东海大桥风电场

风电场的构成1.风电场的概念风电场是在风能资源良好的地域范围内，统一经营管理的由所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施和运行维护人员等共同组成的集合体，是将多台风力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机组群，将捕获的风能转化成电能，并通过输电线路送入电网的场所。

自20世纪70年代以来，随着世界性能源危机和环境污染日趋严重，风电的大规模发展便指日可待，德国、丹麦、西班牙、英国、荷兰等国在风力发电技术研究和应用上投入了大规模的人力及资金，研制出了高效、可靠的风力发电机。

风电场是大规模利用风能的有效方式，20世纪80年代初兴起于美国的加利福尼亚州，如今在世界范围内得到蓬勃发展。

2015年，世界风能协会在上海发布了全球风电发展报告。

该报告详细阐述了2014年的风电发展情况，并预测了未来5年内的全球风电发展。

截至2014年年底，全球风电新增装机容量达52.52GW，全球风电机组累计装机容量达371.34GW。

全球风电年发电量达到7500亿kW·h/a，风电占全球电力需求比例为3.4%。

风电利用比例高的国家有丹麦、西班牙、葡萄牙、爱尔兰、德国、乌拉圭。

表1-1为全球风电装机在各地区的分布，在中国的引领下，亚洲的新增风电装机容量连续多年超过欧洲和北美洲。

到2014年年底，亚洲的累计风电装机容量也首次超过了欧洲，位居世界第一位。

这说明全球风电产业的重心已经从欧洲移到了亚洲。

表1-1 全球风电装机在各地区的分布截至2014年年底，风电累计装机容量排行前10位的国家的累计装机容量都超过了500万kW，其装机容量占全球累计总装机容量的85.8%。

全球累计装机容量排名前10的国家见表1-2。

表1-2 全球累计装机容量排名前10的国家目前，风电场分布遍及全球，最大规模的风电场可达千万千瓦级，如我国甘肃酒泉的特大型风电项目，酒泉千万千瓦级风电场如图1-1所示。

图1-1 酒泉千万千瓦级风电场近年来，近海风能资源的开发进一步加快了大容量风力发电机组的发展。

海上风电施工简介目录1 海上风电场主要单项工程施工方案 (1)1.1 风机基础施工方案 (1)1.2 风机安装施工方案 (13)1.3 海底电缆施工方案 (19)1.4海上升压站施工方案 (23)2 国内主要海上施工企业以及施工能力调研 (35)2.1 中铁大桥局 (35)2.2 中交系统下企业 (41)2.3 中石（海）油工程公司 (46)2.4 龙源振华工程公司 (48)3 国内海洋开发建设领域施工业绩 (52)3.1 跨海大桥工程 (52)3.2 港口设施工程 (55)3.3 海洋石油工程 (55)3.4 海上风电场工程 (58)4 结语 (59)1 海上风电场主要单项工程施工方案1.1 风机基础施工方案国外海上风电起步较早，上世纪九十年代起就开始研究和建设海上试验风电场，2000年后，随风力发电机组技术的发展，单机容量逐步加大，机组可靠性进一步提高，大型海上风电场开始逐步出现。

国外海上风机基础一般有单桩、重力式、导管架、吸力式、漂浮式等基础型式，其中单桩、重力式和导管架基础这三种基础型式已经有了较成熟的应用经验，而吸力式和漂浮式基础尚处于试验阶段。

舟山风电发展迅速。

目前国内海上风机基础尚处于探索阶段，已建成的四个海上风电项目，除渤海绥中一台机利用了原石油平台外，上海东海大桥海上风电场和响水近海试验风电场均采用混凝土高桩承台基础，江苏如东潮间带风电场则采用了混凝土低桩承台、导管架及单桩三种基础型式。

图1.1-1 重力式基础型式图1.1-2 多桩导管架基础型式图1.1-3 四桩桁架式导管架基础型式图1.1-4单桩基础型式图1.1-5 高桩混凝土承台基础型式图1.1-6低桩承台基础型式基于国内外海上、滩涂区域风电场的建设经验，结合普陀6号海上风电场2区工程的特点及国内海洋工程、港口工程施工设备、施工能力，可研阶段重点考察桩式基础，并针对5.0MW风电机组拟定五桩导管架基础、高桩混凝土承台基础和四桩桁架式导管架基础作为代表方案进行设计、分析比较。

