海上与陆地风机发载荷工况的对比

海上与陆地风机发电机组设计载荷工况的分析对比

邓英温和旭姚兴佳衣传宝王建国

沈阳工业大学风能技术研究所 110023 沈阳辽宁

摘要文章从兆瓦级风力发电机的结构特点和应用范围角度上，给出了海上和陆地风力发电机组主要特点和区别，特别是较详细的给出了海上风力发电机组四种工况41个条件下的载荷工况，与陆地风力发电机组IEC规定的载荷工况进行对比，得到机组设计中正常工况载荷、极端工况载荷、特殊工况载荷及安装运输工况载荷的主要特性，海上和陆上风机的载荷工况特点；特别是提出了设计中应当注意的几个问题，在进行技术设计时，首先是机组安全设计，然后是可靠性和使用寿命设计，最终达到海上风力发电机组可靠稳定运行。

1、概述

随着陆地风力发电技术的的日益成熟，陆地上的有限风能相继开发，人们又想到了海上丰富风能资源，考虑建设海上风电场。海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，但海上风电场与电网联接的成本比陆地风电场要高。综合上述两个因素，海上风电场的成本和陆地风电场基本相同。这样一股建设海上风电场的的热潮在世界范围掀起，海上风力发电机的组成为业内关注的焦点，它与陆地风力发电机组的区别主要体现在地基建设的难度高，机组各部件载荷比陆地机组强度大，安全设计采用特殊安全等级。从外部特征上表现在不同之处如下：（1）、电网连接

国外好多海上风电场电网没有直接并网，而是采用AC(交流输电线)方式并入该地区的输电系统。但有些风电场如瑞典、挪威和德国的其联网方式采用直流方式，输电方式采用高压直流输电。

（2）、敷设海底电缆

海上风电场通过敷设海底电缆与主电网并联，为了降低捕鱼工具、锚等对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起来。如果底部条件允许，可用水冲海床(使用高压喷水)，然后使电缆置入海床而不是将电缆掘进或投入海床，这样做的方法最好。

（3）、联结电压

对于120-150兆瓦容量的风电场与30～33千伏的电压等级相联时，每个风电场中，会有一个30～150千伏变电站的平台和相应的辅助设备。与大陆的联结采用150千伏电压等级。

（4）、远程监控

海上风电场远程监控要比陆地远程监控更重要一些，海上风电场的工作人员难于跑到现场观测机组，采用远程智能监控更利于运行管理。（5）、定期检修

在天气条件比较恶劣的情况下，维修人员很难接近风机，风机得不到正常检修和维护，就会存在安全隐患。所以，确保海上风机高可靠性显得尤其重要。对于一些偏远的海上风电场，应合理设计风机的定期检修程序。

（6）、实验运行

为了保证机组的可靠性，海上风力发电机组必须通过实验运行，来验

证机组的可靠性。

上述这些仅仅是海上风机外部的特点，海上风电机组设计载荷工况则完全体现了与陆地机组的运行环境的不同特点。

2、陆地风力发电机组设计载荷工况

根据IEC标准参考文献[1]，陆上风力发电机组的设计规定载荷工况条件分成几种情况，包括正常载荷工况、极端载荷工况、特殊载荷工况（停机和故障状态）及运输载荷工况。

发电工况（DLC1.1~1.9）：风力发电机处于运行状态，并有电负载。设定设定的风力发电机组构形应考虑风轮不平衡的影响。在设计计算中应考虑风轮制造所规定的最大质量和气动不平衡限制此外，在运行载荷分析中，应考虑实际运行同理论上最佳运行工况的偏差，如偏航角度误系统跟踪误差。在计算中应假设各种情况的最不利组合，如风向改变与典型偏航角度误差组合（DLCI . 8 ) 与电气接头损坏组合（DLCI . 5 ）。

设计载荷情况（DLC1. 1 ~1 . 2 ）包含由大气湍流引起的载荷要求DLC1 . 3 和1 . 6 ~1 . 9 规定了作为风力发电机组寿命评定的可能临界事件的瞬态情况。在DLC1.4和 1 . 5 中，考虑了由于外部故障和电气接头损坏引起的瞬变事件。

发电和产生故障（DLC2 . 1 ~ 2 . 3 ) 控制和保护系统的任何故障，或电气系统的内部故障（如发电机短路），对风力发电机组负载有明显影响，应假设它们在发电期间有可能发生。对于DLC2 .1 ，控制系统出现的故障属正常事件。对于DLC2 . 2 ，保护系统或内部电气系

统出现的故障为罕见事件，如果某一故障没引起立刻停机和随后的负载可导致结构产生明显疲劳损伤，则应在DLC2. 3中定义这种工况持续的事件。

启动（DLC3 . l~3 .3 ）这种设计工况包括从任一静止位置或空转状态，到发电过渡期间对风力发电机组产生载荷的所有事件。

正常关机（DLC4.1~ 4.2 ）此设计工况包括从发电工况到静止或空转状态的正常过渡期间对风力发电机组产生载荷事件。

应急关机（DLCS . l ）由于应急关机引起的载荷。

停机（静止或空转）( DLC6.1~ 6 .2 ）停机后的风力机风轮可能处于静止或空转状态，采用极端风况对其进行设计。如果某些零部件产生明显疲劳损伤（如由于空转叶片重量引起的），还应考虑在每个适当风速下所预期的不发电小时数。电网损坏对停机后的风力机影响.

