海上風(fēng)電開發(fā)

海上風(fēng)電開發(fā)一、海上風(fēng)電的發(fā)展優(yōu)勢海上風(fēng)場風(fēng)力強(qiáng)勁，發(fā)電量大海上風(fēng)電場不占用土地，不擾民海上風(fēng)電場視覺、噪音影響較小海上便于較大型風(fēng)電設(shè)備，有利于提高風(fēng)電場效益我國海上風(fēng)電場距電力負(fù)荷中心較近，限電少

海上風(fēng)電發(fā)展的提出和發(fā)展

歐洲、英國等開發(fā)風(fēng)電較早的國家由于：

1）土地所限，陸上難以發(fā)展大規(guī)模風(fēng)電；2）地貌改變，引起諸多抱怨；陸上發(fā)展受到限制。3）海上風(fēng)資源優(yōu)越。選擇向海上發(fā)展，并大致分三個階段，為發(fā)展海上風(fēng)電進(jìn)行了多年的技術(shù)、工程和政策準(zhǔn)備，海上風(fēng)電逐步發(fā)展起來。

研究階段1991年丹麥建成第一個海上風(fēng)電場示范階段2000年丹麥建成商業(yè)海上風(fēng)電場發(fā)展階段2008、2009和2010年商業(yè)應(yīng)用列入各國日程，海上風(fēng)電進(jìn)入發(fā)展快車道2013年，歐洲新增418臺海上風(fēng)電機(jī)組，新建13個海上風(fēng)電場，價值46億歐元到64億歐元，全部并網(wǎng)，新增裝機(jī)1567MW，同比2012年增長了34%。未并網(wǎng)但是已完成吊裝的機(jī)組共104臺。2013年共完成522臺海上風(fēng)電機(jī)組吊裝工作，平均每天4.3MW。

到2013年底，歐洲海上風(fēng)電總裝機(jī)容量6562MW，共2080臺海上風(fēng)電機(jī)組，69個風(fēng)電場分布在歐洲的11個國家。在已建成的海上風(fēng)電場中，單臺機(jī)組平均容量4MW，海上風(fēng)場平均容量485MW，平均水深20米，平均離岸距離30公里。各風(fēng)電場建設(shè)情況見下表機(jī)組基礎(chǔ)中，75%的歐洲海上風(fēng)電機(jī)組采用單樁基礎(chǔ)，12%的機(jī)組選擇重力樁，5%的機(jī)組選擇套管樁，5%的機(jī)組選擇三樁基礎(chǔ)，還有兩個漂浮機(jī)組，兩臺樣機(jī)基礎(chǔ)。

風(fēng)場國家狀態(tài)ThorntonBankII+III比利時并網(wǎng)LondonArray英國并網(wǎng)BelwindAlstomdemo(Haliade)比利時并網(wǎng)Anholt丹麥并網(wǎng)Lincs英國并網(wǎng)BARDoffshore1德國并網(wǎng)Karehamn瑞典并網(wǎng)ArinagaQuay(Demo)西班牙并網(wǎng)GunfleetSands3(Demo)英國并網(wǎng)Teesside英國并網(wǎng)Northwind比利時部分并網(wǎng)GwyntyMor英國部分并網(wǎng)WestofDuddonSands英國吊裝完成MethilDemo(EnergyParkFife)英國吊裝完成Riffgat德國吊裝完成Meerwindsud/ost德國吊裝完成BorkumWest2.1德國吊裝完成HumberGateway英國基礎(chǔ)完成Baltic2德國基礎(chǔ)完成DanTysk德國基礎(chǔ)完成Nordseeost德國基礎(chǔ)完成Globaltech1德國基礎(chǔ)完成

迄今為止,海上風(fēng)電裝機(jī)大多由英國、德國、比利時和丹麥等國完成英國LondonArrayPhase1(194.4MW) SheringhamShoal(277.2MW) WalneyPhase2-II(147.6MW)比利時ThorntonBankPhaseII(184.5MW)德國BARDOffshore1(80MW)所使用的機(jī)組品牌包括Siemens，Repower，BARDLondonArray采用西門子3.6MW-120機(jī)型ThorntonBank2采用REpower6.15MW機(jī)型BARDoffshore1采用BARD5MW機(jī)型2013年底各國海上風(fēng)電情況2013年排名國家2013年總裝機(jī)2013年新增裝機(jī)2012年總裝機(jī)2012年新增裝機(jī)2011年總裝機(jī)2011年新增裝機(jī)1英國36537052948142315251842丹麥12713509215385743德國914595280652151084比利時57119237918419505中國3890389167222996荷蘭2490249024907瑞典21248164016408芬蘭3003003009日本27.3225025010愛爾蘭25.2025025011西班牙55000012韓國5500013挪威2.3020214葡萄牙202020總計735719025416190333152396幾張海上風(fēng)電場圖片:

英國Barrow海上風(fēng)電廠丹麥海上風(fēng)電場瑞典海上風(fēng)電廠二、國外海上風(fēng)電基礎(chǔ)工程施工

1、海上風(fēng)電基礎(chǔ)和施工技術(shù)