项目名称：我国首座大型海上风电场建设与运行关键技术及示范应用提名意见：为加快抢占全球风电技术制高点，填补我国海上风电领域空白，推动我国能源结构调整和新能源发展，2008年国家发改委核准了上海东海大桥海上风电示范工程，2010年上海世博会期间正式并网运行。

在国家发改委项目、国家863计划、国家自然基金等资助下，项目组结合我国海域特有的台风天气、淤泥地质条件以及东海大桥海域独特的通航需求，通过协同攻关与自主创新，建成了我国首座大型海上风电场，首次全面实现大型海上风电场建设与运行关键技术国产化。

在海上风机研制方面，研发了国内首台3MW、5MW离岸型风机，攻克了强台风海域风机的安全稳定运行难题；在风机基础设计方面，首创多桩混凝土-钢组合式海上风机基础结构，解决淤泥地质下高耸风机对基础的强作用力问题、1000t级主航道中风机的撞击耐受问题；在施工方面，率先研发大型海上风机整体安装技术，攻克海上有效施工期短、漂浮式平台上安全快速吊装高型重型设备的难题；在电气系统设计方面，提出大型海上风电场电气系统优化方法，解决近海海域海上风电场电气系统与海洋多功能区的交叉穿越问题、海缆故障定位难、维护难引起的可靠性问题。

该项目实现我国海上风电从无到有的关键转变，掌握了海上风电自主技术，形成了系统的海上风电技术与标准。

项目的成功示范，直接促成我国海上风电的爆发式增长。

项目成果推广应用至上海、江苏、福建、广东等地区的海上风电项目，为国家节能减排与新能源开发工作作出了积极贡献。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

项目简介：我国能源正处于结构调整，迈向“绿色”的关键时期。

风电作为新能源的主体部分，正逐渐由替代能源转变为主体能源，风电开发也逐渐由陆上扩展到海上。

我国海上风能储量丰富、靠近负荷中心，开发优势明显。

为抢占风电领域的技术制高点，大力发展海上风电是我国能源战略与海上强国战略的重要内容。

在国外风电巨头技术封锁、价格垄断和国内无例可循的条件下，该项目通过自主创新与协同攻关，既攻克了海洋大风浪、急洋流、强腐蚀严酷环境对项目实施的影响难题，又解决了我国强台风、软土地基、淤泥地质条件的特殊挑战，全面实现海上风电技术国产化，建成了适应我国海域环境与运行需求的国内首座大型海上风电场—东海大桥100MW海上风电示范工程。

东海大桥海上风电场工程工程概况和环境影响评价的初步结论1工程概况1.1项目名称与建设地理位置1.1.1基本情况（1）项目名称：东海大桥海上风电场工程。

（2）项目性质：本项目为风力发电项目，装设50台2000kW 风力发电机组，总装机容量10万kW，预计年上网电量25851万kWh。

（3）项目投资：21.22亿元。

1.1.2建设规模及地理位置东海大桥风电场位于上海市临港新城至洋山深水港的东海大桥两侧1000m以外沿线，风电场最北端距离南汇嘴岸线5.9km，最南端距岸线13km。

风机布置按东海大桥东侧布置4排35台风机；西侧布置2排15台风机，风电场装机规模10万kW。

风机南北向间距500m（局部根据航道、光缆走向适当调整）；东西向间距1000m。

风电场通过35kV海底电缆接入岸上110kV风电场升压变电站，接入上海市电网。

1.2建设方案概述1.2.1工艺说明风机叶片在风力带动下将风能转变为机械能，在齿轮箱和发电机作用下机械能转变为电能，发电机出口电压为0.69kV。

发电机出口电力经过风电机组自带的升压变压器（10～36kV ）变升压至35kV 等级后由风电场电气接线接入岸上110kV 升压站，电力升压至110kV 后经由两回110kV 线路接入220kV 芦一变电站的110kV 母线段并升压纳入上海市电网。

