海上风电项目的“一体化设计”难点分析 自从我国风电行业开始涉足海上项目以来，“一体化设计”的概念一直被广泛传播。这个最初源于欧洲海上风电优化设计的名词，相信无论是整机供应商、设计院，还是业主、开发商，都在各种场合不止一次地使用或者听到过。 而对于“一体化设计”的真正内涵以及国内风电项目设计中阻碍“一体化设计”目标实现的因素，并不是每个使用这个词的人都能说得清楚，甚至很多从业者把实现“一体化建模”等同于实现“一体化设计”，对该设计解决和优化了哪些问题也缺乏探究，不利于未来通过“一体化设计”在优化降本上取得切实成效。 本文对当前海上风电行业在“一体化设计”方向上需要解决的部分客观问题加以描述，以增进行业对此的了解，并提出可能的研究方向。 “一体化设计”的内容和意义 “一体化设计”是把海上风电机组，包括塔架在内的支撑结构、基础以及外部环境条件(尤其是风况、海况和海床地质条件)作为统一的整体动态系统进行模拟分析与校核，以及优化的设计方法。运用这种方法，不仅能更全面地评估海上风电设备系统的受力状况，提升设计安全性，也能增强行业对设计方案的信心，不依赖于过于保守的估计保证设计安全，为设计优化提供了空间，有利于系统的整体降本。
根据鉴衡认证对某5.5MW 四桩承台机组模拟测算的结果，相比现有的机组与基础分离迭代的设计方法，海上风电一体化设计能够进一步优化整体结构(见表1)。在平价上网压力下，“一体化设计”是海上风电行业降本的必然途径之一。 “一体化设计”难点分析 目前，机组和基础的设计分别由整机供应商、设计院负责。想要实现真正的“一体化设计”，仍有以下几个方面必须做到统一：设计标准、建模一体化、工况设定与环境条件加载的一体化以及动态载荷的整体提取。 一、标准一体化 当下，海上风电行业涉及的标准较多，与风电机组设计相关的主要是IEC61400系列国际标准及其对应国标，设计院的基础设计主要受港工设计标准(如：JTJ215、JTS167-4 等)以及部分行业标准(如：NB-T10105 等)的约束。国际标准从整体设计的角度，对基础的设计方法一并明确了要求，但其与港工设计标准、行业标准在一些要求或指标上存在重叠与冲突。其中一个比较突出的例子是，在极限载荷上，风电行业的国际标准通常使用1.35 的安全系数，而国内港标、行标使用1.4、1.5 的安全系数，从而增加了基础的成本。行业正在积极推进这些标准的统一化工作，例如，提出一些风电专属标准，以解除设计院受到的束缚。 二、建模一体化 海上风电机组、基础与多种外部环境条件是一个统一的整体，对这些结构和边界条件进行整体建模仿真是“一体化设计”最基本的要求，因为只有这样才能充分考虑机组和基础的整体动力学响应，并且有可能实现设计优化上的整体调整和全局寻优。目前，很多项目或多或少都会开展一体化建模工作，并将其作为完成了“一体化设计”的标志。但是如果因此就忽视了其他问题，可能让行业对“一体化设计”的理解过于狭隘。受限于机组和基础设计责任主体分离的现状，即使仅对“一体化建模”这一项，关注点也不应为有没有进行整体建模仿真，而是是否实现了全局寻优。 随着整机企业研发能力的提升，设计院合作模式的开放，以及第三方在其中可以起到的知识产权保护和协调粘合的作用，全局优化是可能实现的。由于基础模型相对于机组模型更易于开放，因此，这个任务更多地有赖于整机供应商机组整体设计能力的提升，以及他们能够影响设计院基础设计的程度。
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目录 第一章绪论 (3) 1.1 海上风电的发展史 (3) 1.2 海上风电的发展现状和趋势 (4) 1.3 课题背景 (5) 第二章海上风电机组的漂浮式结构的选取 (6) 第三章永磁无刷双风轮风力发电机组的结构及工作原理 (8) 3.1 当前主流风力发电机型的相关介绍 (8) 3.2 永磁无刷双转子电机的结构及工作原理 (10) 第四章海上风力发电的输电方案 (16) 4.1 传统高压交流输电 (16) 4．2 高压直流输电技术 (17) 4.3 交流输电技术和直流输电技术优缺点总结 (18) 4.4 分频交流输电 (18) 4.5 分频输电技术的同频并网方法 (19) 4.6 分频输电技术的机组并网控制策略的研究 (20) 参考文献 (21) 结论 (24) 致谢 (25)