風(fēng)電場基礎(chǔ)目前使用較廣泛的有5大類，分別是重力基礎(chǔ)、單基樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)、吸入沉箱基礎(chǔ)和浮式基礎(chǔ)。其中在實際中有廣泛的應(yīng)用的三種基礎(chǔ)形式見圖。

單樁基礎(chǔ)在已建成的海上風(fēng)電場中廣泛應(yīng)用，單樁基礎(chǔ)特別適于淺水及中等水深且具有較好持力層的海域。單樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、快捷，基礎(chǔ)費(fèi)用較小，并且基礎(chǔ)的適應(yīng)性強(qiáng)。

嵌巖式過渡段安裝海上風(fēng)電建設(shè)過渡段灌漿海上風(fēng)電建設(shè)單樁基礎(chǔ)沖刷防護(hù)施工海上風(fēng)電建設(shè)過渡段調(diào)平海上風(fēng)電建設(shè)

多樁基礎(chǔ)

多樁基礎(chǔ)采用3根或以上的鋼管樁，鋼管樁頂部采用鋼桁架與基礎(chǔ)段相連，基礎(chǔ)段頂部設(shè)法蘭與塔筒相連。多樁基礎(chǔ)在國外已有少量的應(yīng)用，主要用于單機(jī)容量較大、水深較深的風(fēng)電場。

三樁門架基礎(chǔ)three90metrelongpylons,whicharedrivenintotheoceanbedtosupporttheoffshorewindturbines.bovethewatersurfacetheturbinestandsonacrosspiececonnectedtothepilings,whichisaccuratelylevelledusingEnerpac'sSynchronousLiftingSystem.

導(dǎo)管架基礎(chǔ)

重力式基礎(chǔ)

圓形空腔式重力基礎(chǔ)圓形空腔式重力基礎(chǔ)在岸邊制作圓形空腔式重力基礎(chǔ)下沉

圓形空腔式重力基礎(chǔ)TheC-Powerprojectusesa"gravity-based"foundationdesign,Theyweighabout3,500tonesempty,anddoublethatfull(for25mwaterdepths).

筏板重力式基礎(chǔ)高樁承臺基礎(chǔ)

吸力式基礎(chǔ)

吸力式基礎(chǔ)是靠水壓力使基礎(chǔ)穩(wěn)定，目前還沒有大規(guī)模用于實際工程。浮式基礎(chǔ)漂浮式海上風(fēng)電試驗挪威建造的世界上第一個漂浮式風(fēng)電場，Hywind公司成功解決了漂浮式風(fēng)電場設(shè)計和建造關(guān)鍵技術(shù)問題，取得了令人驚嘆的成果。這個漂浮式海上風(fēng)電試驗場離岸約30公里，水深220米，安一臺Simens2.3MW風(fēng)電機(jī)組?，F(xiàn)場風(fēng)力強(qiáng)勁，處于滿發(fā)狀態(tài)。當(dāng)時浪高3米，但十分穩(wěn)固。據(jù)介紹所有技術(shù)已到實用階段。目前的主要任務(wù)是要減少重量以便減少成\本。右圖是這臺深海風(fēng)機(jī)的示意圖。有關(guān)具體數(shù)據(jù)如下：1、海上漂浮式基礎(chǔ)，可用于水深120-700

米的深海；2、風(fēng)機(jī)重量138噸；3.纖繩100米；4.排水量5300立方米；5.水線直徑6米；6.鋼制塔和鋼質(zhì)水下結(jié)構(gòu);7.空氣動力變槳調(diào)節(jié)；8.海上組裝,適合北海極端環(huán)境等等。海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)類型機(jī)組基礎(chǔ)中，88%的歐洲海上風(fēng)電機(jī)組采用單樁基礎(chǔ)，8.5%的機(jī)組選擇重力樁，3%的機(jī)組選擇三樁基礎(chǔ)，還有兩個漂浮機(jī)組，兩臺樣機(jī)基礎(chǔ)。

三、國外海上風(fēng)電機(jī)組

目前，歐洲海上風(fēng)電場的主要生產(chǎn)廠商分別是：西門子、維斯塔斯、WinWinD、GE、REpower、Multibrid、Nordex、BRAD和Enercon。根據(jù)安裝風(fēng)電機(jī)組數(shù)量，西門子（386臺）和Vestas（349臺）為最大的2個制造商。另外在運(yùn)行的還有18臺WinWind風(fēng)電機(jī)組，14臺GE風(fēng)電機(jī)組，8臺REpower風(fēng)電機(jī)組，6臺Multibrid風(fēng)電機(jī)組，2臺Nordex風(fēng)電機(jī)組，1臺BRAD風(fēng)電機(jī)組，1臺Enercon風(fēng)電機(jī)組和43臺其他制造商的風(fēng)電機(jī)。a300ton(notcountingtherotor)