停机和故障状态（DLC7 . 1 ）当电网或风力发电机故障引起停机后的风力发电机组正常特性变化时，应要求对其进行分析，在停机工况中，如果风力发电机组正常特性变化是由任一非电网损坏故障引起时，应作为工况考核之列。故障状态应当同极端风速模型（EWM ）及一年重复周期相组合。

运输、组装、维护和修理（DLC8.1 ) 制造商应规定风力发电机组运输、组装、维护和修理所假定的所有风况和设计工况。如果它们对风力发电机系统产生显著载荷，则在设计中应考虑最大允许风况。载荷计算应考虑以上设计载荷情况，也应考虑由风力发电机组自身（尾流诱导速度、塔影效应等）引起的空气流场扰动；三维气流对叶片气动

特性的影响（如三维失速和叶尖气动损失）; 非定常空气气动力学效应；结构动力学和振动模态的藕合；气动弹性效应。

3、海上风力发电机组设计的载荷工况

与陆上风电机组相同，海上风力发电机组也是正常载荷工况、极端载荷工况、特殊载荷工况及运输载荷工况，所不同之处在于，在陆地风机载荷工况基础上多加了海上特定的海波工况载荷[5]。

3.1正常载荷工况

如表一定义如下：N1.0与陆上风机具有相同的定义，载荷等于海波载荷与风载荷之和；N1.1、N1.2、N 1.3、N1.4、N1.5为运行工况发生变化时，加上海波载荷突减的情况。N2.0正常启动时的风载荷加海波载荷的情况，N2.1阵风启动时，海波载荷突减的情况。特别是规定了机组正常运行温度发生变化时的海波载荷突减的工况。

表一海上风机与陆地风机正常载荷工况对比

3.2、极端载荷工况

海上风力发电机在极端的外部条件下运行的载荷工况，定义见表二。从表中的定义可知海上风机极端载荷工况等于所有的极端风况条件再加上极端海波工况。

表二、海上风机与陆地风机极端载荷工况对比

3.3特殊载荷工况

海上风力发电机在特殊的外部条件下运行的载荷工况，定义见表三。从表中的定义可见所有的陆地风机的特殊工况条件再加上特定的海波工况。

表三、海上风机特殊载荷工况

3.4安装载荷工况

海上风力发电机在安装和运输的外部条件下的载荷工况，定义见表四，从表中的定义可见停机和静止工况条件再加上特定的海波工况或用户的定义。

4、海上和陆地风力发电机的结构设计应注意的问题

通过上述的分析对比：海上风力发电机的载荷工况受具体的外部条件和自身运行条件的共同影响，当进行机组结构设计计算时，载荷工况通常包括正常的外部条件和自身运行条件的共同影响，正常的外部条件和故障条件的共同影响，极端外部条件和自身运行条件的共同影响。外部条件和自身运行条件可以假设为能够独立的统计给出，由于极端的外部条件和故障条件的共同影响很少出现，故在设计时可忽略不计。设计时除重点考虑极端载荷工况E1.0、E1.1、E1.2、E2.0、E2.1和S1.1~S1.4作设计计算输入外，还特别需要分析计算突减海波载荷对机组整体性能的影响。如温度对载荷工况的影响，文献[6]规定安全系数γF选1.5，可见特定的海波工况，与陆地相比有极大的不同。尤其是机组的疲劳载荷，设计结构时应重点考虑，还应根据机组海波载荷变化引起的载荷突增和突减的情况，进行计算对比和设计对比，保证机组的可靠性及使用寿命基础上，寻求最优结构设计。

参考文献：

[1]JB/T 10300-2001 风力发电机组设计要求风力机械标准汇编中国标准局出版社 2006

[2] Engineering Sciences Data Unit (ESDU): Wind Engineering, Vol. 1, London, 1994

[3] American Petroleum Institute (API): Recommended Practice for Design and Construction of Fixed Offshore，Platforms, PR 2A, Chapter 2.3.6: Earthquake, Washington, 1987

[4] European Wind Turbine Standards, Load Spectra For Wind Turbine Design, JOULE II (JOU2-CT93-0387)，Project results, European Commission EUR 16898 EN

[5] Sarpkaya, T. and I. Isaacson. Mechanics of wave forces on offshore structures. Van Nostrand Reinhold Company Inc., 1981. ECN-C–04-042 23 Wave loads on offshore wind turbines

[6] ] J.M. Peeringa.Wave loads on offshore wind

turbines .ECN-C–04-042.April 2004

风力发电机组载荷计算

北京鉴衡认证中心 风力发电机组载荷计算 北京鉴衡认证中心 发言人：韩炜 2008-4-14 w w w .s i m o s o l a r .c o m

北京鉴衡认证中心 内容概要 1. 风力发电机组载荷计算目的 2. 风力发电机组载荷特点 3. 风力发电机组载荷计算 w w w .s i m o s o l a r .c o m

北京鉴衡认证中心 风力发电机组载荷计算目的 ? 对于设计：提供强度分析载荷依据，确保各部 件承载在设计极限内；优化运行载荷，提高机 组可靠性。 ? 对于认证：确保载荷计算应用了适当的方法， 工况假定全面且符合标准要求，结果真实可靠。w w w .s i m o s o l a r .c o m

北京鉴衡认证中心 风力发电机组载荷特点 ? 风 ? 空气动力学 ? 叶片动力学 ? 控制 ? 传动系统动力学 ? 电力系统 ? 塔架动力学 ? 基础 w w w .s i m o s o l a r .c o m

风力发电机组载荷计算标准 ? 陆上风机：GB18451.1（2001）；IEC61400-1（1999， 2005）；GL Guideline2003；… ? 海上风机：IEC61400-3；GL Guideline (Offshore) 2005? DNV- OS-J101 … 风力发电机组载荷计算 w w w. s i m o s o l a r.c o m 北京鉴衡认证中心

北京鉴衡认证中心 风力发电机组设计等级 （IEC61400-1：1999） 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ S V ref [m/s] 50 42.5 37.5 30 V ave [m/s] 10 8.5 7.5 6 A I 15 [-] 0.18 0.18 0.18 0.18 a [-] 2 2 2 2 B I 15 [-] 0.16 0.16 0.16 0.16 a [-] 3 3 3 3 由设计 者规定 各参数 注： V ref ：轮毂处参考风速 V ave ：轮毂处平均风速 I 15：风速15m/s时的湍流强度 a: 斜度参数 风力发电机组载荷计算 w w w .s i m o s o l a r .c o m

