海上风电机组基础结构-第五章详解
海上风机基础形式
海上风机基础形式（原创实用版）目录一、引言二、海上风力发电基础形式概述1.定义及分类2.发展背景及意义三、海上风电机组基础结构1.现今主要形式2.各类基础结构的适用情况及优缺点四、海上风电基础的发展趋势五、结论正文一、引言随着全球气候变暖和能源价格的持续上涨，发展新能源和可再生能源已成为世界各国的共同关注。
其中，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了越来越多国家的重视。
为更好地推广和应用海上风电技术，本文将对海上风力发电基础形式进行分析和探讨，以期为海上风电场的建设提供借鉴和参考。
二、海上风力发电基础形式概述1.定义及分类海上风力发电基础形式是指支撑海上风电机组的建筑物或结构物。
根据不同的分类标准，海上风电基础形式可以分为以下几类：（1）固定式基础：包括单桩、群桩等类型，主要适用于浅海区域。
（2）漂浮式基础：主要包括单体漂浮式、群体漂浮式等类型，适用于深海区域。
（3）海底固定式基础：如海底电缆、海床锚等类型，适用于深海区域。
2.发展背景及意义随着全球能源消耗的持续增长和环境污染问题日益严重，各国政府纷纷提出发展可再生能源的战略目标。
海上风力发电具有资源丰富、占地面积小、对环境影响较小等优点，成为各国政府和企业竞相发展的领域。
海上风力发电基础形式的研究和创新，对于提高海上风电场的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。
三、海上风电机组基础结构1.现今主要形式目前，海上风电机组的基础结构主要有以下几种：（1）单桩基础：单桩基础是海上风电场中最常见的一种基础形式，其结构简单，施工方便，适用于各种海况。
（2）群桩基础：群桩基础由多根桩基组成，可以提高风电机组的稳定性，适用于海况较恶劣的区域。
（3）漂浮式基础：漂浮式基础适用于深海区域，其主要特点是可以随着海浪的波动而上下浮动，以减小对海底的影响。
（4）海底固定式基础：海底固定式基础通过海底电缆、海床锚等结构将风电机组固定在海底，适用于深海区域。
2.各类基础结构的适用情况及优缺点（1）单桩基础：适用情况广泛，优点是结构简单、施工方便，缺点是对海况要求较高。
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、安装和维护教材
16
海上风力发电机的安装
• 离岸风力发电机的安装相对于岸上安装难度更高，可通过千斤顶驳船或浮吊 船完成。它们之中的选择取决于水的深度，以及起吊机的能力和驳船的载重 量。起吊机应具备提升风力发电机主要部件（如塔架、机舱、叶轮等）的能 力，其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸，确保塔架和风力发电机装配的安装。 现有的浮吊船大多不是特意为海上风力发电场的风力发电机组安装而设计制 造的。对于大型海上风力发电场，当风力发电机组超过50台时，可以通过使 用安装驳船来控制建设周期（即控制成本），以确保完成建设任务。 目前，安装过程一般分成两个部分。首先基础的安装，然后是风力发电机组 在基础上的安装。通常风力发电机组先在陆上装配完整，如先安装好塔架、 机舱和桨叶各部分，再将其运输到海上安装在支撑基础上。另外一种是把塔 架先安装在基础上，然后运输机舱、风轮到现场进行安装；如在丹麦 Middelgrunden海上风力发电场的建设过程中,首先是塔架部分的预安装并运送 至革础所在处，控制面板、配电盘和变压器在运输和升降过程中被置于塔架 的底部。 所有的安装工作受限于天气条件，不可避免地会遇到天气不理想或不能开工 时段。将风力机运输到风大浪急的海面，即使在浪高略超过Im时，停泊维修 船都十分困难，其结果是为了很小的故障而不得不等待很长的时间（这些故 障在陆地上只需几小时就可解决）。在天气相对平静的夏季，风速和海浪高 度基本处于安全限内，选择此时安排风力发电机安装工作可以缩短工程周期。
2017/11/3