SWT-3.0-101directdrive

windturbinePermanentmagnetgeneratorFullscaleconverterGE

4.0-110國外主要廠家海上機(jī)組市場份額3）海上風(fēng)電設(shè)備運(yùn)輸尺寸大、件數(shù)多、形狀特別、要求特殊國外海上風(fēng)機(jī)吊裝1.整體式吊裝整體式風(fēng)機(jī)吊裝是指在碼頭上將風(fēng)電機(jī)組全部組裝完成，由專用運(yùn)輸船運(yùn)輸至指定位置，由大型浮吊一次性將風(fēng)電機(jī)組整體吊至機(jī)位并安裝。

特點(diǎn)：風(fēng)機(jī)組裝條件較好；縮短風(fēng)機(jī)海上吊裝作業(yè)時間；需要專用風(fēng)機(jī)運(yùn)輸船只，存在風(fēng)機(jī)海上運(yùn)輸風(fēng)險；對風(fēng)機(jī)吊裝設(shè)備要求更高；需要碼頭支持風(fēng)機(jī)拼裝。2.分體式吊裝分體式風(fēng)機(jī)吊裝是指將塔筒、機(jī)艙、輪轂、葉片及零部件運(yùn)送至機(jī)位附件，由風(fēng)機(jī)吊裝船分別將風(fēng)機(jī)各組成部分逐步吊至機(jī)位安裝，最終實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組現(xiàn)場安裝。

特點(diǎn)：吊裝設(shè)備要求相對低；運(yùn)輸方便安全；海上安裝作業(yè)時間較長；安裝時受環(huán)境影響大。3.兔耳式吊裝兔耳式風(fēng)機(jī)吊裝是指將機(jī)艙、輪轂和2個葉片在碼頭上完成組裝，其他部件運(yùn)至現(xiàn)場安裝。

特點(diǎn)：介于整體、分體吊裝之間，兼顧兩者優(yōu)點(diǎn)。

風(fēng)電機(jī)組整體吊裝Beatrice風(fēng)電場海上整體吊裝國外海上風(fēng)機(jī)安裝

——整體式吊裝

海上風(fēng)電建設(shè)

分體式吊裝

風(fēng)機(jī)安裝風(fēng)機(jī)安裝風(fēng)機(jī)安裝

兔耳式吊裝

RobinRigg風(fēng)電場兔耳式吊裝

海上風(fēng)電場分體吊裝國外海上風(fēng)電安裝船只國外海上風(fēng)電場一般由專用的安裝船進(jìn)行風(fēng)機(jī)安裝，著名的安裝公司有英國的五月花公司、丹麥的A2Sea公司和荷蘭Mammoet公司，歐洲已建成的海上風(fēng)電場幾乎全部由這三家公司負(fù)責(zé)機(jī)組安裝，其中A2Sea公司占了70%以上的市場份額。丹麥的A2Sea擁有兩艘專用的安裝船“M/VSeaEnergy號”和“M/VSeaPower號”。國外海上風(fēng)電安裝船只

MayflowerResolution號是一艘專門建造用于海上風(fēng)電場安裝的船只，該船屬英國的五月花公司，由中國山海關(guān)造船廠建造。該船當(dāng)時專為英國第一個大型海上風(fēng)電場NorthHoyle風(fēng)電場建造?！癕ayflowerResolution號”船型尺寸130×38×8m，吃水深2.89m，排水量8950t。該船在25.5m起重半徑下，最大起重能力300t，有六條可伸縮的支架，可以在水深35m以內(nèi)作業(yè)，適于機(jī)組的安裝。

JumpingJack號由荷蘭公司Mammoet與VanOordACZ聯(lián)合建造，該船只有四條可伸縮的支架，可起重1200t，是一種新型纜索起重駁船，適于海上機(jī)組安裝，該船在ArklowBank項目中發(fā)揮了重大作用。

國外海上風(fēng)電安裝船只

Svanen雙體風(fēng)電安裝船國外海上風(fēng)電安裝船只國外海上風(fēng)電安裝船只

非自航自升式起重平臺國外海上風(fēng)電安裝船只

自航自升式風(fēng)電安裝船四、海上風(fēng)電送出工程

集電線路連接方式海上升壓站Lillgrund海上升壓站預(yù)裝及吊裝海上升壓站自安裝式海上升壓站海上升壓站海上風(fēng)電建設(shè)海上升壓站海上風(fēng)電建設(shè)ConcretebagsRockdumping海底電纜敷設(shè)

——海纜登陸海纜登陸示意圖海上風(fēng)電建設(shè)海底電纜敷設(shè)

——海纜深水區(qū)敷埋海纜深水區(qū)敷埋示意圖海上風(fēng)電建設(shè)海底電纜敷設(shè)

——海纜深水區(qū)敷埋水力埋設(shè)機(jī)海上風(fēng)電建設(shè)海底電纜敷設(shè)

——挪威自行式埋設(shè)犁海纜登陸海上風(fēng)電的直流送出技術(shù)