海上风机发展

海上风机未来发展的重心--大功率海上风机 具体到我国来说，“十二五”期间，我国建立了大功率风电机组整机设计制造技术体系，3～6兆瓦的海上风电机组实现示范应用，大型风电场运行管理等关键技术开始实际应用。 据有关人士介绍，上海电气(601727)已于去年成功引进西门子6兆瓦海上风机机型，湘电风能也开始推广其5兆瓦风机，而陆上风电市场的龙头企业金风科技(002202)也已拥有6兆瓦样机。记者近日从国家能源局官网获悉，国家能源局印发的《能源技术创新“十三五规划”》(以下简称《规划》)提出，“十三五”期间，我国将实现5～6兆瓦等级大型海上智能风电机组应用推广，降低海上风电场的度电成本，实现大型海上风电机组安装规范化和机组运维智能化。 正因如此，此次《规划》就提出，“十三五”期间，我国将完善高可靠性低度电成本海上风电机组整体优化设计技术，应用推广大型海上风电机组的基础工程设计和建造技术，以及大型海上风电场的智能化监控运行维护技术。 在全球范围内，海上风机正朝着更大容量发展。这一趋势近年来在欧洲格外明显。实际上，我国也正朝着研制大功率海上风机方向迈进。湘电风能2015年底中标福建中闽能源福建莆田平海湾50兆瓦海上风电项目，该项目是国内乃至亚洲第一个采用5兆瓦机型的商业化海上风电项目，同时也是全球第一个采用5兆瓦直驱永磁风机的商业化海上风电项目。 此外，突破8兆瓦及以上高可靠性海上风机的关键技术已经被列入中国电机工程学会编制的《“十三五”电力科技重大技术方向研究报告》。按照规划，到2020年我国将具备8兆瓦及以上大型海上风机制造能力，同时突破海上风电施工建设、并网运行关键技术，建成海上风电场全景监视及综合控制系统，在海上风电场施工建设水平、运维检测等方面将赶超欧美先进水平。 据中国气象局测绘计算，我国近海水深5米到25米范围内50米高度风电可装机容量约2亿千瓦；5米到50米水深70米高度风电可装机容量约为5亿千瓦。虽然目前我国仅占全球海上风电8.4%的市场份额，但我国海上风电的发展潜力非常巨大。 首个国家海上风电示范工程——上海东海大桥海上风电场在建设之初，面临着技术、设备、标准等空白。国外风电巨头的技术垄断和价格封锁、海上恶劣的自然环境、我国沿海地区独特的淤泥地质和台风天气等都给这一项目带来了重重困难。在这种情况下，国内整机商和上海勘探设计研究院等科研机构及施工机构紧密协作实现了项目的成功建设，可以说为我国风电产业积累了海上风电安装制造、整机开发、风电运维等多方面的宝贵经验。 不可否认，我国海上风电仍处于起步阶段。与陆上风电相比，海上风电发展更多面临产业自身技术层面的问题，包括机组技术、施工技术、输电技术、运维技术等方面都无法满足海上风电发展的需要。

IEC614003海上风力机设计要求

IEC 61400-3 风力机－ 第三部分：海上风力机设计要求 1概述 IEC 61400的这一部分的要求是评估海上风力机场地的外部条件和联合IEC 61400-1一起指定确保海上风力机工程完整性的基本设计要求。其目的是提供适当的水平保护风力机在计划使用期那不受任何危险的伤害。 这个标准主要关注海上风力机的结构部件的工程完整性，也考虑到子系统例如控制和保护机制，内部电力系统和机械系统。 2主要元素 概述 以下条款中给定了确保海上风力机的结构、机械、电力和保护系统的安全的工程和技术要求。这个要求规范应用于海上风力机的设计、制造、安装和操作和维护手册以及相关质量管理程序，另外也考虑到按照在海上风力机的安装、运行和维护过程中使用的各种惯例制定安全程序。 设计方法

海上风力机设计过程 安全分类 普通安全类型：应用于故障结果威胁到人员伤害或其他社会或经济结果。 特殊安全类型：应用于安全要求由当地规则决定和/或安全要求由制造商 和客户共同决定。 质量保证 推荐设计系统遵守ISO 9001的要求。

转子－机舱装配标记 以下信息必须显著的标识在转子－机舱装配排上： ●制造商和国家 ●模拟和连续号码 ●生产年份 ●参考风速 ●轮毂高度运行风速范围 ●运行环境温度范围 ●IEC风力机分类 ●风力机终端额定电压 ●风力机终端频率或在标称值上的变化大于2％时的频率范围。 3外部条件 概述 海上风力机的环境和电网条件可能影响它们的载荷、耐久和运行。为了确保适当的安全和可靠性级别，环境、电网和土壤参数将被考虑到设计中并明白的规定在设计文件里。 环境条件被细分为风力条件、海洋条件（海浪、洋流、水深、海水结冰、海洋植物、海底运动和冲刷）和其它环境条件。电力条件涉及电网条件。 外部条件在细分为普通和极端外部条件。普通外部条件通常涉及周期性结构载荷条件，极端条件表现为罕见的极端设计条件。设计载荷情况将包括潜在的危机联合这些风力机运行模型和其它设计工况的极端条件。 风力机分类 对于海上风力机定义风力机分类依照风速和湍流参数保留适当的设计转子－机舱装配。 更进一步的分类，S类，被定义为使用设计者和/或客户要求的特殊风力或其它外部条件或特殊安全分类。 设计使用寿命至少为20年。

全球十大风机制造商情况介绍

全球十大风机制造商情况介绍 根据全球风能理事会(GWEC)统计数据，在经济萧条的大背景下，2009年全球风力发电能力仍然增长了31%，总装机容量也增加了3.75万兆瓦，达到15.79万兆瓦。其中，中国2009年的新装机量更是超过了美国，以1.3万兆瓦的总量排名全球第一。风力发电在提倡能源清洁化的今天，正逐步成为电力行业中不可或缺的一员。作为风力发电重要的设备之一，风力发电机的重要性不言而喻。全球目前有哪些主要风机制造商，他们各自的发展和运营情况又如何?本期跨国经营版选择了全球10家主要风机制造企业，为您一一介绍。https://www.sodocs.net/doc/4e5892960.html, 中国风电材料设备网 一、风机制造领头羊维斯塔斯(Vestas)cnwpem·cn 提及风机制造，维斯塔斯是一个很难被绕开的名字。来自丹麦的风电设备巨头以大约20%的市场份额牢牢占据了全球第一大风机制造商的位置。https://www.sodocs.net/doc/4e5892960.html, 维斯塔斯的历史，最早可以追溯到1898年。这一年，

