浮体 根据锚固系统的不同而采取不同的形状,一般为矩 形、三角形或圆形。目前,还没有海上风电场应用 这种基础,但待浅海海域开发完毕,风电场向深海发 展的时候,浮体支撑必然有其广阔的应用前景。
海上风电装备简介介绍
CATALOGUE 目录•海上风电概述•海上风电装备组成•海上风电装备的安装与维护•海上风电装备的挑战与解决方案•海上风电装备的案例分析海上风电具有风能资源丰富、能源可再生、发电效率高、对环境影响小等优点，但也存在受海洋环境影响大、建设成本高、运维难度大等问题。
海上风电的定义与特点特点定义中国发展情况海洋能源综合利用未来海上风电将更加注重与其他海洋能源（如波浪能、潮汐能等）的综合利用，以实现海洋能源的多元化利用和优化配置。
技术创新随着技术的不断发展，海上风电将更加注重技术创新，如大型化风机、深远海风电等，以提高能源转换效率和降低成本。
智能化运维通过智能化运维，可以降低运维成本和提高设备可靠性，是未来海上风电发展的重要方向之一。
030102风力发电机组0102支撑结构基础结构基础结构需要能够承受风力和海浪的影响，同时还需要考虑施工和运输的方便性。
电力输送系统用于将发电机产生的电能输送到电网，通常包括变压器、开关站和输电线路等。
电力输送系统需要考虑输电距离、电压等级和输电容量等因素，以确保电能能够安全、稳定地输送到电网。
电力输送系统安装流程与技术安装流程海上风电装备的安装过程通常分为预处理、打桩、设备运输、吊装等步骤。
预处理包括对海床进行整平、清理和固化等操作；打桩是将基础结构打入海底；设备运输是将风力发电机组、塔筒等大型设备从陆地或码头运输到海上风电场；吊装是将风力发电机组、塔筒等设备安装在基础上。
安装技术海上风电装备的安装技术包括海上施工设计、施工组织与计划、施工工艺等方面的技术。
海上施工设计需要考虑到海洋环境条件、海底地质情况、设备尺寸和重量等因素；施工组织与计划需要考虑到人员配备、物资供应、海上运输等因素；施工工艺需要考虑到吊装、焊接、防腐等方面的要求。
定期检查维护保养计划维护保养计划维修与更换策略维修策略更换策略海浪冲击海洋腐蚀海流与潮流030201海浪与海洋环境的影响安装费用高维护成本高运营成本高安装与维护的成本问题能源储存技术输电技术能源储存与输电技术总结词该案例介绍了某海上风电场的选址、建设过程、运营模式及其对环境和社会的贡献。
风力发电科普知识（图文版）
风⼒发电科普知识（图⽂版）风⼒发电科普知识（图⽂版）⽬录什么是风能？----------------------------------------------------------------------------------4风能来源于何处？----------------------------------------------------------------------------5风功率如何计算？----------------------------------------------------------------------------5全球风能总量有多⼤？----------------------------------------------------------------------6我国风能总量有多少？----------------------------------------------------------------------6风是怎样形成的?-----------------------------------------------------------------------------6⼤⽓运动的受⼒影响是什么？-------------------------------------------------------------6地形对风有什么影响？----------------------------------------------------------------------7什么是海风，陆风；⼭风，⾕风？-------------------------------------------------------7为什么说风能是⼀种绿⾊能源？----------------------------------------------------------8发展风⼒发电具有什么优势？-------------------------------------------------------------9⼈类利⽤风能的历史-------------------------------------------------------------------------9什么是风电场？