電網(wǎng)傳輸包括交流輸出（AC）和直流輸出(DC)兩種。如果海上風(fēng)電場離岸較遠(yuǎn)，電網(wǎng)有功功率損失較重，不適宜使用交流輸出形式而適宜采用高電壓直流（HVDC-HighVoltageDC）輸出形式。

AC和DC電能傳輸效率對比海上風(fēng)電的運(yùn)行維護(hù)

海上風(fēng)電場的運(yùn)行和維護(hù)成本高于陸地風(fēng)電場。主要是海上風(fēng)電常受到惡略的自然環(huán)境、復(fù)雜的地理位置和困難的交通運(yùn)輸?shù)确矫娴挠绊?，運(yùn)行和維護(hù)中成本過高。隨著不斷地向遠(yuǎn)海海域開發(fā)大型風(fēng)電場，海上風(fēng)電場的運(yùn)行和維護(hù)成本會不斷加大。五、我國海上風(fēng)電開發(fā)

目前為止，我國風(fēng)電場建設(shè)基本在陸上進(jìn)行，迄今為止，海上風(fēng)電裝機(jī)不及陸上裝機(jī)的千分之一。但陸上裝機(jī)的繼續(xù)發(fā)展遭遇電網(wǎng)送出和消納不暢，配套設(shè)施規(guī)劃建設(shè)滯后等的制約。海上風(fēng)電成為新的發(fā)展方向。中國大陸海岸線長18000公里，可利用海域面積300多萬平方公里，海上風(fēng)能資源豐富。1、海上風(fēng)電區(qū)域

潮間帶和潮下帶灘涂風(fēng)電場：多年平均大潮高潮線以下至理論最低潮位以下5m水深內(nèi)的海域。近海風(fēng)電場：理論最低潮位以下5m～50m水深內(nèi)的海域，含無人島嶼及海礁。深海風(fēng)電場：理論最低潮位以下50m水深的海域，含無人島嶼及海礁。我國海上風(fēng)能

資源儲量

5～25米水深、50米高度海上風(fēng)電開發(fā)潛力約2億千瓦5～50米水深、70米高度海上風(fēng)電開發(fā)潛力約5億千瓦

另外，還有部分潮間帶及潮下帶灘涂資源，深海風(fēng)能資源也較為豐富。Waterdepth5~25meters,200GWofoffshorewindenergycanbeexploitedat50metersabovesealevel.Waterdepth5~50meters,500GWofoffshorewindenergycanbeexploitedat70metersabovesealevel.Besides,richoffshorewindresourcescanbeexploitedinsomeareasoftidalland.海上

風(fēng)能資源及特點(diǎn)冬、春季節(jié)受北方冷空氣影響，夏、秋季節(jié)受熱帶氣旋影響，海上風(fēng)能資源較為豐富。風(fēng)能資源自沿海向內(nèi)陸遞減，海岸帶地區(qū)風(fēng)速等值線與海岸線走向平行。

2、海上風(fēng)電規(guī)劃海上風(fēng)電規(guī)劃：分析風(fēng)能資源、建設(shè)條件和制約因素，初擬風(fēng)電場場址，范圍及裝機(jī)規(guī)模，估算相應(yīng)海域裝機(jī)容量；合理安排2010年、2015年和2020年開發(fā)的風(fēng)電場。海上風(fēng)電輸電規(guī)劃：分析相應(yīng)地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃，進(jìn)行電力電量銷納研究。對海上風(fēng)電進(jìn)行輸電網(wǎng)架規(guī)劃設(shè)計，體出接入電力系統(tǒng)方案。項目預(yù)可行性研究：優(yōu)化選定若干個具備裝機(jī)1000MW以上的海上風(fēng)電場址，提出分期建設(shè)方案，開展風(fēng)能資源和海洋水文的觀測，海底地質(zhì)勘查和地形圖測量等。

沿海各省市積極開展海上風(fēng)電規(guī)劃，有些省市已完成并通過了審查。江蘇海上風(fēng)電規(guī)劃2015年裝機(jī)460萬千瓦。其中，近海200萬千瓦，潮間帶260萬千瓦；2020年裝機(jī)945萬千瓦。其中，近海655萬千瓦，潮間帶290萬千瓦。鹽城2015年：454萬kW2020年：839萬kW鹽城2015年：454萬kW2020年：839萬kW潮間帶2015年：260萬kW2020年：290萬kW南通2015年：200萬kW2020年：655萬kW南通2015年：200萬kW2020年：655萬kW南通2015年：200萬kW2020年：655萬kW近海2015年：200萬kW2020年：655萬kW海上風(fēng)電輸電規(guī)劃海上風(fēng)電輸電規(guī)劃由國家級電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)統(tǒng)一組織和安排。國網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)組織對沿海各省(區(qū)、市)海上風(fēng)電輸電規(guī)劃成果進(jìn)行驗收，并報國家能源局備案。國網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司和水電規(guī)劃總院負(fù)責(zé)做好海上風(fēng)電規(guī)劃設(shè)計和輸電規(guī)劃設(shè)計單位的協(xié)調(diào)工作。六、我國已進(jìn)行的嘗試中海油綏中海上試驗風(fēng)電機(jī)組，采用金1.5MW直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組，依托中海油已有的海上石油平臺進(jìn)行安裝，2008年1月正式完成試運(yùn)行。上海東海大橋海上風(fēng)電場，裝有華銳風(fēng)電3MW風(fēng)電機(jī)組34臺，總裝機(jī)容量102MW，項目于2008年開始建設(shè)，2010年6月正式并網(wǎng)發(fā)電。龍源海上試驗風(fēng)電場該風(fēng)電場總裝機(jī)容量為3萬千瓦，由國內(nèi)8個廠家提供的9種機(jī)型、共16臺試驗樣機(jī)組成，項目位于離岸約3至7公里的潮間帶區(qū)域，為世界上首個潮間帶風(fēng)電場。

