广东海上风电支撑结构设计的技术创新与工程实践 A

风电导管架片式流水线组立技术研究发布时间：2022-08-31T05:46:53.553Z 来源：《科技新时代》2022年2期第1月作者：刘向文[导读] 多桩导管架做为海上风力发电装置的基础支撑结构刘向文广东中远海运重工有限公司东莞 523146摘要：多桩导管架做为海上风力发电装置的基础支撑结构，当前得到了广泛应用，本文以三桩风电导管架建造为研究对象，介绍风电导管架组立技术，主要研究内容：如何合理的对导管架划分为分段，再将分段划分为片体，创新设计了流水线片体组立方式等内容；多桩导管架采用片体式建造技术，实现了导管架安全生产和高效建造。

关键词：风电导管架；组立；片式Research for assembly line assembly technology of wind jacketLIU Xiangwen（COSCO?SHIPPING?HEA VY?INDUSTRY(GUANGDONG)?CO.,LTD Dongguan 523146）Abstract: As the foundation support structure of offshore wind power plant, multi-pile jacket has been widely used at present. this paper takes the construction of three-pile wind turbine jacket as the research object and introduces the technology of wind turbine jacket assembly. Main research content: how to reasonable jacket is divided into segments, and the segments are divided into body, innovative design the content such as assembly line of block group set way Multi - pile jacket adopts chip - type construction technology to realize the safe production and efficient construction of jacket. Key words: Wind power pipe rack; assembly ; sheet type1 前言风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术，在陆地风电场建设快速发展的同时，人们已经注意到陆地风能利用所受到的一些限制，如占地面积大、噪声污染等问题。

海上风电毕业设计随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，可再生能源成为了当今世界发展的重要方向之一。

在众多可再生能源中，风能被认为是一种潜力巨大的资源。

而海上风电作为风能利用的一种新兴形式，具有更加广阔的发展前景和更高的能源利用效率。

海上风电是指将风能发电机组安装在海上的平台上，利用海上的强风资源进行发电。

相比于陆上风电，海上风电具有以下几个优势。

首先，海上风电可以充分利用海上的开阔空间，避免了土地资源的浪费。

其次，海上风电可以避免与人类活动和生态环境的冲突，减少了对陆地生态系统的影响。

最重要的是，海上风电可以利用海上强风资源，提高风能的利用效率，从而实现更高的发电量。

然而，海上风电也面临着一些挑战和问题。

首先是技术难题。

由于海上环境的复杂性，海上风电的设计和建设需要克服海上波浪、风浪、海水腐蚀等多种因素的影响。

其次是成本问题。

相比于陆上风电，海上风电的建设成本更高，包括平台建设、电缆敷设、维护等方面的费用都较高。

此外，海上风电的运维和维修也面临一定的困难，需要解决远离陆地、海上作业条件恶劣等问题。

针对这些问题，我将在我的毕业设计中提出一种海上风电的新型设计方案。

首先，我将研究并优化海上风电平台的结构设计，以提高其抗风浪能力和稳定性。

其次，我将研究海上风电的电缆敷设和维护技术，以降低其建设和运维成本。

同时，我还将研究海上风电的智能化运维系统，实现对风电设备的远程监控和故障诊断，提高运行效率和可靠性。

为了验证设计方案的可行性和有效性，我计划进行一系列的实验和模拟分析。

首先，我将利用风洞实验对海上风电平台的结构进行模拟测试，以评估其抗风浪能力和稳定性。

其次，我将利用电力系统仿真软件对海上风电的电缆敷设和运行情况进行模拟分析，以评估其建设和运维成本。

最后，我将建立一个海上风电智能化运维系统的原型，进行实际运行测试，以验证其对风电设备的监控和故障诊断效果。

通过这些研究和实验，我希望能够提出一种更加高效、可靠和经济的海上风电设计方案，为海上风电的发展提供技术支持和创新思路。

风力发电建筑工程的创新技术与应用研究近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电成为了其中最为重要的补充能源之一。