第一章绪论 1.1 海上风电的发展史 早在20世纪80年代，欧洲就开始着手海上风力资源的评估工作及相关风力发电技术的研究，随后，在世界范围内相继建成了一大批不同规模的海上风电示范试验项目。自此，海上风电开始蓬勃发展起来。 世界海上风电的开发过程大致可以分成两个阶段：(1)90年代小规模海上风电项目的研究及示范实验期。截止至20世纪，全球共建成8个小型海上风电示范试验项目，装机容量最高达10.5MW，风电机组的装机容量为220kW～2MW。(2)20世纪初开始商业化示范性项目期。2002~2003年MW级风力发电机组的应用体现了海上风力发电机组向大型化发展的方向，这种趋势在德国市场上表现得尤为明显。世界上超过90%的海上风电分布在了北欧沿岸，如北海、波罗的海、爱尔兰海以及英吉利海峡。还有两个试验项目分布在了中国的东海沿岸。 235 2001，总容量截止至9 电 个风电场实现了并网发 台风电机组在 年，全球共有 达866KW，为欧洲累计输送了3813KW的海上风电。其中，英国海域提供了大约87%的新增容量，德国安装了108KW，随后是丹麦3.6KW以及葡萄牙2KW的实体漂浮式海上风电机组原型。另有两个低端漂浮式风电机组在挪威和瑞典进行了试验。英国（2094KW）和丹麦（857KW）仍然是欧洲最大的两个海上风电市场，紧随其后的是荷兰（247KW）、德国（200KW）、比利时（195KW）、瑞典（164KW）、芬兰（26KW）和爱尔兰（25KW）。挪威和葡萄牙则各自拥有一个实体漂浮式海上风力发电机组。
海上风电施工控制重点 （一）自然条件是影响海上风电施工的重要因素 1、分析 海上风电场都是离岸施工，工作场地远离陆地，受海洋环境影响较大，可施工作业时间偏短，因此施工承包商要根据工程区域海洋环境特点，选择施工设备、确定施工窗口期、制定施工工艺和对策，才能更好地完成本工程。 2、控制措施 （1）要求施工承包商必须充分收集现场自然条件资料，包括风、浪、流、潮汐、气温、降雨、雾等的历年统计资料和实测资料； （2）根据统计和实测资料，分析影响施工的自然条件因素； （3）分析统计影响施工作业的时间和可施工的窗口期； （4）根据统计资料和现场施工计划，有针对性的布置现场自然条件观测仪器，以便对自然条件的现场变化进行预测和指导施工安排。 （5）施工承包商必须根据自然条件的可能变化，做出有针对的现场施工应变措施。 （二）质量方面 1、海上测量定位是本工程的重点、难点 （1）分析 在茫茫大海是进行工程建设，测量定位是决定项目成败的关键。海上风电对质量要求很高，例如风机基础施工中单桩结构对桩的垂直度要求很高；导管架结构对桩台位置、桩的垂直度与间距要求很高，不是一般的测量与控制措施能够实现。另外，导管架安装定位精度高，如何通过测量定位手段指导安装导管架难度大，因此海上测量定位是本工程的重点、难点。 （2）控制措施 ①要求施工承包商制定测量施工专项方案；使用高精度测量仪器设备在投入工程使用前，必须进行精测试比对； ②借鉴其他海上风电场的成功施工经验，特制专用的打桩的定位及限制垂直度的定位及限定垂直度的辅助“定位架”，保证桩的垂直度及间距高精度要求； ③施工承包商必须有专用的打桩船，减少风浪对打桩的影响；
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。 1.1.1 多桩导管架基础施工 图1.1-7 五桩导管架基础型式图1.1-8 四桩桁架式基础型式
2018年国家科技进步奖提名项目公示 一、项目名称：超大型自航自升式海上风电安装船关键设计与建造技术 二、提名者及提名意见 提名者：交通运输部 提名意见： 该提名从我国海洋开发、新能源开发的国家发展战略出发,针对我国海上风电场建设安装的专用重大装备的先进设计与制造技术缺乏现状,开展产、学、研联合科技攻关。创新性的设计出了世界上第一台超大型自航自升式海上风电安装船，集海上风电机组的装载运输、重型起重、动态定位等功能于一身，是船舶与海工平台的综合体，是一种全新的超大型海洋工程技术装备。 项目针对海上风电安装特点，结合风电安装船应用海况条件，通过总体和结构性能研究，掌握了风电安装船设计成套技术，研发并建造了八边形桩腿和圆形桩腿两种新式超大型海上风电安装船。突破了超大型风电安装船总体、结构等设计关键技术，完成了45m水深范围内作业的超大型自航自升式海上风电安装船船型设计和两型4艘船舶的建造；首次实现了超大型海上风电安装船平地高效建造，攻克了海上风电专用装备整体建造关键技术，比同类国际产品建造周期缩短了3个月；针对100mm的E690超厚超强板焊接工艺及变形控制技术难题，首次采用了桩腿建造高精度控制技术，实现了桩腿一体化成型及100%无余量免加工建造；突破了自升式风电安装船提升控制技术，液压升降系统为桩腿提供最大6×7500吨及4×9000吨预压载力，可提升船体重量20000吨以上。 提名项目对实现国家海上新能源开发的发展战略，突破我国风电安装船设计建造核心关键技术，形成具有自主品牌的系列海上作业平台产品，促进海工装备业可持续发展、打造中国沿海海上风电产业基地和加快推进我国海上风电场建设具有重要意义。产品填补国内空白，其整体技术居于国际先进水平，具有自主知识产权。 申报材料内容真实，材料完整，附件齐全，完成人员排序合理。 提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。 三、项目简介 本成果属于交通运输行业中的船舶、舰船工程和机械制造工艺与设备交叉学科领域。 我国经济运行成本较高，GDP能耗是世界上最高的国家之一，加上日益突出的生态环境问题，风力发电等清洁能源开发刻不容缓，国家已将“绿色GDP”和海洋开发、新能源开发提升至国家发展战略高度。