1、2007年金風(fēng)科技海上風(fēng)電機(jī)組試驗2、2010年上海東大橋海上風(fēng)電項目

華銳3MW海上機(jī)組整體運(yùn)輸華銳海上機(jī)組吊裝3、龍源海上風(fēng)電場開發(fā)龍源潮間間帶海上試驗風(fēng)電場

龍源江蘇如東3萬千瓦試驗風(fēng)電場共有8個風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家、9種機(jī)型、16臺機(jī)組，總裝機(jī)容量3.2萬千瓦。單機(jī)容量分別為1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW，機(jī)組形式分別有低樁承臺、五樁導(dǎo)管架、六樁導(dǎo)管架、七樁導(dǎo)管架等。

海裝風(fēng)機(jī)聯(lián)合動力風(fēng)機(jī)上海電氣風(fēng)機(jī)金風(fēng)風(fēng)機(jī)明陽風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)三一風(fēng)機(jī)華銳風(fēng)機(jī)（2）150MW海上示范風(fēng)電場項目150MW一期示范項目（以下簡稱“示范項目”）于2011年6月開工建設(shè)，2012年9月底正式全部投產(chǎn)。本期項目共安裝了3個廠家共58臺風(fēng)機(jī)，分別為21臺西門子2.3MW機(jī)組，17臺華銳3MW機(jī)組以及20臺金風(fēng)2.5MW機(jī)組。（3）在建工程項目至2012年9月，龍源電力在江蘇如東已建成了總裝機(jī)容量達(dá)180MW的的海上風(fēng)電場。同時，龍源在此基礎(chǔ)上仍在進(jìn)一步加快海上風(fēng)電建設(shè)步伐，如東150MW示范項目增容50MW項目和試驗風(fēng)電場50MW擴(kuò)建項目正在緊張的建設(shè)中，預(yù)計2013年上半年，龍源電力在如東的海上風(fēng)電場規(guī)模將達(dá)到280MW。2012年中國海上風(fēng)電發(fā)展2012年中國海上風(fēng)電新增裝機(jī)46臺，共127MW海上風(fēng)電累計裝機(jī)達(dá)到389.6MW，居世界第三其中，潮間帶風(fēng)電開發(fā)進(jìn)程較快，2012年新增裝機(jī)113MW，累計裝機(jī)261.5MW龍源江蘇如東150MW海上（潮間帶）示范風(fēng)電場于2012年底投產(chǎn)，成為全國最大的海上風(fēng)電場所用機(jī)組品牌主要為華銳、金風(fēng)和西門子，其他為各制造商安裝的樣機(jī)龍源江蘇如東海上（潮間帶）示范風(fēng)電場采用華銳3MW、西門子2.38MW和金風(fēng)2.5MW機(jī)組江蘇海上風(fēng)電中標(biāo)情況序號項目名稱裝機(jī)規(guī)模類型中標(biāo)機(jī)型中標(biāo)電價中標(biāo)業(yè)主1濱海30萬海上華銳3.00.737大唐新能源2射陽30萬海上華銳3.00.7047中國電力投資有限公司聯(lián)合體3東臺20萬潮間帶上海電氣3.60.6235山東魯能集團(tuán)有限公司4大豐20萬潮間帶金風(fēng)2.50.6396龍源電力集團(tuán)股份有限公司海上風(fēng)電發(fā)展前景海上風(fēng)電仍將是未來風(fēng)電發(fā)展的熱點(diǎn)板塊。根據(jù)丹麥BTM報告預(yù)測，全球海上風(fēng)電在2013~2017年間，年均增速將超過40%歐洲仍將是海上風(fēng)電的最大市場，除歐洲以外其它地區(qū)的海上風(fēng)電建設(shè)將會在2015年前后提速，在2017年將占據(jù)全球總裝機(jī)的1/3我國風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃：到2015年建設(shè)海上風(fēng)電500萬千瓦到2020年建設(shè)海上風(fēng)電3000萬千瓦世界海上風(fēng)電市場預(yù)測（單位：MW）海上風(fēng)電機(jī)組大型化隨著海上風(fēng)電的發(fā)展和設(shè)備制造技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)電機(jī)組的整體趨勢是單機(jī)容量的大型化和多樣化。整體來看，2015年之前，3MW以下風(fēng)電機(jī)組是市場的主流機(jī)組，3-5MW風(fēng)電機(jī)組主要用于海上風(fēng)電和部分陸上風(fēng)電基地建設(shè)2015-2020年，5MW以上風(fēng)電機(jī)組將開始在海上風(fēng)電項目中大批量應(yīng)用。東海風(fēng)電大容量樣機(jī)工程115施工初期采用的混凝土承臺風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水泥樁沉樁鋼筋綁扎混凝土澆筑完成（4）海上工程施工情況116多管樁沉樁改進(jìn)后的鋼結(jié)構(gòu)多管樁基礎(chǔ)形式導(dǎo)管架吊裝灌漿117