作为一种绿色清洁能源，风力发电具有可再生性高、储量巨大、零排放等显著优势，因此在环保和可持续发展的背景下，风力发电得到了广泛关注和推广。

风力发电建筑工程作为风力发电项目的重要组成部分，其创新技术与应用研究对于提高风力发电效率、降低建设成本、提升工程可靠性具有重要意义。

一、风力发电建筑工程的创新技术1. 桨叶设计与优化技术桨叶作为转换风能的装置之一，其设计与优化对于提高风力发电的效率至关重要。

现如今，通过数值模拟和实验研究，研究人员成功地提出了一系列桨叶设计与优化技术。

例如，利用流体动力学原理，设计出空气动力学符合最佳曲线的桨叶，进而提高了风力发电机组的功率输出。

此外，通过增加桨叶的长度与旋转面积，可进一步提高转换效率。

2. 塔筒结构材料与降本增效技术塔筒作为风力发电机组的支撑结构，其材料的选择和结构的设计对于整个风力发电建筑工程的稳定性和可靠性有着至关重要的影响。

为了提高塔筒的稳定性和减少材料的使用量，研究人员提出了一系列材料的创新技术。

例如，采用高强度复合材料替代传统钢材，不仅能够保证塔筒的强度，还可以降低建设成本。

3. 控制系统与智能化技术风力发电机组的控制系统是确保风力发电工程安全可靠运行的关键。

近年来，随着计算机技术和通信技术的发展，风力发电机组的控制系统逐渐实现了智能化和远程监控。

通过集成多种传感器和实时数据处理算法，可实现对风力发电机组运行状态的实时监测和故障诊断，提高风力发电系统的可靠性和可用性。

二、风力发电建筑工程的应用研究1. 地理位置选择与资源评估风力资源的充足性是决定风力发电是否可行的重要因素之一。

因此，在风力发电建筑工程的应用研究中，地理位置选择与资源评估是一个关键环节。

通过利用气象数据和风测仪器，研究人员可以评估潜在风力资源，并确定最佳建设地点。

这种地理位置选择与资源评估的研究可以最大程度地发挥风力发电的发电潜力，提高发电效率。

广东海上风电发展及出力特性分析摘要：海上风电是“十三五”及中长期广东最具规模化发展潜力的可再生能源，对于推动全省能源结构转型升级具有重要意义。

充分分析海上风电的出力特性是开展后续研究先决条件。

本文从风速、出力概率、出力特性等方面深入分析广东中部沿海某海上风电的出力情况，提出在对于电源替代及网架校核不同目的时，海上风电场出力率的选择方案并提出相关建议。

关键词：风速；出力概率；出力特性Research on the Development and Power Output Characteristics of Offshore Wind in GuangdongWANG Yijun1，LU Geng2（China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510663，China）Abstract：Offshore wind power is the renewable energy with the greatest potentialfor scale development，which has the great significance to promote the transformation and upgrading of Guangdong energy structure during “13th Five-Year” and the long-term. A thorough analysis of the output characteristics of offshore wind power is a prerequisite for the follow-up studies. This paper analyzes the wind speed characteristics，output probability，output characteristics of a certain offshore wind power in Guangdong central coast. Propose the selection scheme of the offshore wind output rate in power replacement study and grid check study，as well as the relevant suggestions.Keywords：wind speed；output probability；output characteristics引言随着能源供给侧改革的不断深入，清洁能源的开发利用已成为我国能源产业的发展方向，成为推动社会可持续绿色发展的战略举措。

2023年中考地理【热点·重点·难点】专练热点20 碳达峰和碳中和【什么是碳中和？什么是碳达峰？】这一概念起始于“温室效应”引起气候变化。

自工业革命以来，人类向大气中排放的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，导致全球平均气温正以前所未有的速度上升。

气候危机的影响范围越来越大，越来越严重。

我们正在经历干旱、森林火灾和海平面上升等一系列灾害性天气事件——气候问题已迫在眉睫。

碳达峰是指全球、国家、城市、企业等主体的碳排放在由升转降的过程中，碳排放的最高点即碳峰值。

大多数发达国家已经实现碳达峰，碳排放进入下降通道。

我国目前碳排放虽然比2000—2010年的快速增长期增速放缓，但仍呈增长态势，尚未达峰。

碳中和是指人为排放源与通过植树造林、碳捕集与封存（CCS）技术等人为吸收汇达到平衡。

碳中和目标可以设定在全球、国家、城市、企业活动等不同层面，狭义指二氧化碳排放，广义也可指所有温室气体排放。

对于二氧化碳，碳中和与净零碳排放概念基本可以通用，但对于非二氧化碳类温室气体，情况比较复杂。

由于甲烷是短寿命的温室气体，只要排放稳定，不需要零排放，长期来看也不会对气候系统造成影响。

根据2020年12月全球碳项目（GlobalCarbonProject，GCP）发布的《2020年全球碳预算》报告估计，陆地和海洋大约吸收了全球54%的碳排放，那么是否全球减排一半就可以实现碳中和了呢？答案是否定的。