年仅22岁的铁匠汉森(H.S. Hansen)来到风力资源丰富的丹麦海滨小镇Lem，开办了自己的第一家工坊。其后的几十年间，这间小小的工坊逐渐发展为一家私人有限公司。1945年，铁匠汉森之子彼得·汉森与9位同事合力创办了西日德兰钢铁技术公司，此后不久，这家公司即更名为今天的维斯塔斯(Vestas)。创建伊始，公司产品不过是搅拌器一类的家庭厨房用品。1971年，维斯塔斯聘用了一位工程师Bringer Madsen，开始尝试制造风力发电机。风机被设计为打蛋器的形状，不过，后来证明这种风机无法生产持续而有价值的电力。与此同时，在丹麦的另一座小镇上，两名铁匠也在研究风力发电机。他们找到维斯塔斯，并最终与该公司合作，制造出类似现代所用的三叶风机。https://www.sodocs.net/doc/4e5892960.html, 1979年，维斯塔斯出售并安装了第一台风力发电机。这台机器的转子长10米，发电能力为30千瓦。由此，维斯塔斯正式踏上了风机制造之路。1985年，维斯塔斯成功研发世界第一台变桨距风机，使得风机叶片可以根据风况时刻微调叶片的角度，从而大大提升风机的发电量。这一特性很快成为维斯塔斯的卖点。然而，一年之后，维斯塔斯却经历了一

风机的风载荷的计算

第6章 结构荷载 本项目分析内容包括结构的强度和屈曲分析、单工况动力分析和动力耦合分析。因此，结构分析荷载分为静荷载和动荷载。静荷载包括风机运转荷载、风、浪、流和冰荷载；动荷载包括风机运转荷载、风、浪、流、冰和地震荷载。 6.1 强度与屈曲分析荷载 6.1.1 风机运行荷载 风力发电机组运行时，其叶片上的风荷载和风机偏航引起的荷载通过结构和传动机构作用在塔架顶端，因此，DnV 规范规定，海上风电机组基础结构设计应考虑风电机组的荷载。这部分荷载包括：风轮上的静风压引起的荷载、湍流和尾流引起的荷载、风力发电机偏航引起的荷载和风力发电机组的重力荷载等。中华人民共和国机械工业部标准（JB/T10300-2001）对风力发电机组的荷载计算做出了具体的规定： 6.1.1.1 正常运行荷载 1、风轮上的气动荷载 (1) 作用在风轮上的平均压力 作用在风轮扫掠面积A 上的平均压力H p 由下式计算： 2H FB 1 2 r p C V ρ= （6.1.1） 式中：C FB =8/9； ρ——空气密度； V r ——额定风速。 代入系数值并经量纲转换后得： 2 H 1800 r V p =（kN/m 2） （6.1.2）

式中：V r 的量纲为m/s 。 (2) 作用在塔架顶部的力为： XH H F p A = （6.1.3） (3) 湍流、风斜流和塔尾流的影响 利用气动力距风轮中心的偏心距e w 来考虑湍流以及风斜流和塔尾流的影响： 2 2w r wR e V = （6.1.4） 式中：R ——风轮半径； w ——任一方向风的极端风梯度，取w =0.25 m s m 或风速梯度的1.5 倍（二值中取较小值）。由于此偏心距而产生最大附加力矩为： YH H w M p Ae = （6.1.5） 或 ZH H w M p Ae = （6.1.6） (4) 扭矩XH M 由最大输出功率P e1 确定： e1 XH P M ωη = （6.1.7） 式中：ω——风轮转动角速度； η——发电机和增速器的总效率系数。 若无输出功率或总效率系数实际值时，则可假定单位风轮扫掠面积的输出功率为500W/m 2及总效率系数η=0.7。 将η=0.7 及P e1（kW ）代入得： e1 XH 14 P M n = （6.1.8） 式中：n ——风轮转速，r/min 。 6.1.1.2 风机偏航载荷 风机偏航运动时，由于陀螺效应，偏航运转将引起作用在塔架顶部的陀螺力，这就是偏航荷载，对于偏航运动的不同阶段，该荷载分为启动荷载和匀速转动荷载。