從荷蘭IHC公司購入S-800大型液壓沖擊錘，并成功完成國內(nèi)首根單樁沉樁試驗工作。隨后通過多次實踐和研究，沉樁垂直度誤差大大小于行業(yè)要求，標(biāo)志著公司掌握了多兆瓦級海上風(fēng)電機(jī)組單樁沉樁的核心技術(shù)，大大提高了海上風(fēng)電施工效率。IHC-S800液壓沖擊錘正在全回轉(zhuǎn)起重船上

進(jìn)行單管樁沉樁作業(yè)IHC119打造海上風(fēng)電工程能力。公司研制的敷纜船、起錨艇、吊裝船、運(yùn)輸船等二十多艘潮間帶施工專用船只，可以同時開工3個海上施工作業(yè)面，年施工能力20至25萬千瓦。120

適用于潮間帶風(fēng)電施工的800噸全回轉(zhuǎn)起重船121

項目一期工程已于2011年12月28日完成風(fēng)機(jī)安裝，合計100兆瓦，安裝17臺華銳3MW和21臺西門子2.3MW海上風(fēng)電機(jī)組，加上已經(jīng)建成的如東32MW試驗風(fēng)電場，龍源電力建成國內(nèi)容量最大的海上風(fēng)電場。華銳風(fēng)機(jī)西門子風(fēng)機(jī)122

西門子風(fēng)機(jī)采用多管樁加導(dǎo)管架的基礎(chǔ)，華銳風(fēng)機(jī)采用單樁基礎(chǔ)。多管樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)龍源潮間帶風(fēng)電場（漲潮時）龍源電力江蘇如東潮間帶風(fēng)電場（退潮時）5）龍源無過渡段樁基研發(fā)

資料顯示，歐洲海上有過渡段的單樁基礎(chǔ)出現(xiàn)了大批量灌漿連接失效，失效形式為：灌漿材料出現(xiàn)微裂紋部分出現(xiàn)滑移過渡段不均勻沉降單樁基礎(chǔ)滑移（荷蘭的OWEZ海上風(fēng)電場）常規(guī)海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)即鋼管樁+過渡段，并以高強(qiáng)灌漿料連接的形式，施工流程如下圖所示：

新型海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)，施工流程如下圖所示：總體方案設(shè)計研制的扶正導(dǎo)向架2011年5月份，公司適用于潮間帶及淺海風(fēng)電施工的800噸全回轉(zhuǎn)起重船投入使用。該船按照國內(nèi)沿海水文條件特別訂制，可廣泛適用于我國潮間帶、淺海區(qū)域施工作業(yè)，如風(fēng)機(jī)單樁沉樁、設(shè)備安裝等海洋施工，是目前國內(nèi)起重量最大、打樁能力最強(qiáng)的潮間帶海域作業(yè)專用船舶。800噸全回轉(zhuǎn)起重船上的抱樁器中國海上風(fēng)電情況2009年1月國家能源局啟動了全國海上風(fēng)電場規(guī)劃工作，截止到2013年底，國家能源局已批復(fù)河北、山東、上海、廣東、江蘇及遼寧（大連）的海上風(fēng)電規(guī)劃。截止到2013年底，全國海上風(fēng)電項目累計核準(zhǔn)規(guī)模222萬千萬，其中，已建成39萬千瓦（含實驗機(jī)組），主要分布在江蘇省和上海市，建成項目均已并網(wǎng)。核準(zhǔn)在建項目183萬千瓦，主要分布于江蘇、上海和浙江。山東、上海和福建福清也各有5MW和6MW大容量風(fēng)電機(jī)組試運(yùn)行2013年中國海上風(fēng)電新增裝機(jī)情況中國2014年海上風(fēng)電開工項目項目開發(fā)商規(guī)模上海東大橋二期海上風(fēng)場（已開工）上海東海風(fēng)電11.6萬千瓦福建莆田南日島海上風(fēng)電場（已開工）國電龍源40萬千瓦江蘇如東潮間帶風(fēng)電場（上半年開工）國電龍源20萬千瓦福建莆田平海灣海上風(fēng)電場（上半年開工）福建中閩30萬千瓦江蘇大豐海上風(fēng)電特許招標(biāo)權(quán)項目（下半年開工）國電龍源20萬千瓦江蘇如東海上風(fēng)電場（下半年開工）中廣核15萬千瓦廣東珠海桂山海上風(fēng)電場（下半年開工）南方電網(wǎng)20萬千瓦龍源海上風(fēng)電場完成情況2009年6月，龍源江蘇如東32MW海上（潮間帶）試驗風(fēng)電場開工建設(shè)。2010年9月投產(chǎn)發(fā)電。2010年，江蘇如東150MW海上（潮間帶）示范風(fēng)電場獲得國家發(fā)改委的核準(zhǔn)。2011年底，一期100MW投產(chǎn)發(fā)電。2012年11月，二期50MW（20臺金風(fēng)2.5MW風(fēng)機(jī)投產(chǎn)發(fā)電。2013年，在上述兩個風(fēng)電場的基礎(chǔ)上，各擴(kuò)建的50MW完成發(fā)電。七、海上風(fēng)電的幾個問題