需要特别强调的是，碳中和目标的吸收汇只包括通过植树造林、森林管理等人为活动增加的碳汇，而不是自然碳汇，也不是碳汇的存量。

海洋吸收二氧化碳造成海洋的不断酸化，对海洋生态系统造成不利影响。

陆地生态系统自然吸收的二氧化碳是碳中性的，并非永久碳汇。

如森林生长期吸收碳，成熟期吸收能力下降，死亡腐烂后二氧化碳重新排放到空气中。

一场森林大火还可能将森林储存的碳变为二氧化碳快速释放。

因此，人为排放到大气中的二氧化碳必须通过人为增加的碳吸收汇清除，才能达到碳中和。

1引言海上风电具有风资源丰富，机组单机容量大，发电小时数多，靠近负荷中心，不占用土地资源等特点，成为各国竞相发展的产业。

基于能源转型需要及相关产业链已取得的进步，我国海上风电产业发展迅猛，已成为风电行业发展的新趋势和新增长点[1]。

广东是国家《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》所确定的推进海上风电产业发展的重点省份，也是海上风电规划装机容量最大的省份之一；阳江则是广东唯一规划建设的海上风电装备制造产业基地，规划装机容量和在建容量均居省内第一。

阳江抢抓机遇，顺势而动，在2017年就确立了建设世界级海上风电产业基地的目标，并依托区位优势和优良发展环境，将海上风电作为主导产业，大胆实践、全力推动，在建设世界级海上风电产业基地的道路上迈出了坚实的步伐。

2阳江建设世界级海上风电产业基地的优越条件2.1区位优势突出阳江地处广东西南沿海，毗邻珠三角，位于粤港澳大湾区、海南自贸区和北部湾城市群的交汇地带。

独特的地理位置使阳江既能充分接受珠三角经济区的辐射，又能联动粤西，并通过参与北部湾经济合作辐射大西南。

位于阳江海陵湾、年吞吐量近3000万吨的阳江港是国家一类对外开放口岸和西南地区重要的出海门户，地处西太平洋较佳位置，连接广州港、湛江港两大主枢纽港。

便利的水陆交通为海上风电装备制造基地和海上风电场建设提供原料运输、装备出运、施工安装等方面的良好条件。

广东是全国用电量最大的省份，邻近的粤港澳大湾区需要大量的清洁能源，这为阳江的海上风电开发提供了很好的消纳条件[2]。

2.2海上风资源丰富阳江是广东的沿海大市，海（岛）岸线长约458.6km，约占全省岸线总长的1/10，其中大陆海岸线323.5km，岛屿岸线135.1km；海域面积约1.23万km2，其中20m等深线内的浅海阳江建设世界级海上风电产业基地的探索与实践Yangjiang's Exploration and Practice of Building a World-Class Offshore Wind PowerIndustrial Base伍玩秋，黄礼万，刘文彬（阳江职业技术学院，广东阳江529500）WU Wan-qiu，HUANG Li-wan，LIU Wen-bin(Yangjiang Polytechnic,Yangjiang529500,China)【摘要】海上风电是可再生能源开发的重要方向之一。

海上风电基础形式及关键技术综述海上风电是指将风力发电机组安装在海上平台上，利用海上的高风速和稳定的风能资源发电的一种新能源。

相比于陆上风电，海上风电具有风速更高、风能资源更为丰富、发电量更大等优点，因此被视为未来风能发电的重要发展方向之一、本文旨在综述海上风电的基础形式和关键技术。

一、基础形式1.海上浅水沉箱式基础：采用沉箱式基础是目前应用最广泛的海上风电基础形式之一、它采用钢质沉箱作为支撑结构，通过将沉箱沉入海底然后灌注混凝土的方式固定在海底。

它的优点是施工简单方便、成本较低，但仅适用于水深在30米以内的海区。

2.海上钢桩式基础：钢桩式基础是适用于水深较深的海区的一种海上风电基础形式。

它采用钢制桩或者预制混凝土桩作为主要支撑结构，通过将桩固定在海底的方式支撑风力发电机组。

它的优点是适用于水深在30米以上的海区，能够承受较大的浪涌和冲击力。

3.海上浮式基础：浮式基础是一种新型的海上风电基础形式，它采用浮式平台作为主要支撑结构，通过浮力来支撑风力发电机组。

浮式基础的优点是可以适用于任意水深的海区，同时可以进行动态调整和定位，适应更为复杂的海洋环境。

二、关键技术1.海洋环境适应性：海上风电基础需要能够承受较大的海浪冲击、潮汐流速以及海水腐蚀等海洋环境的影响。

因此，要保证海上风电基础的耐腐蚀性和结构强度，选择合适的材料和表面处理技术，同时进行充分的结构设计和计算分析。

2.抗风性能：风是驱动风力发电机组工作的关键因素，因此海上风电基础需要具备良好的抗风能力。

这涉及到基础的结构形式选择、基础的稳定性和刚度设计等方面。

同时，需要进行合理的排布和间距设置，以减小风力发电机组之间的相互影响。

3.施工与维护技术：海上风电基础的施工和维护需要考虑到海上工作环境的恶劣性。

因此，需要开发高效的施工技术和维护技术，采用合适的船舶和设备，使得基础的建设和维护能够在复杂的海洋环境中进行。

4.高效发电技术：海上风电的发电效率对于经济可行性和环境效益至关重要。

风电技术创新如何推动海上风电规模化发展在全球能源转型的大背景下，海上风电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐展现出巨大的潜力。