但由于海上风电场建设的专用装备还基本处于空白，导致我国风电资源开发仍主要集中在陆地及沿海滩涂，10-45米水深区域风电开发能力尚未获得有效突破，其根本原因是：没有掌握海上风电安装重大装备的先进设计与制造技术。 本成果的完成单位从2007年开始，依托国家重点新产品计划、江苏省重大科技成果转化项目基金、江苏省科技支撑计划项目基金和企业自筹研发等项目，深入系统地研究了超大型自航自升式海上风电安装船研制的成套关键技术。 主要技术创新如下： 创新点1：突破陆上风机安装和海上浮吊起重传统设计思路，结合应用海况条件，通过海上风电安装船总体和结构性能研究，研发了八边形6根桩腿和圆形4根桩腿两种新船型，该船型集装载运输、自航自升、重型起重、动态定位、海上作业等多种功能于一身，是世界上最先进的海上风电安装和运输作业的高效专业装备，可以适应任何海域的近海风电场建设。 创新点2：采用了大型模块化建造、液压传动控制、提升自锁限位等全功能制造综合集成技术，首次实现了超大型海上风电安装船平地高效建造，攻克了海上风电专用装备整体建造关键技术，比同类国际产品建造周期缩短了3个月。 创新点3：首创桩腿变形控制和总成建造技术，发明了一整套超高超厚强度钢焊接工艺，解决了100mm厚的E690超厚超强板焊接工艺及变形控制，创造性的设计了自转式吊柱、超大吨位吊梁、自锁限位装置等工装，实现桩腿一次性切割无修正工艺、一次成型并安装到位，完成了桩腿总成建造。桩腿直线度公差控制在±5mm范围内，桩腿对角导轨板平行度控制在±2mm范围内，整条桩腿制作精度完全达到设计和使用要求。 创新点4：突破了自升式风电安装船提升控制核心技术，独立研发的液压桩腿升降系统为每根方型壳式桩腿提供世界最强的7500KN（千牛）预压载力，可提升船体重量20000吨。提升控制系统通过直观的操作界面，可实现整船的提升控制。整船插桩试验方法、桩靴设计及冲桩系统研究，验证了桩腿及其系统设计及建造的创新。
风电基础施工方案 一、项目基本情况 河北省唐山乐亭菩提岛海上风电场300MW工程示范项目位于《河北省海上风电场工程规划》中的一号场址，地处唐山市京唐港与曹妃甸港之间的乐亭县海域，东经118°45.1′-118°51.3′，北纬38°55.2′-39°3.9′之间。风电场不规则形状，南北长在5.7-11.2km之间，东西宽约7.8km，场址范围面积约为68.2km2。场址水深约7-28m，场址中心距离岸线约18km，西侧距离曹妃甸港区东侧锚地最近约4.8km，南侧距离京唐港至天津新港习惯航路中心线最近约3.6km，东侧距离海上油气田约4.5km，场址距离曹妃甸港约20km，距离京唐港约26km,交通运输方便。 海上试验风场的试桩工作已于2016年5月4日开工，随着项目的推进海上升压站、陆上220kv送出线路、220kv海缆/35kv海缆的敷设工程将依据工程建设进度陆续开工。预计于2017年实现首回路共计6台风机并网发电，2018年底前实现整体项目建成投产。 二、水文、地质条件 1、地质情况 本工程地质由上至下依次为： 海床面：-17.5m～-21.9m， 淤泥：海床面～-27m， 粉砂：-27m～-28.1m， 粘土：-28.1m～-30.8m,
粉砂：-30.8m～-35.5m， 粉质粘土：-35.5m～-38.0m， 粉砂：-38.0m～-46.3m， 粉质粘土：-46.3m～-54.0m， 粉土：-54.0m～-57.5m， 粉质粘土：-57.5m～-60.0m， 粉砂：-60.0m～-66.0m， 粉质粘土：-66.0m～-68.0m, 粉土：-68.0m～-74.0m, 粉砂：-74.0m～桩尖标高 2、潮位 工程场区设计水位值 单位：m 要素平均高潮位平均低潮位设计高潮位设计低潮位50年一遇高 潮位 50年一遇低 潮位 1985国家高程基准0.324 -0.386 1.016 -1.077 2.589 -2.877 三、施工准备 沉桩施工前根据设计图纸要求和现场条件，绘制沉桩平面顺序图，校核各桩在允许偏差范围内是否有相碰情况存在，合理布置沉桩顺序。 1、施工现场调查 为充分做好前期准备工作，首先开展施工现场的地形地貌、地质条件、水文、气象等自然条件的调查研究，为制定合理的施工工艺、计算施工效率、编制施工进度计划提供科学的依据。
海上风电机组的概念设计 目前，海上风力发电机组的主流机型是2.3～5MW双馈或半直驱机型，已交付或已有订单的机型主要如下表所示： 公司名称机组型号已交付使用正在安装已有订单丹麦vestas V90 /3MW 257台260台（含V112）西门子公司SWT-2.3 311台90台 西门子公司SWT-3.6 151台593台 德国REpower 5M 8台351台 德国Multibrid M5000 27台245台德国Enercon E-126/6MW 8台 GE公司GE 3.6sl 7台130台 华锐公司3MW 34台 德国BARD VM5MW 5台80台 德国Nordex 2MW 8台 德国Nordex 2.5MW 11台 芬兰WinWind 3MW 10台 由上表可见丹麦vestas的V90 /3MW，西门子公司的SWT-3.6，德国REpower的5M，德国Multibrid 的M5000，GE公司的GE 3.6sl和德国BARD公司的VM5MW机组被市场认可，由此可见3MW以上风电机组是最近几 年海上风力发电机 组的主力机型。 V90 /3MW机 组是vestas在2002 年5月开始试制 的，右图为V90 /3MW的示意图。 V90 /3MW机 组是首台采用紧凑