海上变电站的设计指导原则
• • • • • 一般装2台主变并以隔火墙隔离; 主变容量需根据风场容量优化; 开关设备所在区域通风良好; 隔层空间设计充分考虑海底电缆安装的需要。 紧急备用电源完全独立，在事故情况下可接近，可控制， 可靠; • 柴油机或加热器远离危险区域，适当隔离; • 紧急备用电源不受水灾，火灾或主系统事故的影响，维持 其完整性; • 持续电源及电池系统应该与紧急备用电源隔离，不受影响。
海上风电机组基础结构设计标准
海上风电机组基础结构设计标准《海上风电机组基础结构设计标准》一、适用范围本标准适用于海上风电机组基础结构的设计，包括海上桩基式塔座和浮式塔座。
二、基础结构（一）基础结构组成部分：1. 基础结构的组成部分，包括基础结构的顶部平台、基础结构的腹部、基础结构的桩体或者浮体壳体。
2. 基础结构安装的安全装置。
（二）基础结构的设计要求：1. 基础结构的设计使用年限应满足设备设施安装的要求，保护安装的设备设施不受损坏。
2. 基础结构的设计应符合国家有关规定，并考虑海洋环境的特殊要求，且考虑海洋环境中的气候、海浪强度、土质结构和岩石属性等进行设计。
3. 基础结构的设计应考虑与海洋环境的配合，使其能够抵抗海洋环境的冲击，如海浪冲击、风荷载、悬浮物等，并具备相应的生态保护功能。
4. 基础结构的设计应确保其结构平衡，结构完整，不变形。
5. 基础结构的设计应考虑机组的振动，采用合理的减振措施，控制振动的扩散，保证机组的正常运行。
6. 基础结构的设计应考虑潮汐、海浪、风荷载等荷载和环境条件，以确保机组能够正常运行。
7. 基础结构的设计应考虑设备安装的方便性和机组维护的要求，使其能够满足机组的维护要求。
三、总体设计（一）总体设计的要求：1. 总体设计时应考虑到机组的布局，包括机组与港口的距离、机组之间的距离等，确保机组能够正常运行。
2. 总体设计时应考虑机组的布局与现有工程的叠放关系，使机组的安全运行不受影响。
3. 总体设计时应考虑到机组的安全性，能够满足机组的安全要求，并预留必要的维护空间和设备安装空间，以确保机组能够顺利运行。
4. 总体设计时应考虑海洋环境的影响，确保机组能够顺利运行，并考虑海岸线环境保护的要求，防止对海洋环境造成污染。
（二）总体设计的内容：1. 基础结构的设计，包括机组的布局，配套设施的设计，以及机组配置技术要求的考虑等。
2. 机组的抗海洋环境性能设计，包括抗海浪冲击性能、抗风荷载性能、抗潮汐性能等。
海上风电机组基础结构
国内海上风电发展概况
我国海上风电发展前景
根据我国2012年8月发布的《可再生能源“十二五”规划》： 2015年中国海上风电将达到5GW，海上风电成套技术将形 成并建立完整的产业链；
2015年后将实现规模化发展，达到国际先进水平；
2020年海上风电将达到30GW。
截止到2012年8月，我国已开展前期工作和拟建的海上风电 项目约24个。
根据墙身结构的不同，可分为 沉箱基础、大直径圆筒基础和吸力式基础。
包括山东、广西和海南、江苏等省市沿海近10km宽地带，约占全国陆地可利用储量的4％。
我国上海东海大桥海上风电场项目即采用了世界首创的风电机组群桩承台基础设计。
国外海上风电发展概况
丹麦
丹麦发展海上风电也较早，全国有6%的用电来自近海风电场。1991 年丹麦在波罗的海洛兰岛西北沿海附近建成了世界上第一个海上风 电场，安装11台450kW风电机组，1995年又建成10台500kW海上风 电机组，2003年还建成了当时世界上最大的近海风电场，共安装80 台2.0MW风电机组。出于对环境的考虑，丹麦的海上风电场只关注 那些偏远的水深在5~11m之间的海域，所选的区域须在国家海洋公 园、海运路线、微波通道、军事区域等之外，距离海岸线7到40km， 使岸上的视觉影响降到最低。根据丹麦政府能源计划法案，2030年 以前丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，其中，近四分之一 的风力发电量是由海上风电供给，最近，丹麦政府提出到2050年全 部摆脱对化石能源的依赖。