纳入城市电网 35kV 风电场电气接线两回110 kV 线路出口电压0.69kV风电机箱式变 图1 风电场工艺流程图1.2.2 风机风机主要由风机机舱，风机塔架和风机塔基等三部分组成。

（1）风机机舱 风机机舱作为风机核心部分安装有发电机、机舱控制器和风机箱式变压器。

（2）风机塔架 2000kW 机型的标准塔架高度为67m ，考虑到连接件高度，风力发电机组轮毂高度距平均海平面约70m 。

叶片单片长约为40m 。

（3）风机塔基 选用单桩基础（单根直径4.8m 钢管桩）作为本工程风机基础的第一推荐方案，群桩式高桩承台基础（8根直径1.2m 钢管桩）为第二推荐方案。

东海大桥100MW海上风电场电气系统的设计张哲【摘要】海上风电场的电力输送技术难度大、成本高,建设成本取决于系统的容量、输电的方式和距离等因素.介绍了东海大桥海上风电场的入网方式、集电线路布局、海底电缆选择、海缆敷设方式以及海缆的运行监测系统.通过场内电气系统多种设计方案的分析与比较,集电线路采用普通链形连接,将34台风机箱变分成4组,按每组8台或9台风机箱变组合成一个联合单元,联合单元内风机之间以及联合单元首端风机,采用35 kV海底光电复合电缆连接,4回主海缆回路则通过非开挖顶管技术穿越芦潮港海堤接入陆上110 kV升压变电站.该方案经济性好,投资成本低.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】3页(P49-51)【关键词】东海大桥;海上风电;场内电气系统;海缆输电系统【作者】张哲【作者单位】上海勘测设计研究院,上海 200434【正文语种】中文【中图分类】TM614海上风电场内部电气系统设计的科学性和合理性，关系到整个风电场建成后运行的稳定性、经济性和可靠性。

海上风电场的风电机组按一定规律排布形成若干独立的组，通过优化风电场的集电线路分组布局，可在确保风电场安全运行的前提下，使得设备投资和运行成本最小。

海上风电场需要铺设长距离的海底电缆输送系统，电能输送的经济性和可靠性以及电缆维护运行的方便性，也是海上风电场内部电气系统设计的主要目标。

本文将结合东海大桥海上风电场建设的实践，介绍风电场的电网接入方式、场内集电线路设计、海底电缆选择、海缆敷设方式以及海缆的运行监测系统等。

1 电网接入方式选择海上风电输电系统的建设成本取决于系统的容量、输电的方式和距离以及其他一些因素。

风电场接入电网可以采用交流输送方式，也可以采用直流输送方式，应当根据风电场的建设规模与离岸距离等具体情况，通过经济性和技术性的综合比较后确定。

高压直流（HVDC）传输并网方式不受传输距离限制，但换流站的投资成本较高，比较适合于较远距离大型海上风电场并网［1］。

东海⼤桥风电场项⽬介绍及可⾏性分析&东海⼤桥风电场项⽬介绍及可⾏性分析1．项⽬介绍东海⼤桥⼯程简介东海⼤桥⼯程位于杭州湾北部的东海海域，作为国家战略⼯程——上海国际航运中⼼深⽔港的重要组成部分，东海⼤桥是长江三⾓洲地区上海市与浙江省之间的紧密通道。

它起始于上海南汇芦潮港新⽼⼤堤之间，跨越杭州湾北部海域，直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的⼩洋⼭岛。