海上风机发展趋势分析

海上风机发展趋势分析 1海上风电机组的发展历程 在90 年代， Bonus 的 450kW和 Vestas 的 500kW、 550kW、 600kW风电机组曾经在早期的 近海风电场应用， 2000 年以后就没有安装过 2MW以下的海上风电机组。 2001 年以后， Vestas 公司的 2MW和 3MW双馈式海上风电机组在欧洲海上风电场大批量应用，是经受住考验的成熟机型。 Vestas 公司的海上风电机组装机容量约占全球海上风电机组的 35% 左右；同样，西门子公司的 2.3MW和 3.6MW（高速齿轮箱 +异步感应式发电机 +全功率变流器）海 上风电机组也连续十一年在海上风电场大批量应用，是经受住考验的成熟机型，也是目前海上 风电场的主流机型。西门子公司的海上风电机组装机容量约占全球海上风电机组的50%以上。 2008 年以后，德国Repower 公司研制的5MW双馈式异步风电机组已经成功应用于海上风电场， 是传统双馈式风电机组大型化的典范。目前在爱尔兰、比利时和德国海上风电场安装运行。 该机组风轮直径126 米，轮毂高度120 米，额定功率5MW,已经安装使用39 台。在其基础上扩容 的REpower 6M也已经安装了 3 台。 近年来，德国BARD公司推出了5MW海上风电机组，风轮直径122 米，机舱部分重达425叶片长度为60 米， 28.5 吨。由德国Areodyn 公司设计，属于双馈式风电机组大型化的又一个范例。轮毂重量( 包括轴承座和其他附加设备) 70吨。机舱(包括发电机，但不包括叶片和轮毂280 吨。吨，) 德国Multibrid BARD 公司 半直驱型 5MW海上风电机组已经在海上风电场安装18 台，共 5MW风电机组也已在海上风电场投入运行，安装数量超 过 90MW；法 - 德合资的Areva 10 台。该机组额定功率: 5 MW；风轮直径 :116m。机组采用集成化设计：将风力机的主轴、齿轮箱、高速轴和发电机集成在一 起，以减少重量，从而降低成本。传动链为：风轮+单级齿轮箱（ 1：9.92)+ 多级永磁发电机。系统采用折中方案，兼顾了双馈式风电机组和直驱式风电机组的优点，折中考虑了性能与价格的关系。 此外， 2003 年 GEwind 公司的 3.6MW双馈式海上风电机组也已在海上风电场投入运行，安装数量 7 台；芬兰 Winwind 公司生产的 3MW半直驱海上风电机组也于 2009 年在海上风电场投入运行，安装数量10 台。但是后来这两个产品都没有继续进入海上风电场，说明它们的性能还不能适应海上风电 场的恶劣环境。 2010 年以后，中国华锐公司生产的3MW半直驱海上风电机组也已在海上风电场投入运行，目前 在海上风电场的安装数量超过50 台。 2011 年，中国上海电气风能公司生产的 3.6 MW 海上风电机组也有一台在海上风电场投入运行， 效果良好。 表1、各国海上风电机组在市场中的累计装机容量及所占比例 国家英国丹麦荷兰中国德国比利时瑞典爱尔兰挪威葡萄 牙 累计装2107.6 835.85246.8209.9198.3195163.6525.2 2.32机容量 （MW） 比例 52.8720.97 6.19 5.27 4.97 4.89 4.110.630.060.05（%） 表 2、各种 2MW以上海上风电机组在市场中的比例 序号产品型号2011 年安装容量2011 年市场份额2011 年累计安2011 年底累计市 （ MW）(%) 装容量 (MW)场份额1西门子 2.3MW48.310.28814.220.42

海上风力发电机组认证规范

海上风力发电机组认证规范 中国船级社 2012年8月

目 录 第1章 总 则 (1) 第1节 一般规定 (1) 第2节 认证 (2) 第3节运行和维护监控 (3) 第2章 环境与载荷 (4) 第1节 一般规定 (4) 第2节 外部条件 (6) 第3节 设计载荷 (18) 第3章 材料与制造 (39) 第1节 一般规定 (39) 第2节 结构用钢 (41) 第3节 制造与焊接 (43) 第4章 强度分析 (51) 第1节一般规定 (51) 第2节应力计算 (51) 第3节金属材料 (53) 第4节混凝土和灌浆材料 (60) 第5节纤维增强塑料和粘接 (64) 第6节木材 (71) 第5章 结 构 (72) 第1节一般规定 (72) 第2节风轮叶片 (73) 第3节机械结构 (77) 第4节机舱罩和整流罩 (77) 第5节连接 (80) 第6节支撑结构 (88) 第7节基础和地基 (115)

第6章 机械部件 (125) 第1节 一般规定 (125) 第2节 变桨系统 (126) 第3节 轴 承 (128) 第4节 齿轮箱 (130) 第5节 机械制动和锁定装置 (136) 第6节 联轴器 (138) 第7节 弹性支撑 (139) 第8节 偏航系统 (140) 第9节 液压系统 (142) 第10节 海上应用 (143) 第7章 电气系统 (145) 第1节 一般规定 (145) 第2节 电气系统、设备及元器件设计的一般原则 (146) 第3节 电机 (149) 第4节 变压器 (150) 第5节 电力电子变流器 (151) 第6节 中压设备 (152) 第7节 开关和保护装置 (153) 第8节 电缆和电线 (154) 第9节 备用电源 (156) 第10节 海上电网装置 (156) 第11节 并网和装置 (157) 第12节 充电设备和蓄电池 (159) 第8章 控制和安全保护系统 (161) 第1节 一般规定 (161) 第2节 控制和安全保护系统的一般原则 (163) 第3节 控制系统 (165) 第4节 安全保护系统 (166) 第5节 监控和安全处理 (168)

风机参数计算(精)

风机常识-风机知识 风机是一种用于压缩和输送气体的机械，从能量观点来看，它是把原动机的机械能量转变为气体能量的一种机械。风机分类及用途： 透平式风机--通过旋转叶片压缩输送气体的风机。 容积式风机—用改变气体容积的方法压缩及输送气体机械。 离心式风机—气流轴向驶入风机叶轮后，在离心力作用下被压缩，主要沿径向流动。 轴流式风机—气流轴向驶入旋转叶片通道，由于叶片与气体相互作用，气体被压缩后近似在园柱型表面上沿轴线方向流动。 混流式风机—气体与主轴成某一角度的方向进入旋转叶道，近似沿锥面流动。 横流式风机—气体横贯旋转叶道，而受到叶片作用升高压力。 (以绝对压力计 通风机—排气压力低于112700Pa ； 鼓风机—排气压力在112700Pa~343000Pa之间；压缩机—排气压力高于343000Pa 以上； (在标准状

低压离心通风机：全压P ≤1000Pa 中压离心通风机：全压P=1000~5000Pa 高压离心通风机：全压P=5000~30000Pa 低压轴流通风机：全压P ≤500Pa 高压轴流通风机：全压P=500~5000Pa 一般通风机全称表示方法 型式和品种组成表示方法 压力:离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）, 即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有静压、动压、全压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）, 其单位常用Pa 、KPa 、mH2O 、 mmH2O 等。 流量:单位时间内流过风机的气体容积, 又称风量。常用Q 来表示, 常用单位是;m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小时）。(有时候也用到“质量流量”即单位时间内流过风机的气体质量, 这个时候需要考虑风机进口的气体密度, 与气体成份, 当地大气压, 气体温度, 进口压力有密切影响, 需经换算才能得到习惯的“气体流量”。 转速：风机转子旋转速度。常以n 来表示、其单位用r/min(r表示转速，min 表示分钟。