型结构的风力发电机组，可以认为是取消了低速轴。2009年9月vestas又研制出了V112-3.0MW离岸型风力发电机组，这是V90-3.0MW的改进型，其安全等级为IECS，适于在平均风速9.5m/s的海上使用，这种机组采用三级增速齿轮箱，永磁同步发电机，短低速轴。该机型应该是维斯塔斯准备大批量生产的产品，下图为V112-3.0MW的外形图。 V112-3.0MW机组计划安装在英国沃尔尼第二海上风力发电场，2011年年底交付使用。V112-3.0MW技术参数如下表所示： 序号部件单位数值 1 机组数据 1.1 制造厂家/型号V112－3.0MW 1.2 额定功率kW 3000 1.3 轮毂高度（推荐方案）m 84.94/119 1.4 切入风速m/s 3 1.5 额定风速m/s 12 1.6 切出风速（10分钟平均值）m/s 25 1.7 极端（生存）风速（3秒最大值）m/s 59.5(IECIIA)5 2.5（IECIIIA） 1.8 预期寿命y 20 2 风轮
摘要 这篇文章介绍了海上风电场建设概况、海上风力发电机组的组成、海上风电机组基础的形式、海上风电机组基础的设计。 关键词电力系统；海上风电场；海上风电机组基础；设计
Abstract This article describes the overview of offshore wind farm construction, the composition ofthe offshore wind turbine, offshore wind turbines based on the form-based design ofoffshore wind turbines. Key Words electric power system;Offshore wind farm; Offshore wind turbine foundation; design
1前言 1.1全球海上风电场建设概况 截止到2012年2月7日，全球海上风电场累计装机容量达到238,000MW，比上年增加了21％。 1.2 中国 截至2010年底，中国的风电累计装机容量达到44.7GW，首次居世界首位，亚洲的另外一个发展中大国印度也首次跻身风电累计装机容量世界前五位。 1.3海上风力发电机组通常分为以下三个主要部分： （1）塔头（风轮与机舱） （2）塔架 （3）基础（水下结构与地基） ?与场址条件密切相关的特定设计；?约占整个工程成本的20%-30%； ?对整机安全至关重要。支撑结构
2 海上风电机组基础的形式 2.1海上风电机组基础的形式 目前经常被讨论的基础形式主要涵盖参考海洋平台的固定式基础，和处于概念阶段的漂浮式基础，具体包括： ?单桩基础； ?重力式基础； ?吸力式基础； ?多桩基础； ?漂浮式基础 2.1.1单桩基础：（如图1所示） 采用直径3～5m 的大直径钢管桩，在沉好桩后，桩顶固定好过渡段，将塔架安装其上。单桩基础一般安装至海床下10-20m，深度取决于海床基类型。此种方式受海底地质条件和水深约束较大，需要防止海流对海床的冲刷，不适合于25m 以上的海域。 2.1.2重力式基础：（如图2所示） 图1 单桩基础示意图
海上风电高空作业平台设计 摘要：在我国最早的一批海上风电特许权招标项目招标后，由于具有太多不确定因素，我国海上风电的建设速度非常缓慢，缺少较为完善的政策法规，加之风机产品的质量仍不稳定，进而使得我国的海上风电项目建设不能创造出可媲美陆上风电的奇迹。现在让我们把目光放的更长远一些，研究一下3-5年后海上风机出了质保期怎样才能更好地运维保养。本文主要以运行维护为核心，设计高空作业平台对风机进行维护，总述高空作业平台的优势。 关键词：海上风电；高空作业平台；运行维护 一、引言 能源已经是现代人类世界必不可少的重要动力，它将直接和间接地影响到社会经济文明的发展。众所周知，随着全球经济的快速发展，能源的需求量越来越大，传统能源完全不能全部供应发展的需要。风能作为一种极具竞争力的可再生清洁能源，它强有力地改变了世界能源市场结构。风能在几十年的研究发展过程中，已逐步从应用示范转变为实用化。相对于传统的燃煤发电来说，风力发电是没有二氧化碳排放的理想绿色能源。而与陆地风能相比，海上风能特点更为突出，海上年平均风速明显大于陆地，研究表明，由于海面的粗糙度较陆地较小，离海岸10km的海上风速比岸上高