瑞典于1990年安装了第一台实验性海上风电机组，离岸 《海上风电机组地基基础设计理论与工程应用 》王伟、杨敏 编著
塔身一般由空心的管状钢材制成, 设计主要考虑在各种风况下的刚性和稳性, 根据安装地点的风况、水况和风轮半径条件决定塔身的高
海上风电机组固定式基础结构设计与优化方法研究
海上风电机组固定式基础结构设计与优化方法研究近年来，随着对清洁能源需求的增加，海上风电成为了备受关注的领域。
而海上风电机组的安全稳定性很大程度上依赖于其基础结构的设计与优化。
本文将探讨海上风电机组固定式基础结构的设计与优化方法，为相关工程领域的研究和实践提供参考。
一、基础结构类型海上风电机组的基础结构主要包括浅水型和深水型两种类型。
浅水型基础结构适用于水深较浅的海域，一般采用单桩基础或者钢管桩基础。
深水型基础结构则适用于水深较深的海域，常见的有Spar浮式基础和TLP浮式基础等。
根据实际情况选择合适的基础结构类型对于风电机组的安全运行至关重要。
二、设计原则在设计海上风电机组固定式基础结构时，需要遵循以下原则：1. 承载能力：基础结构需具有足够的承载能力，能够承受风机叶片受力带来的压力和扭矩，确保整个系统的稳定性。
2. 抗风性能：基础结构的设计应考虑到不同风速下的抗风性能，采取相应的加固措施，确保在恶劣天气条件下系统不受损。
3.抗倾斜性：海上风电机组基础结构需要具备一定的抗倾斜性，能够应对海浪、水流等外部环境因素对系统的侧向冲击。
三、优化方法为了提高海上风电机组固定式基础结构的性能，需要进行优化设计。
以下是一些优化方法的探讨：1. 结构材料优化：选择适合海洋环境的高强度、耐腐蚀的结构材料，提高基础结构的承载能力和耐久性。
2. 结构形态优化：通过优化基础结构的形态设计，减小结构自重，降低施工难度，提高系统的整体性能。
3. 施工工艺优化：优化施工工艺，降低施工难度和成本，提高工程效率和安全性。
综上所述，海上风电机组固定式基础结构的设计与优化是一个综合性的工作，需要考虑到多方面因素。
只有在科学合理的设计和优化下，海上风电系统才能更好地发挥其清洁能源的作用，为可持续发展作出贡献。
一文看尽!海上风电机组固定式基础大全
今天，带大家来盘点下目前海上风电机组所使用的固定式支撑结构及地基基础。
1. 单桩基础概况：结构最简单，应用最广泛结构：由钢板卷制而成的焊接钢管组成分类：有过渡段单桩，无过渡段单桩优势：单桩基础结构简单，施工快捷，造价相对较低劣势：结构刚度小、固有频率低，受海床冲刷影响较大，且对施工设备要求较高代表工程：英国London Array海上风电场London Array单桩卷制单桩及过渡段无过渡段单桩2. 重力式基础概况：诞生最早，适用水深一般不超过40m结构：靠基础自重抵抗风电机组荷载和各种环境荷载作用，一般采用预制钢筋混凝土沉箱结构，内部填充砂、碎石、矿渣或混凝土压舱材料分类：预制混凝土沉箱和钢结构沉箱优势：稳定性好劣势：对地基要求较高(最好为浅覆盖层的硬质海床)。
施工安装时需要对海床进行处理，对海床冲刷较为敏感代表工程：英国blyth海上风电场钢制重力式基础混凝土重力式基础运输混凝土重力式基础陆上预制3. 导管架基础概况：取经海洋石油平台，适用水深20m~50m结构：下部部结构采用桁架式结构，以4桩导管架基础为例，结构采用钢管相互连接形成的空间四边形棱柱结构，基础结构的四根主导管端部下设套筒，套筒与桩基础相连接。
导管架套筒与桩基部分的连接通过灌浆连接方式来实现优势：基础刚度大，稳定性较好劣势：结构受力相对复杂，基础结构易疲劳，建造及维护成本较高代表工程：德国Alpha Ventus海上风电场Alpha V entus海上风电场导管架基础导管架基础运输4. 多脚架基础概况：陆上预制，水下灌浆。