这是中国桥梁建筑史上第⼀座真正意义的外海⼤桥。

①⼤桥全长约31公⾥。

桥⾯为双向六车道⾼速公路，设计桥宽31.5⽶，设计车速80公⾥／⼩时，年通过能⼒500万标准箱以上。

⼤桥建在三⼗⽶深的海域内,为减少海⽔对桥梁的侵蚀，⼤桥除对钢筋混凝⼟桩基、墩⾝、⽴柱等结构加厚保护层外，还将混凝⼟桩处于海⽔中的部分，包裹上玻璃钢外加环氧涂层。

作为“重点保护对象”，⼤桥钢结构则采取了“牺牲阳极”的化学保护⽅法。

上海东海⼤桥海上风电场⼯程简介装设50台2000kW风⼒发电机组，总装机容量10万kW，预计年上⽹电量25851万kWh。

项⽬投资21.22亿元。

东海⼤桥风电场位于上海市临港新城⾄洋⼭深⽔港的东海⼤桥两侧1000m以外沿线，风电场最北端距离南汇嘴岸线5.9km，最南端距岸线13km。

风机布置按东海⼤桥东侧布置4排35台风机；西侧布置2排15台风机，风电场装机规模10万kW。

风机南北向间距500m（局部根据航道、光缆⾛向适当调整）；东西向间距1000m。

风电场通过35kV海底电缆接⼊岸上110kV风电场升压变电站，接⼊上海市电⽹。

②2．海上风电相对于陆地发电场的优势海上风电场较之陆地发电场有⼀定的优势。

如风速更⾼，风能资源更为丰富；输和吊装条件优越，⽐较⽅便，不需要开辟新的道路；电机组单机容量更⼤，年利⽤⼩时数更⾼；不占⽤宝贵的⼟地资源，基本不受地形地貌影响；同时由于远离海岸，产⽣的噪⾳影响⽐较⼩，给周围居民带来的影响⽐较⼩。

3．海上风⼒发电的发展世界上对海上风电的研究与开发始于上世纪九⼗年代，经过⼗多年的发展，海上风电技术正⽇趋成熟，并开始进⼊⼤规模开发阶段。

风电场的主接线、并网和运行方式分析袁静蔚【摘要】“十一五”期间,上海南汇地区先后建造了35 kV南汇风电场、110 kV 东海大桥风电场和35 kV临港新城风电场.通过对南汇地区3个风电场的建设回顾,比较了风电场的主接线形式和运行方式,分析了风电场的并网操作和低电压穿越等问题,并提出了有待改进的技术措施和相关建议.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】4页(P65-67,71)【关键词】风电场;接线方式;运行方式【作者】袁静蔚【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM614南汇地区地处上海东郊沿海，年平均风速高，风能密度大，气候温和无严寒酷暑，湿度适中，滩涂资源十分丰富，为风力发电提供了廉价和广阔的用地。

该地区地势平坦，对外交通方便，便于建设和安装单机容量较大的风电机组，同时也降低了风电场的的运输和安装成本。

上海电网容量大而且技术先进，有利于风电的吸收和利用，非常适合建设大型风电场［1］。

1 风电场的主接线方式南汇风电场的电压等级为35kV，原方案的风电场主接线采用2个主变，在3个风电场中可靠性和灵活性最高，但是送电损失较大，为此对南汇风电场的接线方式进行了调整，改用“一用一备”方式运行。

改造后虽然降低了输电损失，但是牺牲了风电场运行的可靠性和灵活性。

临港新城风电场的电压等级为35kV，风电场的主接线只能通过一路出线与大电网相连，在3个风电场中最薄弱。

东海大桥风电场的电压等级为110kV，运行方式完全发挥主接线的优点，但是采用了线路变压器组接线，当风电场某一出线回路检修时，只能通过单主变、单出线与大电网相连，限制了风电场运行的灵活性。

1.1 南汇风电场南汇风电场于2005年1月投运，目前共有11台风电机组，单机额定功率为1.5MW，总容量为16.5MW，采用三相变速恒频双馈异步发电机（DFIG）。

送电线路参见图1。

介绍词尊敬的各位领导！欢迎来到我们洋山港进行考察。

我是洋山港海事局的XXX。

我们车子现在已经行驶在我国首座跨海大桥--东海大桥上。

下面我为大家简单介绍下东海大桥。

东海大桥于2002年6月开工建设，2005年12月10日建成通车，历时三年半。

东海大桥全长32.5公里，其中海上部分长25.3公里，从上海的芦潮港，到浙江嵊泗的小洋山岛，在世界跨海大桥中目前排第三，我国排第二，在美国的庞恰特雷恩湖桥、中国杭州湾大桥之后。