而风电技术的不断创新，无疑是推动海上风电规模化发展的关键力量。

首先，叶片技术的创新是提升海上风电效率的重要一环。

叶片是风力发电机捕获风能的关键部件，其设计和制造技术的进步直接影响着风能的转化效率。

随着材料科学的发展，新型复合材料的应用使得叶片更加轻盈、坚固且耐腐蚀性强。

更长、更高效的叶片设计能够增加扫风面积，从而捕获更多的风能。

同时，先进的空气动力学研究让叶片的外形更加优化，减少了风阻，提高了风能的利用效率。

其次，发电机技术的创新为海上风电规模化发展提供了强大的动力支持。

直驱式和半直驱式发电机的出现，减少了传动部件，降低了能量损耗和维护成本。

大容量的发电机能够提高单机发电功率，减少海上风电场中风机的数量，降低建设和运维成本。

而且，智能控制技术的应用使得发电机能够根据风速和风向的变化实时调整工作状态，实现最优的发电性能。

再者，海上风电的基础和塔架技术的创新也至关重要。

由于海上环境复杂，风浪、海流等因素对基础和塔架的稳定性提出了更高的要求。

新型的基础形式，如单桩基础、导管架基础和浮式基础等不断涌现。

单桩基础适用于浅海区域，施工相对简单；导管架基础则在中等水深区域具有较好的稳定性；浮式基础为深海风电开发提供了可能。

塔架的设计也在不断改进，以适应不同水深和海况，同时提高结构的强度和可靠性。

另外，储能技术的创新对于海上风电的规模化发展具有重要意义。

由于风能的间歇性和不稳定性，储能系统能够将多余的电能储存起来，在需要时释放，从而提高电力供应的稳定性和可靠性。

新型的电池技术，如锂离子电池、液流电池等，在能量密度、充放电效率和使用寿命等方面不断取得突破。

同时，储能系统的管理和控制技术也在不断优化，实现了与海上风电的高效协同运行。

海上风电的运维技术创新也是不容忽视的。

随着海上风电场规模的不断扩大，高效的运维管理成为降低成本、提高发电效率的关键。

大连理工大学大学生创新创业训练计划项目开题报告项目编号：2019101419806010923项目名称：海上风电海缆保护装置结构设计项目级别：项目负责人：陈立昆项目类型：创新训练指导教师：卢青针所在学部学院：海洋科学与技术学院大连理工大学2019 年3 月海上风电海缆保护装置结构设计1 项目来源及研究目的和意义风能作为一种无污染、可再生的高效清洁新能源日益受到重视。

海上风能资源是一种清洁的永续能源，各国都在积极开发海上风电技术。

但海上风能开发的主要问题在于成本过高。

风电海缆的更换是其成本过高的主要原因之一。

风电海缆在安装过程中受到弯曲、拉伸以及挤压的影响导致表皮容易发生断裂。

风电海缆在运行中一般需要承受风、波浪和海流的动力作用，产生复杂的响应，作用在海缆的顶端，使得海缆发生往复运动，有可能导致海缆顶端与平台连接处的疲劳损伤。

电缆是海上风电场的生命线，确保电缆的安全十分的重要。

因此海缆的外部保护装置尤为重要，保护装置的目的在于提高电缆强度，避免电缆产生过度弯曲，同时提升电缆的散热性能以降低老化速度。

该保护装置将大大降低更换电缆的频率以达到降低成本的目的。

本文针对桩基附近的海缆，进行保护装置的结构设计。

2 国内外研究概况保护装置的主要应用形式J形管和限弯器。

限弯器是由连续且尺寸相同的圆锥形构件通过锁扣锁合在一起，每个零件间有一定的角度余量，当管道弯曲超过角度余量时限弯器就会变成刚性结构组织管道的进一步弯曲，从而对达到保护目的。