一般适用于20m~40m水深的海域结构：根据桩数不同可设计成三脚、四脚等基础，以三脚架为例，三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接，风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体分类：三脚架基础、四脚架基础等优势：结构刚度相对较大，整体稳定性好劣势：需要进行水下焊接等操作代表工程：德国Borkum West 2海上风电场Borkum West 2海上风电场多脚架基础多脚架基础运输5. 吸力筒基础概况：陆地预制，抽水下沉，注水移除。
海上风机基础形式
海上风机基础形式（原创实用版）目录一、引言1.全球能源状况与可再生能源的发展2.海上风力发电的重要性二、海上风电机组基础结构1.现今主要的海上风电机组基础结构2.海上风电基础的适用情况及优缺点三、海上风电发展趋势1.全球海上风电市场概况2.我国海上风电发展现状与政策支持3.未来海上风电发展趋势及挑战四、结论1.海上风电发展的意义2.对未来海上风电发展的展望正文一、引言1.全球能源状况与可再生能源的发展随着全球气候变暖和能源价格的持续上涨，发展新能源和可再生能源已成为一个全球化态势。
据统计，全球已有超过 120 个国家和地区制定了发展可再生能源的政策框架，其中一半以上为发展中国家。
可再生能源，如风能、太阳能、水能等，不仅对环境保护具有重要意义，也有助于减少对传统化石能源的依赖，提高能源安全和可持续性。
2.海上风力发电的重要性海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的潜力和优势。
相较于陆上风电，海上风电具有风力资源更丰富、占地面积小、对土地利用影响小等优点。
因此，在全球范围内，海上风电正逐渐成为可再生能源领域的一个重要发展方向。
二、海上风电机组基础结构1.现今主要的海上风电机组基础结构海上风电机组的基础结构主要有四种：固定基础、浮动基础、单桩基础和群桩基础。
固定基础指将风电机组直接安装在海底的固定基础上，适用于水深较浅的海域。
浮动基础则采用浮箱或浮球等结构，将风电机组悬浮在海面上，适用于水深较大的海域。
单桩基础和群桩基础则是将风电机组支撑在若干个桩基上，适用于不同地质条件的海域。
2.海上风电基础的适用情况及优缺点不同类型的海上风电基础结构有其各自的适用情况和优缺点。
固定基础适用于浅海区域，但受海底地质条件影响较大；浮动基础适用于深海区域，但建设和维护成本较高；单桩基础和群桩基础则在稳定性和经济性方面具有较好的平衡。
因此，在实际应用中，需要根据具体的海域条件、风力资源和经济性等因素综合选择合适的基础结构。
8专题五：海上风电机组支撑结构分析
3.1 计算方法－环境载荷
3.1.1 风 3.1.2 波浪 3.1.3 流 3.1.4 冰 3.1.5 地震 3.1.6 冲刷、海生物、雪等其它
3.1.2 计算方法－环境载荷－波－波浪理论
•随机波
随机波浪模型是反映真实海洋状态特征的最好描述，其假设波面位移服从均值为零的正态过 程，该过程具有平稳性和各态历经性。随机波浪模型把实际海况描述为无限多个频率不等、 方向不同，振幅变化及相位杂乱的微幅简谐波叠加而成的不规则波系。一般用波谱、有效波 高H s、谱峰周期T p和平均波向来描述。波谱，主要包括Pierson-Moskowitz（简称P-M谱）， Bretschneider双参数谱，JONSWAPS谱
风电机组关键结构部件有限元分析培训
专题五：
海上风电机组支撑结构分析
孙政策博士 中国船级社（CCS）
内容
1. 海上风电机的基本结构 2. 海上风电机支撑结构的种类 3. 海上风电机支撑结构的计算方法和特点 4. 海上支撑结构计算实例
1 海上风电机的基本结构
2 海上风电机支撑结构的种类
2.1 现用结构 2.2 基础型式 2.3 组合型式 2.4 发展结构 2.5 影响结构型式选择的因素
•P-Y曲线 •T-Z曲线 •Q-Z曲线
3.3 计算方法－计算工况
•要考虑海上风电机可能出现的最危险条件 •根据海上风电机的设计状态（建造、安装、工作、自 存等）来确定各个条件的组合。
3.3 计算方法－计算工况
3.3 计算方法－计算工况－详细描述