大桥每公里造价3.2亿，共计32.5*3.2=104亿。

进出洋山深水港区的集装箱60％－70％通过东海大桥运输，大桥设计行车速度80公里/小时。

设计每天最大通行能力是混合交通2万辆，目前，日均车流量是10000余辆次，其中集装箱卡车（拖挂车）占85％，首尾相接超过130公里长，相当于台湾海峡最短距离。

同时，东海大桥还是洋山深水港区供水、供电、通讯服务的主要载体，水、电和通信管网沿大桥中线部同步铺设。

所以，东海大桥也被誉为洋山港的“生命线”。

东海大桥桩基9000多根，海上安装预制承台套箱700只; 安装预制墩身822根；安装60米、70米预制箱梁670片，现浇50米箱梁88片。

全桥共浇筑各类混凝土140万立方米，使用各种钢材50万吨，所用的混凝土和钢材足可以建造北京国际机场3号航站楼两个。

大桥由南向北设有一至四号共4个通航孔，分为5000吨级主通航孔段、1000吨级副通航孔段、300～500吨级副通航孔段、非通航孔段。

159米高的两座大跨度海上斜拉桥主塔在国内最高；非通航孔段的每一块预制箱梁长达60至70米、重约2000吨。

一号通航孔为双孔单向通航孔，净空高度17.5米，通航净宽2×56米，可供500载重吨及以下船舶安全通航；二号通航孔为主通航孔，该通航孔为双向通航孔，净空高度40米，通航净宽300米，可供5000载重吨及以下船舶安全通航；3号通航孔为双孔单向通航孔，净空高度27.5米，通航净宽2×100米，可供1000载重吨及以下船舶安全通航；4号通航孔为双孔单向通航孔，净空高度17.5米，通航净宽2×56米，可供500载重吨及以下船舶安全通航。

SOLAR ENERGY 06/2018
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上海东海大桥100 MW 海上风电示范项目是国家发展和改革委员会核准的我国第一个大型海上风电项目，也是亚洲第一个海上风电项目。

东海大桥海上风电场位于上海东海大桥东侧1～4 km 、浦东新区岸线以南8～13 km 的上海市海域；风电场平均水深10 m ，90 m 高度年平均风速7.7 m/s ；由34台单机容量为3 MW 的风电机组组成，总装机容量为102 MW ；设计年发电利用小时数为2363 h ，年上网电量为2.33亿kWh ，项目总投资为22.8亿元。

东海大桥海上风电场于2010年上半年完成
全部安装、调试并投入运营，每年可节约标准煤7.59万t ，减排CO 2 18.92万t ，节能减排效益显著。

东海大桥海上风电场采用我国自主研发的3 MW 离岸型风电机组，风机轮毂高91 m 、叶轮直径91 m ，采用三叶片、水平轴、上风向的结构形式，适用于东海大桥海上风电场场址。

风机主机、轮毂、叶片、塔筒等设备全部由国内厂家
制造，并采用我国首创的高桩承台基础设计和风机整体吊装工艺。

由中国大唐集团公司、上海绿色环保能源有限公司、中广核风力发电有限公司和中电国际新能源控股有限公司共同出资组建的上海东海风力发电有限公司负责东海大桥海上风电场投资开发和运营管理工作。

东海捉鳖，五洲揽风。

东海大桥海
上风电场34台风电机组屹立在上海的东
海海面上，不仅是上海市的一个新景观，更是我国海上风电事业的一个里程碑！。

海上风电场通航安全分析王飞龙摘要：海上风电场占用了较大海域，可能会对船舶的习惯航路航行造成干扰；此外，风机对船舶瞭望及通信信号有一定的遮蔽，风机自身也产生一定的电磁干扰，对船舶航行安全造成影响。

对风电场水域可能存在的通航风险进行识别，并从自然环境、交通环境、风电场设计等三方面对有关风险因素进行系统分析，在此基础上提出对应的安全保障措施，有利于减少船舶碰撞风机的可能性，降低风电场海域的通航风险。