------------------------------------------------------------------------------10中国风⼒资源分布---------------------------------------------------------------------------11风⼒发电的经济性---------------------------------------------------------------------------12建⽴风电场的应⽤考虑有哪些⽅⾯？---------------------------------------------------13风⼒发电机噪⾳⼤么？---------------------------------------------------------------------14风⼒发电机组的分类及各⾃特点---------------------------------------------------------14风⼒发电机的功率曲线---------------------------------------------------------------------19什么是风⼒发电机的额定输出功率------------------------------------------------------20典型风⼒发电机各部件介绍---------------------------------------------------------------20风⼒发电机的⼯作原理---------------------------------------------------------------------28我国现阶段主要风⼒发电机型的发电过程---------------------------------------------29直驱式风⼒发电机组的特点---------------------------------------------------------------30什么是电⽹？---------------------------------------------------------------------------------32风机并⽹需要考虑哪些⽅⾯？------------------------------------------------------------32并⽹运⾏模式的规模划分------------------------------------------------------------------32风⼒发电机的并⽹有什么好处？---------------------------------------------------------33什么是“防孤岛功能”-----------------------------------------------------------------------33风⼒发电机并⽹运⾏的模式及其特点（根据发电机划分）------------------------33影响风电项⽬投资收益的⼏个因素------------------------------------------------------36风电项⽬开发流程---------------------------------------------------------------------------39风电项⽬的投资构成是什么？------------------------------------------------------------40风⼒发电项⽬的度电成本------------------------------------------------------------------41功率曲线与发电量---------------------------------------------------------------------------42风资源状况的评价指标---------------------------------------------------------------------43知识丰富⽣命！知识就是⼒量！什么是风能？风能就是空⽓的动能,是指风所负载的能量，风能的⼤⼩决定于风速和空⽓的密度。
海上风电讲稿
可研 Feasibility study
预可研 Pre-feasibility study
海上测风塔 Offshore Met. mast
风机南北向间距（沿东海大桥方向）约1000m