•中国船级社海上风电机规范（即将出版） •Germanischer Lloyd, Rules & Regulations, IV Non Marine Technology, Part 2 Regulations for the Certification of Offshore Wind Energy Conversion Systems, 1995. • Rekommandation for Teknisk Godkendelse af Vinmoller pa Havet, 2. December 2001. Danish Energy Agency • IEC/TC88 61400-3 Edition 1: Safety requirements for offshore wind turbines - under development • ISO 19900-19909, Offshore Structures – under development
海上风电基础结构优化设计
2、固定式基础：固定式基础适用于水深较浅的海域，可分为单桩、多桩和重 力式基础等类型。单桩基础采用一根桩柱支撑风电机组，多桩基础则采用多个 桩柱组成框架支撑风电机组。重力式基础则依靠自身重量固定在海底。
3、设计要求：基础结构应能承受风电机组的重量、水平荷载、垂直荷载等多 种负荷，同时满足疲劳强度、稳定性等要求。此外，基础结构的施工和安装应 简便、经济，并具有较长的使用寿命。
一、海上风电基础结构优化设计 概述
海上风电基础结构优化设计是提高风电运行效率、降低成本的关键。优化设计 的主要内容包括基础结构形式和设计要求、材料选择和施工工艺、监测和验收 标准等方面。
二、基础结构形式和设计要求
1、浮式基础：浮式基础是一种适用于水深较大的海上风电基础结构。它由浮 体、柱状结构和锚链组成，通过锚链固定在海底。浮式基础可有效减少施工难 度，降低成本，并具有较好的抗风浪能力。
其次，海上风电项目的规模和容量不断扩大，对导管架式基础结构的承载能力 和稳定性提出了更大的挑战。因此，研发更大直径、更高承载力的导管架式基 础结构将成为未来的重要研究方向。此外，随着数字化技术和智能控制技术的 应用，对导管架式基础结构的监测和维护也将成为未来的重要发展方向。通过 实时监测和智能控制，可以实现对基础结构的早期损伤检测和预防性维护，提 高整个风电项目的可靠性和经济性。
海上风电是一种清洁、可再生的能源，对于减少温室气体排放、保护生态环境 具有积极的作用。在全球范围内，海上风电项目的发展迅速，成为了绿色能源 领域的重要支柱。而导管架式海上风电基础结构作为支撑风力发电机组的关键 部分，对于整个项目的稳定性和可靠性至关重要。因此，对导管架式海上风电 基础结构进行深入的分析具有重要意义。
（5）调试与验收：完成安装后进行调试，确保整个风电基础结构能够正常运 行，满足设计要求。
海上风机基础形式
海上风机基础形式摘要：一、引言1.全球能源状况与可再生能源的重要性2.海上风力发电的发展背景与现状二、海上风电机组基础结构1.海上风电机组基础形式的分类2.各类基础结构的特点与适用情况三、海上风电基础的优缺点分析1.优点2.缺点四、海上风电基础的发展趋势1.技术创新与发展方向2.市场需求与政策支持五、结论1.海上风电基础在风电场建设中的重要性2.对未来海上风电基础发展的展望正文：一、引言1.全球能源状况与可再生能源的重要性随着全球气候变暖和能源价格的持续上涨，发展新能源和可再生能源已成为一个全球化态势。
许多国家和地区都纷纷制定了发展可再生能源的政策框架，以应对能源危机和环境问题。
其中，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到越来越多国家的关注和重视。
2.海上风力发电的发展背景与现状海上风力发电是指在海上利用风力发电机组进行发电的一种可再生能源形式。
相较于陆上风力发电，海上风力发电具有风力资源更丰富、占地面积小、对土地资源影响小等优点。
近年来，随着技术的不断创新和成熟，海上风力发电在全球范围内得到了广泛应用和快速发展。