25%以上。世界上越来越多的国家将目光放在了风能资源的开发和利用上，并早已通过相应的技术手段研究着手建设海上风电场，从而使得风能资源的有效利用率更高，建设开发重点利用海上风电项目已成为将来世界风电行业及能源电力行业发展的大势所趋。而我国的海上风电行业目前尚处于刚刚起步发展的阶段，在海上风电场的布机设计、建设施工和生产运营等方面仍存在着很多的问题，本文旨在可以通过建设海上风电高空作业平台的方式来保证海上风电产业的稳步发展。 二、高空作业平台的背景 高空作业平台是用于承载工作人员、工器具或者工作用材到达相应位置，从而进行工作的设备，属于高空作业器械。它主要包括带曲柄机构的工作平台、伸展和保护机构和底盘。其特点主要体现在结构紧凑、作业频率高、自身载荷小，操作灵活简单，并具安全可靠性高、平稳性和微调性好等方面。其中安全性强和作业效率高是高空作业平台的最大特点。高空作业平台除了能进行高空作业外，还具有行走、越障和躲避障碍等功能，更好地迎合了流动性大、机动性强、区域范围广的高空作业要求。 国外对于高空作业平台的研究研发早于国内，至今已有百年多的历史，其产品研发、生产应用已经具有相当成熟的体系，生产企业主要集中在欧美、日本等发达国家。高空
海上风电开发建设管理暂行办法实施细则为做好海上风电开发建设工作，促进海上风电健康有序发展，根据《海上风电开发建设管理暂行办法》及有关法律法规，制定本实施细则。 第一条为做好海上风电开发建设工作，促进海上风电健康有序发展，根据《海上风电开发建设管理暂行办法》及有关法律法规，制定本实施细则。 第二条本细则适用于海上风电项目前期、项目核准、工程建设与运 行管理等海上风电开发建设管理工作。 第三条海上风电前期工作包括海上风电规划、项目预可行性研究和 项目可行性研究阶段的风能资源测量评估、海洋水文地质勘查、建设条件论证和开发方案等工作。 第四条省级海上风电规划由省级能源主管部门组织技术单位编制， 在征求省级海洋主管部门意见的基础上，上报国家能源主管部门审批。国家能源主管部门组织技术归口管理部门进行审查，征求国家海洋主管部门意见后，由国家能源主管部门批复。 第五条海上风电规划应与全国可再生能源发展规划相一致，符合海 洋功能区划、海岛保护规划以及海洋环境保护规划。要坚持节约和集
约用海原则，编制环境评价篇章，避免对国防安全、海上交通安全等的影响。 海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里时海域水深不得少于10米的海域布局。在各种海洋自然保护区、海洋特别保护区、重要渔业水域、典型海洋生态系统、河口、海湾、自然历史遗迹保护区等敏感海域，不得规划布局海上风电场。 第六条省级能源主管部门根据国家能源主管部门批复的省级海上风电规划，提出分阶段拟建项目前期工作方案，明确前期工作承担单位，在征求省级海洋主管部门意见后，报国家能源主管部门批复。国家能源主管部门征得国家海洋主管部门意见后批复实施。前期工作承担单位要按照国家有关保密要求，做好海上风电观测相关信息保密管理。规模较大的海上风电基地项目、新技术试验示范项目可优先开展前期工作。省级能源主管部门可委托国家甲级勘察设计单位统一开展海上风电前期工作，提高工作效率和成果质量。 第七条设立海上测风塔应满足海上风电开发建设需要以及航海、航空警示要求。在设立测风塔前，项目前期工作承担单位应依据海域管理有关规定，向县级海洋主管部门提出测风塔用海申请并取得海域使用权证书，编制测风塔环评报告表并报有审批权的地方海洋主管部门审批。编制测风塔通航安全评估报告，并取得工程管辖区海事主管部
各种海上风电地基基础的适用范围 1 海上风电机组基础结构设计需考虑的因素 海上风电机组基础结构设计中，基础形式选择取决于水深、水位变动幅度、土层条件、 海床坡率与稳定性、水流流速与冲刷、所在海域气候、风电机组运行要求、靠泊与防撞要求、 施工安装设备能力、预加工场地与运输条件、工程造价和项目建设周期要求等。 当前阶段国内外海上风电机组基础常用类型包括单桩基础、重力式基础、桩基承台基础 (潮间带风电机组)、高桩承台基础、三脚架或多脚架基础、导管架基础等。试验阶段的风电 机组基础类型包括悬浮式、吸力桶式、张力腿式、三桩钢架式基础等形式，但仅处于研究或 试验阶段。 基础型式结构特征优缺点造价成本适用范围安装施工 重力式有混凝土重 力式基础和 钢沉降基础结构简单、抗风 浪袭击性能好； 施工周期长，安 装不便 较低浅水到中等水 深（0～10m） 大型起重船等 单桩式靠桩侧土压 力传递风机 荷载安装简便，无需 海床准备；对土 体扰动大，不适 于岩石海床 高浅水到中等水 深（0～30m） 液压打桩锤、钻 孔安装 多桩式上部承台/三 脚架/四脚架/ 导管架适用于各种地质 条件，施工方便； 建造成本高，难 移动 高中等水深到深 水（>20m） 蒸汽打桩锤、液 压打桩锤 浮式直接漂浮在 海中（筒型基 础/鱼雷锚/平 板锚）安装灵活，可移 动、易拆除；基 础不稳定，只适 合风浪小的海域 较高深水（>50m）与深水海洋平 台施工法一致 吸力锚利用锚体内 外压力差贯 入海床 节省材料，施工 快，可重复利用； “土塞”现象，倾 斜校正 低浅水到深水 （0～25m） 负压下沉就位表1 当前常用风电基础形式的比较 2 中国各海域适用风电基础形式的分析 我国渤海水深较浅,辽东湾北部浅海区水深多小于10 m ,海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，粉土底部沉积物以细砂为主,承载力相对较大,可作持力层。