海上风机发展

装机量和融资规模有望双增 欧洲地区依然是全球海上风电迅速增长的“主引擎”，2015年海上风电装机量几乎比2014年翻了一番。其中，德国海上风电装机容量新增达到228万千瓦，占全球新增规模总量的67%，有望助力其超越英国成为海上风电第一大国。 与德国相比，我国海上风电装机增长虽低于预期，但2015年海上风电装机容量新增达到36万千瓦，海上风电累计装机容量超过100万千瓦，我国成为继丹麦、英国和德国之后，全球第四个海上风电装机量突破百万千瓦大关的国家。 在装机量增长的同时，项目融资规模也相应增长。2015年，龙源海安蒋家沙项目、大唐国信江苏滨海项目，两个项目的装机量均突破300兆瓦，融资额均为8.5亿美元，融资规模相对较大。 近年来风力发电在我国电力总装机中的比重已超过7%，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。其中海上风电将凭借其诸多优势有望成为我国风电产业发展的新动力。“十三五”时期各方将合力推动海上风电实现跨越式发展，海上风电将从技术、质量、政策等方面取得显著进步，实现稳步快速推进。 大容量趋势在海上项目更突出 中国海上风电起步于2007年。当年，在渤海湾安装一台金风（GW70/1500）试验样机；2009年至2010年，龙源江苏如东潮间带32.5兆瓦试验风电场建成，共安装了8家整机商的试验样机，包括金风GW90/2500、华锐SL3000/113、联合动力UP1500-82、明阳MY1.5S-82和SCD3.0-100、上海电气W2000-93、远景EN-82/1.5、海装H93-2.0MW、三一SE9320III-S3。2010年，东海大桥102兆瓦海上风电场采用华锐SL3000/90机组，标志着中国首个真正意义上的海上风电场建成。2011年至2013年，龙源如东150兆瓦海上潮间带示范风电场建成，主要来自3家企业批量装机，包括金风GW109/2500、SiemensSWT-101-2.3、华锐SL3000/113。2014年至2015年，中国海上风电开始提速，风电机组主要来自上海电气（W3600M-116-90/80和SWT-4.0-130）、湘电（XE128-5000）和远景（EN-136/4.0）。

海上风力发电机组基础设计

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

风机选型常用计算 (1)

风机选型常用计算 风机是一种用于压缩和输送气体的机械，从能量观点来看，它是把原动机的机械能量转变为气体能量的一种机械。 风管截面积的计算： 截面积=机器总风量÷3600÷风速 风机分类及用途： 按作用原理分类 透平式风机--通过旋转叶片压缩输送气体的风机。容积式风机—用改变气体容积的方法压缩及输送气体机械。 按气流运动方向分类 离心式风机—气流轴向驶入风机叶轮后，在离心力作用下被压缩，主要沿径向流动。轴流式风机—气流轴向驶入旋转叶片通道，由于叶片与气体相互作用，气体被压缩后近似在园柱型表面上沿轴线方向流动。 混流式风机—气体与主轴成某一角度的方向进入旋转叶道，近似沿锥面流动。横流式风机—气体横贯旋转叶道，而受到叶片作用升高压力。

按生产压力的高低分类(以绝对压力计算) 通风机—排气压力低于112700Pa； 鼓风机—排气压力在112700Pa~343000Pa之间； 压缩机—排气压力高于343000Pa以上； 通风机高低压相应分类如下(在标准状态下) 低压离心通风机：全压P≤1000Pa 中压离心通风机：全压P=1000~5000Pa 高压离心通风机：全压P=5000~30000Pa 低压轴流通风机：全压P≤500Pa 高压轴流通风机：全压P=500~5000Pa 一般通风机全称表示方法 型式和品种组成表示方法 压力:离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）,即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有静压、动压、全压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）,其单位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等。

流量:单位时间内流过风机的气体容积,又称风量。常用Q来表示,常用单位是;m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小时）。(有时候也用到“质量流量”即单位时间内流过风机的气体质量,这个时候需要考虑风机进口的气体密度,与气体成份,当地大气压,气体温度,进口压力有密切影响,需经换算才能得到习惯的“气体流量”。 转速：风机转子旋转速度。常以n来表示、其单位用r/min(r表示转速，min表示分钟)。 功率：驱动风机所需要的功率。常以N来表示、其单位用Kw。 传动方式及机械效率： A型直联传动D型联轴器联接转动F型联轴器联接转动B型皮带传动

海上风机技术

Offshore Wind Turbine Technology
海上风机技术
DNV / Royal Norwegian Consulate: Technical Workshop on Offshore Wind DNV / 挪威领事馆：海上风电技术研讨会 挪威领事馆：
Dayton Griffin 20 June 2011

Offshore Turbine Technology/海上风机技术 海上风机技术
Major trends in turbine design / technology 风机设计/技术发展的主要趋势 Industry experience 行业经验 Technical risks and mitigation 技术风险和应对方案
Offshore Turbine Technology 16 June 2011 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 2

Turbine Design Trends/风机设计趋势 风机设计趋势
Turbine Size/风机尺寸 Limitations for land-based turbines/陆上风机的局限性 - Transportation logistics/运输物流 - Aerodynamic noise/气动噪声 Innovations for deepwater and remote locations/远海深水风机的创新 Constraining O&M costs/运维成本的限制 - Robust design/坚固性设计 - Remote monitoring/远程监测
Offshore Turbine Technology 16 June 2011 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 3