目前国内海洋石油工程使用的限弯器大多来源于国外，这势必造成采购周期长，更换成本高等一系列问题。

这就迫使我国对限弯器进行自主研发。

限弯器的应用历史有几十年。

最早Deruntz提出了基于细长梁理论。

为其制造提供了理论基础。

国外各大海洋石油工程公司都有各自成熟的产品。

Balmoral Offshore Engineering 公司最早专注于聚合物加工，该公司拥有系统的材料测试，因而在限弯器的材料选择上最为专业。

© G O L D W I N D S C I E N C E & T E C H N O L O G Y C O ., L T D .海上风电关键技术及整体设计解决方案目录一、海上风电关键技术重大攻关方向二、海上风电机组健康诊断智能感知技术三、iDO海上风电支撑结构整体化设计技术一、海上风电关键技术重大攻关方向技术攻关方向1.大型海上风电机组超长超柔叶片技术2.大型海上风电机组主轴承技术3.液压变桨技术4.大型海上风电机组支撑结构设计技术5.柔性直流输变电一体化技术6.海上风电场群控制技术7.海上风电智能运维技术◆受制于国外的关键技术点柔性叶片的弯扭耦合技术 柔性叶片与变桨系统耦合的稳定性 叶片变形动态测试技术◆技术价值和意义叶片是影响风机性能和成本的关键部件，通过弯扭耦合控制实现叶片的自适应降载，降低叶片单位长度的成本。

通过合理的材料布置方案提高叶片面内的气动阻尼，提高叶片可靠性。

柔性叶片配合气动附件的设计方案可以减少叶片的失速风险，保证机组的发电量。

主要大部件项目类型/型号进口比例外资品牌国内生产比例进口原因主要技术来源及品牌叶片材料碳纤维UD 织物100%0技术领先Saertex （德国）材料碳纤维预浸料50%30%技术领先Saertex （德国）材料PVC 泡沫50%0国内产能无法满足意大利，Miracell,Diab 材料PET 泡沫85%15%技术领先3A （瑞士）,Armacell （比利时）,Gurit （英国）气动结构设计LM75.10%100%技术领先LM设计软件GH Bladed 、ANSYS 、Focus80%集成度高GH,ANSYS◆海上风电机组-叶片相关部件材料、软件等进口情况叶片技术趋势（1）叶片气动弹性分析技术对于下一代大型风力机的研制具有重要意义。