和粉砂层,承载力小,易液化,不适宜作持力层;而黄河口海域多为黄河泥沙冲淤海底,因此,渤海的大部分海域为淤泥质软基海底,冲刷现象也较为严重,且冬季有冰荷载的作用,不宜采用重力式基础和负压桶基础,可采用单桩结构。单桩结构在海床活动区域和海底冲刷区域是非常有利的,主要是缘于其对水深变化的灵活性。相比黄河口海域，长江口、杭州湾、珠江口受潮汐影响大，水流速度较快，近场区分布有多个岛屿，造成海底地层的岩面起伏大，且容易受到台风等气象因素影响，宜采用重力式或多桩式结构。
海上风电设计全过程WBS研究 发表时间：2017-07-27T16:28:00.433Z 来源：《基层建设》2017年第10期作者：蒋怡翎[导读] 摘要：海上风电项目是电力市场的新业务，目前，设计企业在项目执行过程中由于缺乏规范、标准的设计管理，导致设计企业对设计范围、设计深度、设计工期的分析与估计出现偏差。 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663 摘要：海上风电项目是电力市场的新业务，目前，设计企业在项目执行过程中由于缺乏规范、标准的设计管理，导致设计企业对设计范围、设计深度、设计工期的分析与估计出现偏差。因此，开展和应用WBS工作方法管理海上风电设计全过程工作，有利于确保海上风电设计工作的开展，提高项目管理效率。 关键词：海上风电；设计全过程；WBS 1.WBS概述 工作分解结构（WBS）是以可交付成果为导向的工作层级分解，其分解的对象是项目团队为实现目标、提交所需可交付成果而实施的工作。 自WBS概念提出以来，已多次成功运用在电力项目设计过程管理中。WBS在电力项目中实施的作用与分解方法、分解深度、分解层次密切相关，开展WBS前应根据不同类型、阶段的工程进行详细策划，最终成果可通过一定的方法进行评估后执行。 2.海上风电设计全过程 海上风电设计全过程WBS的前提条件是有完整的工作定义，其过程包括预可行性研究、可行性研究、招标设计、施工图设计、竣工图设计，图1为海上风电设计全过程。 图1 海上风电设计全过程 预可性行研究阶段，设计企业对选定风电场进行风能资源测量和评估，开展地质、水文工作，确定初步建设方案及初步经济评价，完成预可行性报告。 可行性研究阶段，设计企业需确定建设方案，包括风机布置及基础、风机选型、接入系统方案、电气方案、施工方案、环境影响评价等工作，设计工作深度应达到初步设计工作深度要求，完成可行性研究报告及概算、核准所需专题，并编制项目核准报告。招标设计阶段，设计企业编制技术规范书及工程量清单，包括风电机组基础、机组变电站、集电线路、交通工程、升压变电站工程相关工作。 施工图设计阶段，设计企业开展风机机组基础、机组变电站、集电线路、交通工程、升压变电站工程、集控中心工作，完成施工图清册。 竣工图阶段，设计企业编制竣工图文件，交付竣工图纸。 3.海上风电设计全过程WBS 3.1 WBS的分解方法 应从海上风电设计全过程的特点角度出发选择正确的分解方法，实现分解后的设计工作需内容完整、目标明确，且分解后的设计工作相互独立，以下为可选择的几类分解方法： 1）按照项目实施阶段分解； 2）按照项目交付成果的类型分解； 3）按照项目组织结构分解； 4）按照项目交付成果的用途分解； 5）按照交付成果的组成分解，； 6）按照工作节点进行分解； 海上风电设计全过程分解方法详细内容见图2，各分解方法有其优缺点。
海上风电场单桩基础施工技术方案研究 发表时间：2019-09-05T09:58:08.447Z 来源：《中国电业》2019年第08期作者：夏艳慧[导读] 随着国内海上风电的开发，风电场建设各方面技术均日益成熟。风机机组逐步大型化，风机基础随之呈现多样化趋势。 （中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 311122） 摘要：随着国内海上风电的开发，风电场建设各方面技术均日益成熟。风机机组逐步大型化，风机基础随之呈现多样化趋势。单桩基础为主流基础型式之一，国内针对大体型单桩基础的施工方案随着江苏、福建等海域的海上风电场工程的建设，进行了深入细致的研究，各种施工方案代表了目前国内近海海域单桩基础施工的先进施工思路与水平，船机设备的选择也符合目前国内现有大型工程船只的资源条件。 关键词：海上风电；单桩基础；浮式起重船 近年来，国内海上风电建设飞速发展，风机基础型式多样化，目前已经应用的海上风电基础施工方案有单桩基础、多桩基础、重力式基础等，其中单桩基础因其结构简单、施工方便快捷、造价相对较低等优点，受到施工单位和建设单位的青睐，是目前海上风电基础的主要类型。 