关键词：海上风电场；通航；安全；管理DOI:10.16176/ki.21-1284.2019.01.008最近几年，海上风电开发规模日趋扩大。

海上风电场由数十台至数百台风机、海上升压站、海底电缆组成，需占用大范围的海域，其对通航环境影响不容忽视，船舶在风电场附近水域航行也存在一定风险，需要全面分析和应对。

一、风电场水域通航风险识别船舶在风电场附近水域航行或锚泊可能存在的主要风险包括：（1）在自然条件不良、操纵失误、船舶故障等情况下，船舶可能会驶入风电场，与风电机组发生碰撞。

（2）在大风、浪、流的作用下，或者锚泊方式不当，附近锚地的锚泊船只可能会走锚，与风电机组发生碰撞。

（3）在风电场海底电缆保护区内，船舶若随意抛锚或进行拖网作业，则可能会对管线造成损伤[1]。

（4）海上风电场的遮蔽及风机电磁辐射对船舶监管系统及船舶通信产生干扰。

二、通航风险因素分析影响海上风电场水域通航安全的因素很多，这些因素可以归纳为自然因素、交通因素、风电场因素三个方面。

1.自然因素分析影响风电场水域通航安全的自然因素主要有风、流、浪、雾及海冰：风对船舶航行的影响主要表现为风致偏转、风致漂移，使得船舶保持航向的难度增大，航迹带宽度增加，风力较大时，船舶与风电场的安全距离亦相应增大。

当流与船首向存在一定夹角时，会使船舶产生漂移。

船舶在风电场附近水域航行时，如果对流的影响估计不足，可能会航线偏移而驶入风电场水域。

较大的浪会使船舶结构强度受到一定影响，推进器可能会出现打空车现象，造成船速下降，舵效降低。

第二章海上风电场的选址2.1 概述近海风电场一般都是在水深10~20m、距岸线10~15km左右的近海，从空间上看，地域大，选址余地大。

实际上海上风电场的建设受到诸多因素的影响和制约。

按制约因素的性质可为以下几方面：硬性制约（比如军事区、航道等）、软性制约（如：渔民的利益、规划上的冲突）、技术制约（如：风资源、海床条件、不利因素等）、环境制约（如：生态因素、噪声等）、经济制约。

根据各国的海上风电场经验，综合各种影响因素，得出风电场选址的几项基本原则：（1）考虑风资源的类型、频率和周期（2）考虑海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别（3）考虑地震类型及活跃程度及雷电等其它天气情况（4）考虑城市海洋功能区的规划要求（5）场址规划与城市建设规划、岸线和滩涂开发利用规划相协调（6）符合环境和生态保护的要求，尽量减少对鸟类、渔业的影响。

（7）避开航道，尽量减少对船舶航行及紧急避风的影响。

（8）避开通信、电力和油气等海底管线的保护范围。

（9）尽量避开军事设施及周围（10）考虑基础施工条件和施工设备要求及经济性，场址区域水深一般控制在5~15m。

2.2 选址考虑的各种因素2.2.1 风资源因素1. 风资源：风资源是风电场选址的首要因素，一个良好的风资源是必备条200W/m2 。

我国最佳风资源区在台湾海峡，平均风速达到8m/s以上，功率密度达到700w/m2 ，其次就是广东、再次就是上海江浙一带，然后就是山东、河北等地。

在从风资源方面选址上，首先要从宏观上确定区域，然后再进行区域风资源测试评估。

2. 风资源上的不利因素：台风海上风电场在风资源上的不利因素首先就是台风，强台风不仅仅损害叶片、机舱，还包括结构部件，如塔筒和基础，对发电设备影响很大。

台风机倒了20台，整个风场几乎报废。

”如果没有科学、扎实的研究，海上风场将难以避免苍南的灾难。

“目前运营的国产风机质量问题，可能在未来两到三年后集中爆发。

”2.2.2 海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别1. 海上风电风塔基础是造成海上风电成本的重要因素之一，选择地质条件好的海域建设风电场不仅利于施工，而且还能减少成本，并防治地质灾害。