考虑气动弹性效应几何非线性后，翼型建模更加精细化和成熟化，从而满足大型超长叶片需求。

（2）未来将主动控制技术（AFC）引入叶片设计，可以实现低载荷和更轻量的设计。

海上风电设备安装中的水下作业和潜水支持技术研究近年来，随着能源需求的不断增长和对可再生能源的日益重视，海上风电作为一种清洁、可持续发展的能源形式受到了广泛关注。

海上风电设备的安装是一个复杂而重要的过程，其中涉及到水下作业和潜水支持技术的研究。

水下作业在海上风电设备安装过程中发挥着重要作用。

由于海风较大，海况较差，安装风机需要在复杂的海洋环境中进行。

水下作业主要包括海底勘测、基坑开挖、基础施工、风机安装等阶段，每个阶段都需要专业的潜水员进行相关操作。

例如，在海底勘测中，潜水员需要使用特定的设备进行海底地质勘测，了解海底地形和土壤情况，为基坑开挖提供依据。

在基础施工阶段，潜水员需要安装基础钢管桩，确保风机的稳定性。

在风机安装阶段，潜水员需要进行风机塔筒的拼装和安装，确保风机的准确位置和稳定状态。

水下作业的准确性和安全性直接影响着风电设备的安装质量和效率。

潜水支持技术是海上风电设备安装过程中的关键技术之一。

潜水支持技术旨在提高水下作业的效率和安全性，确保整个安装过程顺利进行。

首先，潜水员需要接受相关培训，掌握潜水技能和安全操作规程。

其次，潜水员需要使用专业的潜水装备，如潜水服、潜水面具、呼吸器等，确保潜水员在水下能够正常呼吸和工作。

此外，潜水支持团队还需要配备潜水支持船只和设备，以提供必要的支持和保障。

潜水支持技术的先进与否直接决定了海上风电设备安装的成功与否。

考虑到海上风电设备的特殊性和安装过程的复杂性，水下作业和潜水支持技术的研究显得尤为重要。

当前的研究主要集中在以下几个方面：一是水下作业的自动化技术研究。

目前，水下作业主要依靠潜水员手工操作进行，这不仅增加了人员的工作强度，还存在一定的安全隐患。

因此，研究人员正在开发一种能够自动执行水下作业任务的机器人技术。

这种机器人能够通过激光雷达和相机等传感器检测海底地形，实时掌握安装环境，自主完成水下作业任务，提高安装效率和准确性。

二是潜水支持技术的改进和创新研究。

海上风电项目技术创新与研发成果分享近年来，海上风电项目在我国能源领域扮演着越来越重要的角色。

随着技术的创新与研发成果的不断分享，海上风电项目也取得了显著的发展。

本文将从技术创新和研发成果两个方面来分享海上风电项目的最新进展。

一、技术创新1. 海上风机设计与制造技术：海上风机的设计与制造技术不断创新，旨在提高风机的功率和效率。

通过优化叶片设计、提高发电机转速、改进变流器等措施，不仅可以增加风能利用效率，还可以降低成本，提高整体可靠性。

此外，随着4MW、5MW级别超大型风机的研发和应用，海上风电项目的装机容量也得到了显著提升。

2. 智能运维技术：海上风电项目的运维是保障项目长期稳定运行的关键所在。

通过引入人工智能技术、物联网技术以及大数据分析等手段，可以实现对风机运行状态的实时监测和预测，及时发现和排除故障，提高风机的可靠性和可维护性。

此外，还可以通过智能化的运维管理系统，实现对整个海上风电场的远程监控和运营优化，大幅提高运维效率。

3. 海洋环境适应技术：海上风电项目面临的最大挑战之一是恶劣的海洋环境。

为了应对海水腐蚀、波浪、海风等不利因素，海上风电项目需要采用相应的技术来提高设备的抗风、抗浪、抗腐蚀能力。

例如，采用耐海水材料、防蚀涂层等措施来延长设备的使用寿命；采用先进的浮式支撑系统和海底固定系统来增加风机的稳定性；同时，还需要考虑到节能减排和环保要求，推动海上风电项目的可持续发展。

二、研发成果分享1. 海上风场工程结构设计的优化：研发人员通过借鉴国内外类似项目的经验，对海上风场工程结构设计进行了优化。

通过全面评估风场的水深、波浪、海风等环境因素，合理选定支柱类型和支撑系统，并开展潮流和沙质输运等模拟分析，确保风机在严苛的海洋环境下运行的稳定和安全。

2. 高温超导电缆的应用研究：在海上风电项目中，输电电缆是关键的部件之一。

为了降低输电损耗和提高能源传输效率，研发人员在传统铜缆基础上，发展了一种新型的高温超导电缆。

第 39 卷第 6 期2023 年12 月结构工程师Structural Engineers Vol. 39 ， No. 6Dec. 2023基于土工试验的海上风电复合筒型基础地震响应研究陈立1田会元1徐明强2，*（1.上海勘测设计研究院有限公司，上海 200335； 2.中国海洋大学工程学院，青岛 266100）摘要为开展广东省某一海上风电场工程典型筒型基础地震响应研究，基于工程场地典型机位的共振柱等土工试验成果，采用OpenSees有限元软件，开展海上风电筒型基础地震响应计算。

计算结果表明，整体结构在地震作用下产生了较大的不可恢复变形，可能影响到上部机组的正常运行，筒型基础显著提高了其内部及下部土体的抗液化能力。

对比不同地震作用下饱和液化土与干砂之间的模量比值，得到了简化的土体液化折减方法，可为相关设计人员在地震响应研究中考虑液化作用提供参考。

关键词海上风电，筒型基础，地震液化， OpenSees，模量折减Seismic Response Analysis of Offshore Wind Power Composite Bucket Foundation Based on Geotechnical TestCHEN　Li1TIAN　Huiyuan1XU　Mingqiang2，*（1.Shanghai Investigation，Design & Research Institute Co.，LTD.， Shanghai 200335， China；2.Ocean University of China，College of Engineering， Qingdao 266100， China）Abstract In order to carry out the seismic response analysis of a typical composite bucket foundation of an offshore wind farm project in Guangdong Province， based on the results of high geotechnical tests such as the resonant column test of the typical position of the project site， the OpenSees finite element software is used to carry out the seismic calculation of the offshore wind power composite bucket foundation. It can be found from the calculation results that the overall structure has a large irrecoverable deformation under the earthquake，which may affect the normal operation of the upper unit. The anti-liquefaction capacity of the inner and lower soil of the composite bucket foundation has been significantly improved. By comparing the modulus ratio between saturated liquefied soil and dry sand under different seismic loads，a simplified soil liquefaction reduction method is obtained，which can be a reference for relevant designers to consider liquefaction in seismic analysis.Keywords offshore wind power，composite bucket foundation，seismic liquefaction，OpenSees，modulus reduction收稿日期：2023-07-08基金项目：中国长江三峡集团有限公司科研项目（202203004），上海勘测设计研究院有限公司科研项目（2021FD（8）-022）作者简介：陈立（1987-），男，高级工程师，博士，研究方向为海洋新能源和岩土工程勘测设计。