单桩基础由大直径钢管桩与附属构件组成，根据目前国内海上风电项目的最新数据获悉，单桩基础的钢管桩直径已达到8m以上，桩重则突破1500t。钢管桩由液压冲击锤沉入海床，海上沉桩系统主要包括打桩船、运桩船、抛锚艇、拖轮与交通艇等船舶组合，其中以打桩船为主要施工设备。施工前，需根据钢管管桩设计参数与海洋环境的特点对沉桩的各环节进行分析，选择合适的设备配置。根据目前各海上风电场工程的实施，单桩基础包括非嵌岩桩和嵌岩桩两种情况，本文主要介绍非嵌岩单桩基础常规采用的浮式起重船施工方案。 1.船只设备的选择 单桩基础常采用起重船配置打桩锤进行吊打施工。大型浮式起重船在单桩基础施工中，主要承担单桩结构的起吊、立桩、进龙口、稳桩、定位等作业，吊打沉桩之前全部的准备工作将由其完成，因此对浮式起重船的性能要求很高。如采用无法单独完成钢管桩空中翻身工作的全回转式起重船，则需配置辅助起重船，采用双船抬吊的方式完成管桩的空中起吊、翻身的工作。 辅助起重船可利用全回转起重船配合完成，主臂架操作灵活，便于与主起重船的协调配合进行空中操作。 2.锤击沉桩系统 目前大型的海上打桩机械主要有筒式柴油打桩锤、液压打桩锤、液压振动锤三种型式，其中以柴油打桩锤应用最为广泛，但考虑到海上风电单桩基础钢管桩属于超长大直径钢管桩，承载力要求高，对锤击能力要求较高，同时采用吊打的沉桩施工方式，使用柴油锤需增加一定的临时设施才可以进行沉桩施工，降低了其使用优越性。根据国内已施工的风机单桩基础相关施工经验，通常选择大型液压冲击锤进行锤击沉桩。 液压冲击锤属于大当量打击能力的打桩锤，根据地质条件、钢管桩的特性选择合适的打桩锤，并可采用GRLWEAP等软件进行沉桩可打性分析。 在国内龙源振华、中交三航局、中铁大桥局、中海油等多家海上施工单位具有S1200、S1800、S2000、S3000等级别大型液压打桩锤可供选择。 3.辅助定位稳桩平台 辅助定位稳桩平台设施是保证单管桩沉桩施工精度控制的主要配套设施，也是整个施工方案的关键工艺。稳桩平台上需设置扶正、导向装置，以调整大直径钢管桩的垂直度，稳桩平台的安装位置决定了钢桩沉桩的桩位，故必须严格控制稳桩平台的测量放样定位的准确度，特别要控制下桩龙口的定位精度。 定位稳桩平台一般由4根工艺桩、平台主体及平台与桩的连接系统组成。可根据工程地质条件进行计算确定钢管桩直径和桩长等参数。平台主体采用整体制作，现场整体安装，根据工期要求可投入多套周转使用，结构示意图如图1所示。 定位平台上下层分别均匀布置数个千斤顶作为单桩沉桩扶正、导向装置，以调整大直径钢管桩的垂直度，导向滚轮为高分子材料，能够有效保护钢管桩防腐涂层。稳桩平台沉桩工艺已经成功应用在江苏如东、响水、东台等多个海上风电场工程中，有效地保证桩身垂直度在3‰以内，并取得了较好工程效果。 4.单桩沉桩 4.1 船位布置 定位稳桩平台搭设完成后，由现场船舶调度指挥船舶进点就位。主起重船顺潮流方向就位，使定位稳桩平台位于主起重船的左舷或右舷，且船头方向与稳桩平台龙口方向一致。辅起重船同样顺潮流方向就位，船头方向与稳桩平台龙口方向相对。起重船就位完成后，运桩驳停靠辅起重船且桩顶方向尽量向主起重船船头方向靠拢，使吊耳位于主起重船主吊钩下方。
浅谈导管架式海上风电基础结构分析 风能是清洁性能源，具有可再生性以及独特的优越性，随着社会和科技的不断进步，推动了海上风能的开发以及利用。在海上风电产业发展的背景下，我国对新型能源的需求量在不断增加，从而促使海上风机发展成海洋工程结构物，目前，我国已经建成的具有代表性的海上风电场有山东的荣成项目、上海的东海大桥项目等。 标签：导管架式；海上风电；基础结构 风能是一种清洁性能源，具有可再生性、可利用性、长期性、周期性等特点。风能与煤炭、石油等化石能源的特性不同，不存在能源勘探、能源挖掘、能源加工等问题，在其使用过程中，不会因为使用量的增加而减少，其中风能的应用主要是风力机发电，而海上风力机会受到海洋环境以及桩基结构的影响。 一、海上风电基础结构型式 目前，针对海上风电的开发阶段，降低海上风电场建设的经济投资是海上风电开发和利用的关键，其中经济投资中成本占比最大的是风电机组基础结构的建设成本，而这部分也直接影响风机运行的结构稳定性和安全性，因此，风电基础结构的研发成本低、可靠稳定性高，能够保证海上风电场的顺利建设[2]。在海上风电场的利用和发展过程中，通过对海上固定式平台基础结构的加工和衍变，形成了我国现有的海上风机基础结构，根据海上风机装机容量的不同，以及海水深度、海水环境、建设投资的不同，可以将海上风电基础型式分为以下四种： ①重力式基础：是指海上风电基础结构需要依靠其自身的重力来维持结构的稳定性和强度性，常见的型式是钢筋混凝土结构。如图1所示 ②桩承式基础 桩承式基础结构受力模式和建筑工程中传统的桩基础类似，由桩侧与桩周土接触面产生的法向土压力承担结构的水平向荷载，由桩端与土体接触的法向力以及桩侧与桩周土接觸产生的侧向力来承载结构的竖向荷载。桩承式基础分类 按材料分：钢管桩基础和钢筋混凝土桩基础；按结构形式分：单桩基础、三脚架基础、导管架基础和群桩承台基础。如图2所示 ③浮式基础：是指利用系泊或者锚杆在海底进行位置的固定，通过三力的平衡来维持海上风机基础结构的稳定性，其中三力是指自身重力、系缆回复力、结构浮力，并且还能够精准控制海流影响产生的摇晃角度。如图3所示 二、导管架式海上风机基础结构型式