东西向间距（垂直东海大桥方向）约500m。 风电场建成后年发电量约2.67亿千瓦时 概算总投资23.6亿元
风电场位置
风机基础
风机基础型式采用高桩混凝土承台，每个风机设置一个基础，基础分两节， 下节为直径14.00m，高度3.00m的圆柱体，上节为上直径6.50m，下直径 14.00m的圆台体。
国家政策支持
地方政府积极 招商
厂家争相下海
开发商纷圈海
国家政策推动海上风电发展
2008年发布:
《近海风电场工程规划报告编制办法》 《近海风电场工程预可行性研究报告编制办法》 2009年发布: 《海上风电场工程可研报告编制办法》 《海上风电场工程施工组织设计编制规定》 《海上风电场工程规划工作大纲》 2010年1月，国家能源局在《2010年能源工作总体要求和任务》 “2010年，要继续推进大型风电基地建设，特别是海上风电要开展起来 ”。2010年1月22日，国家能源局、国家海洋局联合下发《海上风电开 发建设管理暂行办法》，规范海上风电建设。3月25日，工业和信息化 部发布《风电设备制造行业准入标准》（征求意见稿），其中明确表示 “优先发展海上风电机组产业化” 2010年9月10，中国首轮海上风电首批特许权开标
海上风电的开发范围
海上风电的开发范围
潮间带和潮下带滩涂风电场：
多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位以下 5m水深内 的海50m水深内的海域，含无人岛屿 及海礁。
深海风电场：
理论最低潮位以下50m水深的海域，含无人岛屿及海礁
海上风电
海上风电风在陆地、海上和空中的应用∙早在公元前4000年人类便开始利用风能。
在这个时期，中国人第一个将风能用于海上竹筏。
∙希腊神话中，人们尝试着像鸟一样在天空中飞翔；15世纪，科学家达芬奇也曾做过同样的试验。
∙1783年热气球第一次把人类带上天空，1852年亨利•吉法尔设计出世界上第一个飞艇。
∙1903年，世界上第一架引擎飞机在美国成功飞上天空。
莱特兄弟二人在成功飞行40米后安全落地。
为什么我们对风能充满热情？风能是可再生、可预测且清洁的能源。
其稳定的发电能力可以在短时间内得以建立，为世界最大且增长最快的经济体实现其所需的能源独立。
1. 风能具有竞争力风能的技术现已成熟，在价格上可与常规能源相竞争。
作为一项商业投资，它与石油和天然气等常规能源相比具有同等的竞争力。
2006年，新兴能源研究组织的一份报告显示，陆地风力发电只比新建燃煤电站的发电成本略高一些，与新建天然气发电厂的发电成本基本相同。
但这还未考虑二氧化碳排放的费用。
2. 风能是可预测的石油、天然气及其它材料的价格起伏不定。
尽管价格时起时落，但其长期趋势是明确的：剩余的化石燃料有限，其成本必将上升。
风的价格是可以预测的——它是完全免费的。
它将创造巨大商业价值，成为人们和政府考虑投资的能源。
3. 风能是独立的风能不受任何限制，且无国界之分。
这是世界上任何一个国家本土能源的无限来源。
风为当地创造就业机会——而且它可以帮助各国实现能源独立。
这对于商业和政治决策者是非常重要的。
能源对于世界各地的政府来说，正日益成为战略和政治问题。
许多国家需要进口能源来满足经济发展及生活需求——因此，许多国家的政府希望提高能源独立性。
除了帮助各国摆脱能源进口，能源独立还通过创造就业机会促进经济发展，推动全球风能行业的发展。
4. 风能见效快当我们说风能“见效快”时，并非说风机转速很快。
我们是指风力发电厂很快就可以投入发电。
事实上，您可以在一年内建成一座风力发电厂并投入运行——其速度远远高于常规能源发电厂——这就意味着投资回报的周期很短。
海上风力发电的关键技术
海上风力发电的关键技术１、概述随着海上风电场建设的推进，一些关键技术左右了海上风电场建设的施工周期，掌握了这些关键技术，就能够高质量地完成海上风电场的建设。
海上风电涉及诸多关键技术，以及开发运营、环境和市场潜力。
海上风能项目评估，涉及环境评估、风能评估等。
２、关键技术（1）基础结构由于风电机组的基础往往会承受水动力、空气动力双重载荷作用，因此，需要综合考虑风及波浪载荷、支撑结构和风电机组机头的动力学特性以及风电机组控制系统的响应等因素。
海上风电机组的安装与维护成本远远高于陆上风电机组，这就对其可靠性提出了较高的要求。
风电机组的基础是决定风电机组可靠性的重要因素之一，基础是否稳定对于海上风电机组而言起着至关重要的作用。
常用的基础形式有：①单桩固定式基础；②三脚架固定式基础；③重力固定式基础；④漂浮式基础等。
其中，漂浮式海上风电机组依赖漂浮式基础，由于能够较大程度地利用深海的风能资源，成为深海风能利用的主要方式，目前已有多个国家建立或者正在规划建设漂浮式海上风电场。