海上风电规模化开发技术与工程实践随着人类工业化程度的不断提高，能源资源的需求也逐渐增大。

然而，传统的化石能源存在着资源日益减少、环境污染严重等问题，新能源的开发和利用成为了当今社会发展的重要趋势之一。

在各种新能源中，风能被认为是一种潜力巨大的清洁能源，而海上风电则是其中的重要发展方向之一。

本文将重点探讨海上风电规模化开发技术及工程实践，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。

一、海上风电规模化开发技术1. 海上风力资源分布特点海上风力资源分布广泛，且潜力巨大。

海洋风能的特点主要包括风速高、均匀性好、颠簸小、连续性强等。

这些特点使得海上风电具有较高的发电效率和稳定性，因此备受关注。

2. 海上风电机组技术海上风电机组技术是海上风电规模化开发的重要方面。

目前，常见的海上风电机组技术包括定位技术、风机技术、转子叶片技术等。

这些技术的不断创新和改进，将为海上风电的规模化开发提供坚实的技术支撑。

3. 海上风电并网技术海上风电并网技术是保障海上风电发电能力和电能质量的重要一环。

目前，海上风电并网技术已经逐步成熟，包括海缆敷设、海上子站建设、海缆维护等方面，为海上风电的规模化开发提供了有力的保障。

二、海上风电工程实践1. 海上风电场选址海上风电场选址是海上风电工程实践中的重要环节。

合理的选址能够最大程度地发挥海上风力资源的优势，确保风电场的规模化开发和经济效益。

2. 海上风电设备安装与调试海上风电设备安装与调试是海上风电工程实践中的关键环节。

包括风机、海缆、变电站等设备的安装与调试，需要技术精湛的专业团队和安全高效的施工方案。

3. 海上风电运行与维护海上风电运行与维护是海上风电工程实践的重要保障。

通过建立健全的运行与维护体系，及时发现和处理风电设备的故障，最大限度地保证风电场的发电效率和稳定性。

三、海上风电规模化开发技术与工程实践的挑战与前景1. 挑战海上风电规模化开发技术与工程实践面临着一些挑战，如复杂的海洋环境、高成本的投资、风电设备的维护难度等。

0 引言海上风电作为一种清洁能源，但和其他能源相比较，海上风电开发工艺较为复杂，基础施工质量控制尤为关键[1]。

海上风电机组基础结构的确具有一些特殊性，建设也相对较为困难。

海上风电基础平台需要耐受海洋环境的腐蚀和动力负荷，更需要稳固的基础结构来支撑巨大的风轮和塔架，并承受来自海洋环境的动力负荷，以上这些因素对机组基础结构的设计和建设提出了挑战。

国内外学术界和产业界针对海上风电基础施工提出许多见解。

余峰、史亚军[2]提出，海洋气候环境多变，针对风电机组的安装需要采用高效的吊装技术，并在安装过程中避开不利的天气条件，减少吊装过程中的环境影响；姚钢、杨浩猛等[3]提出，海上风电基础的选址需要不断拓展海洋的区域，需要从近海不断扩展到远海，容量也需要不断增加，并需要考虑实施过程中的施工环境影响；李超杰、朱洪泽等[4]提出，海上风电基础的施工中，桩基础轴向承载特性以及复杂地质条件对风电平台的基础会产生较大的影响。

本文的创新点在于通过系统性的观念，从施工的全过程出发，总结海上施工过程中基础施工控制的关键要求，并通过具体案例，以桩施工工艺流程控制，从而有效地提升施工质量，为复杂环境中的海上风电基础施工提供可靠安全的保障。

以系统性观念出发，提出通过事前、事中、事后三个环节对电基础施工质量控制的措施，对进一步提升我国海上风电发展提供重要技术支撑。

1 工程案例华电阳江青洲三海上风电场项目工程场址位于广东省阳江市阳西县沙扒镇附近海域，在阳江近海深水风电项目规划场址东侧中部区域内，场址涉海面积约81.03km 2，风机外围包络海域面积约73.69km 2，水深范围41～46m，场址离岸最近距离约55km，场址坐标如图1所示。

图1 华电阳江青洲三海上风电场项目场址示意图本工程（标段II）范围包括：暂定34台（机位编号暂定为38#～74#）风机基础制作施工及相应的10回35kV 海缆敷设、37台（机位编号暂定为38#～74#）风机及塔筒附属设备安装、220kV 海缆敷设、施工期临时航标工程（含37台风机）、施工期间通信服务（涵盖整个海上风电场）所涉及的全部工作。