我國海上風(fēng)電開發(fā)的這些嘗試為進(jìn)一步發(fā)展開發(fā)了一些適合我國的風(fēng)電工程技術(shù)，積累了一定的經(jīng)驗，取得了大量第一手資料，為下一步更大規(guī)模發(fā)展打下基礎(chǔ)。

機(jī)組故障率高，維修工作量大

國內(nèi)嘗試建造的海上風(fēng)電項目，使用國產(chǎn)機(jī)組大多為陸上機(jī)組經(jīng)適應(yīng)海上環(huán)境改造而成，機(jī)組運(yùn)行試驗周期短，沒有很好的試驗和論證，使用的風(fēng)機(jī)而復(fù)雜惡劣的海上環(huán)境，故障率居高不下。在風(fēng)機(jī)質(zhì)保期內(nèi)，廠商采取人海戰(zhàn)術(shù)，配置了龐大維護(hù)人員，及時處理故障，維持合同約定的風(fēng)機(jī)可利用率。而出質(zhì)保后，運(yùn)行商如沒有相應(yīng)規(guī)模的運(yùn)維技術(shù)力量投入，可利用率會明顯降低。我國目前海上風(fēng)電開發(fā)的主場，主要布置在江蘇沿海，而江蘇沿海寬闊的灘涂及淺水海床，運(yùn)維作業(yè)受潮汐影響明顯，既有臺風(fēng)等惡劣工況，還存在較多的江淮氣旋大風(fēng)，團(tuán)霧、雷雨天氣，又有大幅淺灘，潮間帶各潮汐影響明顯，通達(dá)困難，交通設(shè)備選擇困難，海上維護(hù)作業(yè)有效時間短，安全風(fēng)險大。2011年3萬項目風(fēng)機(jī)與陸上GE風(fēng)機(jī)故障率對比2012年3萬項目風(fēng)機(jī)與陸上GE風(fēng)機(jī)故障率對比故障原因分析與陸上105臺GE風(fēng)機(jī)相比較，1～5月份，3萬試驗項目風(fēng)機(jī)單臺平均故障次數(shù)相對平穩(wěn)，是陸上風(fēng)機(jī)的2.6倍；6月份起，隨著氣溫的升高，變頻器、散熱系統(tǒng)等故障頻繁發(fā)生，單臺平均故障次數(shù)激增至陸上風(fēng)機(jī)的約20倍；11月以后，氣溫降低，故障率有所下降。表面上看，故障率受氣溫的影響；深層次上則反映了海上防腐與散熱之間的不易調(diào)和的矛盾。可以說，陸、海風(fēng)機(jī)的設(shè)計差異和風(fēng)機(jī)技術(shù)的不成熟，是3萬試驗項目風(fēng)機(jī)故障頻發(fā)的主要原因。大型維修裝備缺乏潮間帶風(fēng)電場海域特殊的海洋水文工況，大型設(shè)備更換需要使用專用淺吃水甲板駁船，潮間帶風(fēng)電開發(fā)量太少，難于供養(yǎng)大型潮間帶專用船舶，如潮間帶風(fēng)電開發(fā)結(jié)束后專用船舶改造用于普通水上施工，潮間帶風(fēng)電場大型檢修時將無海上專用船舶可用。風(fēng)電場處于特殊海洋工況，防腐問題突出

海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用鋼結(jié)構(gòu)，鹽霧腐蝕、海洋附著生物等海洋因素對基礎(chǔ)、設(shè)備防腐要求較高，防腐工作專業(yè)性強(qiáng)，工作量大。而潮間帶海域工況特殊，風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)主要處于潮差區(qū)與浪濺區(qū)，且有大量海洋附著生物，防腐困難。被海洋生物覆蓋的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)海上風(fēng)電場運(yùn)維主要費(fèi)用

與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場的運(yùn)維管理費(fèi)用具有以下特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)人員和管理人員的工資支出較大。