相对固定式风电机组，漂浮式风电机组增加了浮式基础和锚泊系统，其外界载荷条件比固定式风电机组复杂，除了受通常的风浪载荷以外，还因漂浮式风电机组本身由于基础漂浮不固定，其漂浮特性对风电机组发电性能也有较大影响，需要考虑漂浮特性对风电机组的影响，如低频响下的漂浮式风电机组塔架的动态响应，漂浮式风电机组叶片和塔架的长周期极限载荷，漂浮式基础的波浪载荷计算和锚泊系统建模，并通过建立漂浮式风电机组的性能分析模型，研究漂浮特性对风电机组发电性能的影响。
分析结果表明，漂浮特性对风电机组的发电性能影响较大，需要针对漂浮式风电机组进行改进设计。
下表所示为某５ＭＷ漂浮式变速恒频风电机组主要技术参数。
５ＭＷ漂浮式变速恒频风电机组主要技术参数（2）场址选择场址选择需要综合考虑多种因素，如：①风资源情况；②项目建设许可；③获得的场址海域使用权；④附近电网基本情况，包括陆地变电站位置、电压等级、可接入的最大容量以及电网规划等；⑤场址基本情况，包括范围、水深、风能资源以及海底地质条件；⑥环境制约，包括当地旅游业、水中生物、鸟类、航道、渔业和海防等负面影响等。
(完整版)海上风电场+风机基础介绍
海上风电场风机基础介绍技术服务中心业务筹备部前言近年来，国家对清洁能源特别是风电的发展在政策上给予了很大支持，使得中国风电得到蓬勃发展。
风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。
随着风电机组从陆地延伸到海上，海上风电正成为新能源领域发展的重点。
本文结合国内外海上风电场具体的风机基础，对现有的海上机组的基础类型逐一介绍，目的是对海上风机基础形成一个初步的了解，为公司日后的海上服务业务做铺垫。
为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
2目录1 风机基础类型--------------------------------------- 4 1.1 重力式基础----------------------------------------- 4 1.2 单桩基础------------------------------------------- 6 1.3 三脚架式基础--------------------------------------- 8 1.4 导管架式基础-------------------------------------- 10 1.5 多桩式基础---------------------------------------- 111.6 其他概念型基础------------------------------------ 122 海上风力发电机组基础维护 -------------------------- 14为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
3为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
4 1 风机基础类型1.1 重力式基础重力式基础,顾名思义是是靠重力来追求风机平衡稳定的基础,重力式基础主要依靠自身质量使风机矗立在海面上,其结构简单，造价低且不受海床影响，稳定性好。
缺点是需要进行海底准备，受环境冲刷影响大，且仅适用于浅水区域。
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2010年5月 各沿海省市海上风电规划工作进展
省、市
上海 江苏
进展情况
通过审查 完成审查，修改完善阶段
浙江
山东 福建
报审稿完成，待审
初稿完成，进一步完善阶段 初稿完成，进一步完善阶段
河北、辽宁、广东、广西、 海南
规划报告编制中
上海市 • 2015年 70万千瓦 • 2020年 155万千瓦
上海海上风电规划示意图
海上风电场工程规划工作
2009年4月国家能源局的国能新能[2009]130号文 件要求沿海各省（区、市） 制定本地区海上风电 发展规划，并提出近期拟开展前期工作的海上风 电开发方案，报国家能源局审核。
文件附上“海上风电场工程规划工作大纲”作为 编制依据。 对工作范围、原则、内容、方法、要求、组织管 理、职责、成果及验收都作了具体规定。
海上风电场工程规划工作之
工作内容
1. 海上风电规划：分析风能资源、建设条件和制约 因素，初拟风电场场址，范围及装机规模，估算 相应海域装机容量；合理安排2010年、2015年和 2020年开发的风电场。 2. 海上风电输电规划：分析相应地区电网现状和规 划，进行电力电量销纳研究。对海上风电进行输 电网架规划设计，体出接入电力系统方案。 3. 项目预可行性研究： 优化选定若干个具备装机 1000MW以上的海上风电场址，提出分期建设方案， 开展风能资源和海洋水文的观测，海底地质勘查 和地形图测量等。