风机常用计算公式

风机常用计算公式 风机是一种用于压缩和输送气体的机械，从能量观点来看，它是把原动机的机械能量转变为气体能量的一种机械。 风机分类及用途： 按作用原理分类 透平式风机--通过旋转叶片压缩输送气体的风机。 容积式风机—用改变气体容积的方法压缩及输送气体机械。 按气流运动方向分类 离心式风机—气流轴向驶入风机叶轮后，在离心力作用下被压缩，主要沿径向流动。 轴流式风机—气流轴向驶入旋转叶片通道，由于叶片与气体相互作用，气体被压缩后近似在园柱型表面上沿轴线方向流动。 混流式风机—气体与主轴成某一角度的方向进入旋转叶道，近似沿锥面流动。 横流式风机—气体横贯旋转叶道，而受到叶片作用升高压力。 按生产压力的高低分类(以绝对压力计算) 通风机—排气压力低于112700Pa； 鼓风机—排气压力在112700Pa~343000Pa之间； 压缩机—排气压力高于343000Pa以上； 通风机高低压相应分类如下(在标准状态下) 低压离心通风机：全压P≤1000Pa 中压离心通风机：全压P=1000~5000Pa 高压离心通风机：全压P=5000~30000Pa 低压轴流通风机：全压P≤500Pa 高压轴流通风机：全压P=500~5000Pa 一般通风机全称表示方法

型式和品种组成表示方法 压力:离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）,即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有静压、动压、全压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）,其单位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等。 流量:单位时间内流过风机的气体容积,又称风量。常用Q来表示,常用单位是;m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小时）。(有时候也用到“质量流量”即单位时间内流过风机的气体质量,这个时候需要考虑风机进口的气体密度,与气体成份,当地大气压,气体温度,进口压力有密切 影响,需经换算才能得到习惯的“气体流量”。 转速：风机转子旋转速度。常以n来表示、其单位用r/min(r表示转速，min表示分钟)。功率：驱动风机所需要的功率。常以N来表示、其单位用Kw。 常用风机用途代号

动载荷计算概述

第 章 滚动轴承 第1节 概述 一． 构造 二． 特点 1. 摩擦力矩小且稳定，易启动。 2. 轴向宽度小，结构紧凑。 3. 能同时承受轴向力和径向力。 4. 易润滑。 5. 可消除径向间隙。 6. 批量生产成本低。 7. 对轴的材料和热处理要求低。 8. 承受冲击载荷能力差。 9. 寿命短。 10. 振动、噪声大。 11. 径向尺寸大。 12. 不能剖分。 第2节 滚动轴承的主要类型及代号 一．滚动轴承的类型 1. 按轴承构成分 2. 按轴承受力分 3. 按接触情况分 二．滚动轴承的代号 直径系列代号 1. 内圈 2. 外圈 3. 4. 混合 ηn/p 滑动摩擦特性曲线 边界 前置代号 表示轴承分部件 后置代号 表示轴承结构公差精度等 直径系列的对比

选择轴承类型时考虑的因素： 一．轴承的载荷 载荷大小、方向是决定轴承类型的重要依据 二．轴承的转速 三．安装方便性 四．轴承的调心性能 第4节滚动轴承的工作情况 一．轴承元件上的载荷分布 1 .推力轴承 设轴承受到轴向力S，则每个滚动体受力： F i=S/Z 2 向心轴承 1)力分布 2) 3.失效形式：疲劳点蚀 4.设计计算准则：保证一定的接触疲劳强度 二．向心推力轴承的派生轴向 力（附加轴向力） 1. 派生轴向力的产生 R→N i→S i→S←A 2. 轴向力对接触情况的影响 注：1)Y对应A/R>e的Y 2)e由轴承样本查取 i 固定套圈应力变化情况 接 触 应 力 接 触 应 力 N i S i A/R=tanα A/R=1.25tan A/R>1.7tanα

(N) 10 60 6 ' εh nL P C= 一．滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 1.失效形式 滚动体或内外圈滚道上的疲劳点蚀。 2.单个轴承滚动轴承的寿命： 套圈或滚动体发生疲劳扩展之前，一套圈相 对于另一套圈的转数。 3.滚动轴承的基本额定寿命 1)滚动轴承的寿命分布 2)基本额定寿命 一定条件下，一组轴承中10%的轴承发生疲 劳点蚀失效，而90%的轴承不发生疲劳点蚀失效 前的内外圈相对转数（106）或工作时数 二．滚动轴承的基本额定动载荷 1.载荷和额定寿命的关系 2.基本额定动载荷 轴承的基本额定寿命恰好为106转时， 轴承所能承受的载荷值C。 3.额定动载荷的修正 轴承工作温度与试验温度不同时应修正 额定动载荷。 C t=f t C 三．滚动轴承寿命的计算公式 1.载荷和额定寿命的关系 2.寿命计算公式 1)用转数表示的寿命公式： 2)用小时表示的寿命公式： 3)设计式： 未失效轴承数量% 轴 承 的 寿 命 （ 1 6 转 ） 100 70 50 30 10 0 12 10 8 6 4 2 载荷 额定寿命 C 10 012345678910L10(106) 额定寿命 4 3 2 C ) (106 10 转 ε ? ? ? ? ? = P C L (h) 60 106ε ? ? ? ? ? = P C n L h

风机离心风机的常识与选型(各种压效率概念计算等)

风机离心风机的常识与选型（各种压效率概念计算等） 风机类型 离心风机分类与结构离心风机（后简称风机）是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；风洞风源和气垫船的充气和推进等。 离心风机分类 主要结构部件 一些常识1、压力：离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）,即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有全压、动压、静压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）,其单位常用Pa、kPa、mH2O、mmH2O等。2、流量：单位时间内流过风机的气体容积的量,又称风量。常用Q来表示，常用单位是；m3/s、m3/min、m3/h。3、转速：风机转子旋转速度。常以n来表示，其单位用r/min。4、功率：驱动风机所需要的功率。常以N来表示，其单位用KW。关于全压、动压、静压1、气流在某一点或某一截面上的总压等于该点截面上的静压与动压之和。而风机的全压，则定义为风机出口截面上的全压