第1篇随着科技的不断进步和全球对清洁能源需求的日益增长，海洋工程领域在2023年取得了显著的发展成果。

本年度，我国海洋工程行业在技术创新、项目实施、政策支持等方面均取得了突破性进展。

以下是对2023年度海洋工程年度的总结。

一、技术创新与研发成果1. 海洋天然气水合物储层声学实验探测技术及其应用2023年，海洋天然气水合物储层声学实验探测技术及其应用项目荣获年度海洋工程科学技术奖二等奖。

该项目由青岛海洋地质研究所、中国海洋大学等五家单位联合完成。

项目针对我国海洋天然气水合物赋存类型多样、固结弱等特点，通过实验技术攻关与理论创新，在水合物声学实验探测技术、水合物声学特性的影响机理、水合物储层识别和精细评价等方面取得重要突破。

2. 海上风电基础结构与系泊关键技术研究及工程应用青岛海洋工程水下设备检测有限公司与华南理工大学联合完成的海上风电基础结构与系泊关键技术研究及工程应用项目，也荣获年度海洋工程科学技术奖二等奖。

该项目针对海上风电支撑基础性能评估、模型试验与优化设计方向进行了深入研究，解决了海上风电装备极端环境作用下全耦合动力分析的问题，实现了海上漂浮式风电系统的高效稳定运行。

二、重大工程项目进展1. 深海油气资源勘探开发2023年，我国在深海油气资源勘探开发方面取得了显著成果。

我国自主研发的深海油气资源勘探设备成功应用于南海、东海等海域，提高了深海油气资源的勘探效率和安全性。

2. 海上风电场建设本年度，我国海上风电场建设步伐加快，多个大型海上风电场项目相继投产。

这些项目的实施，为我国清洁能源发展提供了有力支撑。

3. 海洋工程装备制造我国海洋工程装备制造业在2023年取得了长足进步，自主研发的海洋工程装备在性能、可靠性等方面与国际先进水平接轨，部分产品已出口到海外市场。

三、政策支持与行业规范1. 政策支持2023年，我国政府继续加大对海洋工程领域的政策支持力度，出台了一系列政策措施，包括财政补贴、税收优惠、融资支持等，为海洋工程企业提供了良好的发展环境。

海上平台结构的抗风设计与施工随着世界经济的发展，人们对海洋资源的开发利用日益增加，而海上平台作为一种重要的海洋工程结构，必须经受住恶劣的海洋环境考验。

其中，海上平台结构的抗风设计与施工是保证其安全可靠运行的关键。

一、抗风设计海上平台结构的抗风设计主要考虑到海洋气候条件对平台结构的影响。

首先是确定设计风速，通常采用极值风速的方法，以确保平台可以承受最严峻的风力。

其次是考虑风荷载的影响，根据平台结构形式和特点，采用适当的风荷载计算方法。

此外，还要考虑到平台自身的结构特点，在设计过程中加强平台的抗侧风设计，通过巧妙的旋转机构或减震措施来减小平台受到的侧风荷载。

另外，抗风设计还需要考虑到平台周围水流的影响。

由于海洋环境复杂多变，海流对平台的影响也不能忽视。

在设计过程中，需要充分考虑海流对平台的冲刷和振动效应，采取相应的措施来减小平台的受力。

此外，海浪对平台结构的影响也需要在设计中进行考虑，通过合理的平台结构布置和抗波设计，来降低海浪对平台的冲击力。

二、施工技术海上平台结构的抗风施工是保证平台结构质量和安全的重要环节。

首先，需要合理选择施工方法。

在海上建设平台，可以采用陆源施工和海上施工相结合的方式。

陆源施工主要是在岸上完成平台的制作，然后将制作完成的模块进行装运，再进行平台的组装与安装。

而海上施工则是将平台的组装与安装工作直接在海上进行。

根据不同的项目需求和环境条件，选择合适的施工方法是保证施工质量和效率的关键。

其次，需要注重施工过程中的安全性。

海上施工相比陆地施工，安全风险更高，因此在施工过程中要格外注意安全。

尤其是在风浪较大的天气条件下，施工人员需要采取相应的安全措施，如戴好安全帽、系好安全绳等，保证施工过程的安全性。

此外，还需要考虑到海上平台结构的维护与检修。

由于平台经常暴露在恶劣的海洋环境中，易受到氧化、腐蚀等损害。

因此，平台的日常维护和定期检修工作非常重要。

定期检查平台结构的状态和完整性，并进行相应的维护措施，以保证平台的长期稳定运行。