海上风电发展规划介绍
区域划分： • 海上风电——潮 间带 • 海上风电——近 海海域 • 海上风电——中、 深水海域
海上风电的范围
1. 潮间带和潮下带滩涂风电场：多年平均大潮高 潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域。 2. 近海风电场：理论最低潮位以下5m～ 50m水深 内的海域，含无人岛屿及海礁。 3. 深海风电场：理论最低潮位以下50m水深的海 域，含无人岛屿及海礁。
海上风电项目管理
海上风电开发建设的管理依据 《海上风电开发建设管理暂行办法(国能新能 [2010]29号 )》 国家能源主管部门负责全国海上风电开发建设管 理；沿海各省(区、市)能源主管部门负责本地区海 上风电开发建设管理； 海上风电技术委托全国风电建设技术归口管理单 位(水电总院)负责管理； 国家海洋行政主管部门负责海上风电开发建设海 域使用和环境保护的管理和监督。
我国海上风电的主要问题： 海上风电技术有待发展 缺乏海上风场建设经验 风电政策和法规都亟需制定 建立海上风电示范项目势在必行
第一批示范项目
• • • • • • 龙源如东150MW潮间带风电示范项目； 中广核如东150MW近海风电示范项目； 三峡集团响水200MW近海风电示范项目； 中电投大丰200MW潮间带风电示范项目； 中水建如东100MW潮间带风电示范项目； 华能大丰300MW潮间带风电示范项目。
江苏省海上风电规划： 2015年 装机460万瓦， 近海200万千瓦，潮间带 260万千瓦； 2020年 装机945万千瓦， 近海655万千瓦，潮间带 290万千瓦。
江苏海上风电规划示意图
浙江省： • 2015年 150万千瓦 • 2020年 370万千瓦
浙江海上风电规划示意图
山东省： • 2015年 300万千瓦 • 2020年 700万千瓦
第二篇 我国海上风电发展现状
中国海上风电发展现状之 海上风电场建设
• 我国海上风电始建于 2008年上海东海大桥海 上风电场安装华锐生 产3MWx34台风电机组 总装机容量为10.2万千 瓦 • 2010年6月全部并网发 电。
• 中海油海上风电示范 项目（金风1.5MW)
国内海上风电发展现状
• 东海海上风电示范项 目（华锐3MW）
海上风电特许权项目招标
自然条件
到2009年底，能够批量生产单机容量2兆瓦以上风 电机组制造企业。 华锐 （3MW），金风（2.5MW），上海电气 （2MW），湘电（ 2MW ），海装（2MW）。
标准建设
2008年以来陆续制定了海上风电规划、预可行性研 究、可行性研究以及施工组织设计等阶段的有关技 术规定。
2010年1月国家能源局和国家海洋局联合发布了海 上风电建设管理暂行办法，对海上风电场工程项目 规划、前期工作、开发权、核准等建设程序进行了 规范。 初步形成我国完整的海上风电前期工作技术标准管
我国近海风能资源储备 我国海上风电发展现状 海上风电主要发展特点 海上风电发展前景
第一篇 我国近海风能资源储备
• 据中国气象科学研究院初步探明， 中国风能总储量达32.26 亿千瓦， 居世界第一位。其中近海可开发 和利用的风能储量有7.5 亿千瓦。
• 据介绍，我国大陆海岸 线长１８０００米，海 域面积３００万平方公 里，近海分布大量海岛， 海上风能资源丰富。根 据中国气象局风能资源 详查初步成果，我国5～ 25米水深线以内近海区 域、海平面以上50米高 度风电可装机容量约 2亿 千瓦。随着深海风电技 术发展，将有更多的海 上风能资源可以利用。
试验示范项目进展
• • • • • • • • 中山明阳 2×1.5＋1×2.5 上海电气 2×2.0 远景 2×1.5 重庆海装 2×2.0 华锐风电 2×3.0 金风科技 1×2.5 三一电气 2×2.0 联合动力 2×1.5
风电设备制造 目前已基本掌握大型风电机组的制造技术，能够生 产单机容量2MW以上适合海上风能资源的风电机 组。
福建省： • 2015年 40万千瓦 • 2020年 110万千瓦。
பைடு நூலகம்
海上风电特许权项目招标
2010年5月，国家第一批海上风电特许权项目招 标启动 ������ 4个项目均在江苏省 ������ 滨海 近海风电场项目 30万kW ������ 射阳 近海风电场项目 30万kW ������ 东台 潮间带风电场项目 20万kW ������ 大丰 潮间带风电场项目 20万kW ������ 总规模 100万kW ，其中近海60万kW，潮间带 40万kW ������ 2010年9月开标，投标价格每kWh最高1.1793元 最低0.6101元