海上风电设备项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营
海上风电设备项目规划设计方案 与光伏发电的火热不同，近年来我国风电建设速度不断下滑，2017年 风电新增装机容量更是创下近5年新低。但同时，我国海上风电异军突起，装机规模连续5年快速增长，已跃居全球第三。我国海上风电起步晚、发 展快，面临着成本更低的陆上风电和光伏发电等其他新能源的激烈竞争。 在近日举行的2018海上风电峰会上，与会专家表示，在我国海上风电的下 一阶段发展中，须通过技术创新和规模化开发，尽快摆脱补贴依赖，通过 市场化方式实现快速发展。 该海上风电设备项目计划总投资12565.87万元，其中：固定资产投资10237.44万元，占项目总投资的81.47%；流动资金2328.43万元，占项目 总投资的18.53%。 达产年营业收入18491.00万元，总成本费用13947.51万元，税金及 附加220.10万元，利润总额4543.49万元，利税总额5390.28万元，税后 净利润3407.62万元，达产年纳税总额1982.66万元；达产年投资利润率36.16%，投资利税率42.90%，投资回报率27.12%，全部投资回收期5.19年，提供就业职位348个。 重视施工设计工作的原则。严格执行国家相关法律、法规、规范，做 好节能、环境保护、卫生、消防、安全等设计工作。同时，认真贯彻“安
全生产，预防为主”的方针，确保投资项目建成后符合国家职业安全卫生的要求，保障职工的安全和健康。 ......
海上风电设备项目规划设计方案目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
海上风电施工简介 二○一三年十月
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年以后，随着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。 1.1.1 多桩导管架基础施工 图1.1-7 五桩导管架基础型式图1.1-8 四桩桁架式基础型式
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f217322580.html, 海上风电基础结构研究现状及发展趋势 作者：苏凯王健倪森 来源：《中国新通信》2016年第01期 【摘要】本文主要将我国海上风电基础结构研究现状及发展趋势进行具体的分析，将海 上风电基础结构设计研究的现状和存在的问题进行有效的结合，将海上风电基础结构设计的关键性问题进行适当的分析，将海上风电基础结构的特殊性进行具体的阐述。以我国海上风电基础结构研究现状及发展趋势为基础，提出适合我国的基本国情的海上风电基础结构和设计，将那些海上风电的发展过程中会出现的问题尽量的避免。 【关键词】海上风电基础结构现状发展趋势 风能是可再生的、无污染的、可以持续供给的绿色额能源，风力发电可以是水力发电和水力发电一样的可再生能源，风力发电的技术在我国已经很成熟，具有很强的规模化，具有很大的发展前景。陆上风电技术和近海风电技术海上风电技术是风力发电产业的三个组成部分。我国风力发电产业不断快速的发展，陆上风电技术其占用土地、产生噪音的问题逐渐显现出来，所以海上风电技术在中国的风能产业中将要占据极大的比重。 一、我国海上风电的关键技术 1、大功率风电机组制造。我国国内各个比较大的电机组制造商在海上风电机组的研制的步伐已经逐渐加快，特别是自东海大桥的海上风电示范项目取得很大成功之后。我国现在的风电设备制造企业市场的集中度不断提高。虽然我国分点基础建设不管提高，但是在我国3MW 以及更大容量的风机技术和国外的相比，还是存在着很大的差距，还得经历具体的环境和很 长时间的考验。 2、基础结构。海上风电机组的基础结构要经受海上的强风和海水的腐蚀以及海浪的冲击，所以海上风电机组要比陆上风电的基础结构要复杂，也需要很强技术。在实际工作中，应该根据各种各样的海床条件、水深情况、风机和环境的情况进行深入的考虑和研究。海上风电的基础结构包括单桩式、重力式、漂浮式三个部分。 二、海上风电基础结构的适用性分析 海上风电产业不断发展，海上风电风电产业已经是我国主要的发展方向。上海、山东、浙江、江苏等沿海地区都在海上风电场的建设规划之内。在海上风电场的总投资过程中占据较大比重的就是基础结构，所以要将国外海上风电场建设的良好的经验进行吸收，让我国的海上风电机组基础结构可以适合我国的国情，让我国的海上风电产业可以健康的发展。渤海湾在我国属于水深较浅的海域，海底表层有很多的淤泥和粉质粘土，以及淤泥质粉砂，使其承载力变小，容易液化，做持力层不合适；底部的沉积物是以细砂为主的，具有很大的承载力，这部分