（2）因為海上鹽霧的腐蝕作用，電氣元器件易發(fā)生損壞，所以備品配件費(fèi)會相對多些。

（3）交通工具(維修船、直升機(jī))及其所發(fā)生的交通費(fèi)、海上風(fēng)電機(jī)組大部件更換所使用的起重船吊裝運(yùn)輸費(fèi)。海上風(fēng)電場的運(yùn)維費(fèi)用中，第(3)項是主體。其中因為風(fēng)電機(jī)組中各類零部件產(chǎn)生的小問題導(dǎo)致維修成本，占相當(dāng)大的比重。風(fēng)電場離岸越遠(yuǎn)，運(yùn)行和維護(hù)成本會加大。

（1）受海上交通不便和天氣多變的影響，風(fēng)電機(jī)組日常巡檢和保養(yǎng)需要出動工程船(維護(hù)船)進(jìn)行，交通運(yùn)輸成本大大增加。

（2）海上風(fēng)電機(jī)組受鹽霧腐蝕、臺風(fēng)、海浪等惡劣自然環(huán)境的影響，螺栓、電氣元件等易損件失效加快，機(jī)械和電氣系統(tǒng)故障率大幅上升，檢修維護(hù)的頻次加快，更增大了風(fēng)電機(jī)組維護(hù)的支出。（3）當(dāng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)、齒輪箱、葉片等大型部件發(fā)生故障，需要動用大型浮吊船完成拆裝更換。

十二五計劃難以完成海上風(fēng)電出電價

八、海上風(fēng)電的挑戰(zhàn)

1）海上風(fēng)力資源

2）海上風(fēng)電設(shè)備

3）海上風(fēng)電工程施工

4）海上風(fēng)電場電力送出

5）海上風(fēng)電場運(yùn)行維6）惡劣海況、臺風(fēng)等自然災(zāi)害

風(fēng)電設(shè)備2、中國海上機(jī)型及生產(chǎn)廠家批產(chǎn)機(jī)型

實現(xiàn)批量生產(chǎn)的有2個廠家，3種機(jī)型。西門子（SWT-2.3-101，運(yùn)行433臺）2.3MW機(jī)型（SWT-3.6-120，運(yùn)行315臺）3.6MW機(jī)型華銳風(fēng)電（SL3000系列，運(yùn)行36臺）3MW機(jī)型147近期可批產(chǎn)機(jī)型近期可批產(chǎn)的機(jī)型有4個廠家的4種機(jī)型。金風(fēng)科技（GW2500系列，運(yùn)行1臺）2.5MW機(jī)型Vestas（V112-3MW，無海上運(yùn)行業(yè)績）3MW機(jī)型上海電氣（W3600-116，運(yùn)行1臺）3.6MW機(jī)型GE（GE2.75-103，同款陸上機(jī)型運(yùn)行450臺，該機(jī)型在國內(nèi)將改裝成海上機(jī)組推向市場）2.75MW機(jī)型148樣機(jī)下線機(jī)型已經(jīng)下線的海上大兆瓦機(jī)組有6種機(jī)型，涉及5個廠家。華銳風(fēng)電（SL5000系列，下線1臺）5MW機(jī)型（SL6000系列，下線1臺）6MW機(jī)型金風(fēng)科技（GW115/3000，下線1臺）3MW機(jī)型重慶海裝（H127-5000，下線1臺）5MW機(jī)型湘電股份（XE5000系列，安裝2臺）5MW機(jī)型明陽風(fēng)電（SCD2.75系列，安裝1臺）2.75MW機(jī)型149正在開發(fā)的機(jī)型處于開發(fā)階段的海上大兆瓦機(jī)型有11個，涉及10個廠家。金風(fēng)科技（GW126/6000）6MW機(jī)型Vestas（V164-7MW）7MW機(jī)型東方汽輪機(jī)（FD140A-5.5MW）5.5MW機(jī)型遠(yuǎn)景能源（E128-3600）3.6MW機(jī)型GE（GE4.1-113）4.1MW機(jī)型上海電氣（W5000-132）5MW機(jī)型湘電股份（XE3000）3MW機(jī)型明陽風(fēng)電（SCD-6MW）6MW機(jī)型三一電氣（SE130-6.0MW）6MW機(jī)型運(yùn)達(dá)風(fēng)能（WD-5000）5MW機(jī)型150

從圖可以看出，海上風(fēng)電機(jī)組技術(shù)難度較大，大多數(shù)廠家開展研發(fā)的時間不長，經(jīng)驗不足，多數(shù)機(jī)型處于樣機(jī)研發(fā)和試制階段，已有批量運(yùn)行業(yè)績的只有西門子和華銳風(fēng)電兩個廠家的三個機(jī)型，并且華銳機(jī)組的運(yùn)行時間短，機(jī)組穩(wěn)定性有待提高。

圖2海上大兆瓦風(fēng)電機(jī)組總體進(jìn)展情況統(tǒng)計各種海上機(jī)型開發(fā)進(jìn)展情況151

發(fā)展中的海上機(jī)型

制造廠金風(fēng)科技華銳科技上海電氣聯(lián)合動力廣東明陽重慶海裝三一電氣容量（MW）2.53.02.03.03.02.02.03.03.6(研發(fā)中)6.05.05.06.05.03.0臺風(fēng)等自然災(zāi)害