与进口截面上的全压之差，即： Pt =（Pst2 +ρ2 V2 2/ 2）-( Pst1 +ρ1 V12/2) Pst2 为风机出口静压，ρ2为风机出口密度，V2为风机出口速度 Pst1 为风机进口静压，ρ1为风机进口密度，V1为风机进口速度2、气体的动能所表征的压力称为动压，即：Pd=ρV2/23、气体的压力能所表征的压力称为静压，静压定义为全压与动压之差，即：Pst = Pt–Pd注：我们常说的机外余压指的是机组出风口处的静压和动压之和。如下图所表示管道内全压、静压和动压： 静压(Pj)由于流体分子不规则运动而撞击于器壁，垂直作用在器壁上的压力叫静压，用Pj表示，单位用毫米水柱。计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为绝对静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。大于周围大气压的静压为正值，小于周围大气压时静压为负值。例如：风道上的静压力测点是从烟风道壁面上引出的，因此，仪表盘上的风压压力计指示的仅是静压。动压（Pd）流体在管道内或风道内流动时，由于速度所产生的压力称为动压或速度压头。动压值总是正的，用Pd表示，单位用毫米水柱。全压（Pq）是指某点上静压力和动压力的代数和，即：Pq=Pd+Pj；单位也是毫米水柱。全压=静压+动压

海上风力发电机组基础设计

近海风力发电（作业） 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 1

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 -2-

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 -3-

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 -4-

中国海上风力发电发展现状以及趋势

中国海上风力发电发展现状以及趋势【摘要】：由于具有资源丰富，对人们的生产生活影响小，以及不占用耕地等优势，近几年，我国的海上风力发电得到越来越多的关注。本文就我国近海风电的行业背景、海上风电市场区域分析、国家政策、社会效益、技术支持、发展瓶颈及建议、以及未来发展趋势等几个方面进行论述。 【关键词】：海上风力发电，发展现状，发展趋势，海上风电技术，社会效益，国家政策 前言： 相对于我国陆地风能，海上风能以其资源丰富，风速稳定，对环境负面影响小，装机容量大，且不占用耕地等优势得到了众多风电开发商的青睐。 经过连续多年的高速增长，我国风电装机容量已居世界第1位。目前我国正在大力推动海上风电发展，将从以陆上风电开发为主向陆上和海上风电全面开发转变，目标是成为海上风电大国。近年来，政府相关部门多次出台技术和管理政策，大力推动我国海上风电开发进程。 1、行业背景： 我国近海风能资源丰富。拥有18,000多公里长的大陆海岸线，可利用海域面积多达300多万平方公里，是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。据统计，我国可开发利用的风能资源初步估算约为10亿kW，其中，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW]。 目前我国已经成功并网发电的海上风电项目有：东海大桥海上风电示范项目，响水潮间带实验项目，龙源如东潮间带风电场项目，华能荣成海上风电项目等。另外有南港海上风电项目，江苏大丰200MW海上风电项目等44个项目拟建或者在建。这意味着我国的海上风电正在高速发展着。 另外，随着海上风能的高速发展，也带动着风能产业链的高速发展。我国现有海上风机供应厂家12家，其中以明阳风能以及金风科技最为卓越，在全球最佳海上风机评选中，分别位列第二和第十，这标志着我国风机制造业已经拥有国际先进水平。 据数据分析，未来的15年内，我国风电设备市场的总利润将高达1400亿至2100亿元。巨大的利润，也必将使得我国海上风机制造业得到更加快速的发展。

海上风力发电概况

摘要 绿色能源的未来在于大型风力发电场，而大型风电场的未来在海上。本文简要叙述了全球海上风力发电的近况和一些主要国家的发展计划，并介绍了海上风电场的基础结构和吊装方法。 关键词：海上风电；风力发电机组；基础结构；吊装方法。 要旨 このページグリーンエネルギーの未来は大型風力発電場、大型風力発電の未来は海上。本文は簡単に述べた世界の海上風力発電の近況といくつかの主要国の発展計画を紹介した海上風力発電の基礎構造と架設方法。 キーワード海上風力発電、風力発電ユニット；基礎構造；架設方法。

1 引言 1.1 风力发电是近年来世界各国普遍关注的可再生能源开发项目之一，发展速度非常快。1997~2004年，全球风电装机容量平均增长率达26.1%。目前全球风电装机容量已经达到5000万千瓦左右，相当于47座标准核电站。随着风电技术逐渐由陆上延伸到海上，海上风力发电已经成为世界可再生能源发展领域的焦点。 1.2 海上风能的优点 风能资源储量大、环境污染小、不占用耕地;低风切变，低湍流强度——较低的疲劳载荷；高产出：海上风电场对噪音要求较低，可通过增加转动速度及电压来提高电能产出；海上风电场允许单机容量更大的风机，高者可达5MW—10MW 2 海上风能的利用特点 海上风况优于陆地，风流过粗糙的地表或障碍物时，风速的大小和方向都会变化，而海面粗糙度小，离岸10km的海上风速通常比沿岸陆上高约25%；海上风湍流强度小，具有稳定的主导风向，机组承受的疲劳负荷较低，使得风机寿命更长；风切变小，因而塔架可以较短；在海上开发利用风能，受噪声、景观影响、鸟类影响、电磁波干扰等问题的限制较少；海上风电场不占陆上土地，不涉及土地征用等问题，对于人口比较集中，陆地面积相对较小、濒临海洋的国家或地区较适合发展海上风电海上风能的开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物质，可减少温室效应气体的排放。 3 海上风电机组的发展 3.1 第一个发展阶段——500~600kW级样机研制 早在上世纪70年代初，一些欧洲国家就提出了利用海上风能发电的想法，到1991~1997年，丹麦、荷兰和瑞典才完成了样机的试制，通过对样机进行的试验，首次获得了海上风力发电机组的工作经验。但从经济观点来看，500~600kW级的风力发电机组和项目规模都显得太小了。因此，丹麦、荷兰等欧洲国家随之开展了新的研究和发展计划。有关部门也开始重新以严肃的态度对待海上风电场的建设工作。 3.2第二个发展阶段——第一代MW级海上商业用风力发电机组的开发 2002年，5 个新的海上风电场的建设，功率为1.5~2MW的风力发电机组向公共