二、海上风电机组基础结构1.海上风电机组基础形式的分类海上风电机组基础结构主要分为以下几种形式：单桩基础、多桩基础、导管架基础、浮式基础等。
各种基础结构有其独特的特点和适用情况。
2.各类基础结构的特点与适用情况（1）单桩基础：单桩基础是指风电机组通过一根桩基固定在海床上。
这种基础结构简单、施工方便，适用于水深较浅、海床地质条件较好的区域。
（2）多桩基础：多桩基础是指通过多根桩基将风电机组固定在海床上。
这种基础结构稳定性较好，适用于水深较深、海床地质条件较差的区域。
（3）导管架基础：导管架基础是指通过一个导管架将风电机组固定在海床上。
这种基础结构适用于水深较深、风力资源丰富的区域，但其施工难度较大。
（4）浮式基础：浮式基础是指风电机组通过一个浮动平台固定在海面上。
这种基础结构适用于水深较深、海床地质条件较差的区域，但其设计和施工难度较大。
(完整版)海上风电场+风机基础介绍
海上风电场风机基础介绍技术服务中心业务筹备部前言近年来，国家对清洁能源特别是风电的发展在政策上给予了很大支持，使得中国风电得到蓬勃发展。
风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。
随着风电机组从陆地延伸到海上，海上风电正成为新能源领域发展的重点。
本文结合国内外海上风电场具体的风机基础，对现有的海上机组的基础类型逐一介绍，目的是对海上风机基础形成一个初步的了解，为公司日后的海上服务业务做铺垫。
为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
2目录1 风机基础类型--------------------------------------- 4 1.1 重力式基础----------------------------------------- 4 1.2 单桩基础------------------------------------------- 6 1.3 三脚架式基础--------------------------------------- 8 1.4 导管架式基础-------------------------------------- 10 1.5 多桩式基础---------------------------------------- 111.6 其他概念型基础------------------------------------ 122 海上风力发电机组基础维护 -------------------------- 14为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
3为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
4 1 风机基础类型1.1 重力式基础重力式基础,顾名思义是是靠重力来追求风机平衡稳定的基础,重力式基础主要依靠自身质量使风机矗立在海面上,其结构简单，造价低且不受海床影响，稳定性好。
缺点是需要进行海底准备，受环境冲刷影响大，且仅适用于浅水区域。
海上风电机组结构
海上风电机组结构海上风力发电是一种在全球范围内广泛应用的可再生能源，而风电机组的结构是整个系统的核心部分。
本文将详细介绍海上风电机组结构的各个主要组成部分。
1.风轮风轮是风电机组的核心部件，它利用风力带动发电机工作。
一般来说，风轮包括叶片和轮毂两部分。
此外，根据不同的设计，风轮还可以包含刹车装置和测风设备等其他部件。
这些部件能够有效地吸收并利用风能，提高风电机组的效率。
2.塔筒塔筒是风电机组的另一重要部件，它负责将风轮吸收到的能量传输到发电机。
一般来说，塔筒包括底座、中间段和顶端三部分。
此外，塔筒还需具有防腐蚀和耐久性，并能承受很大的力量。
它不仅支撑着整个风电机组的结构，还将风能转化为电能的过程中的关键环节。
3.齿轮箱齿轮箱是连接风轮和发电机的关键部件，它可以将风轮的高速转动变为发电机的工作转速，从而将动能转化为电能。
此外，齿轮箱还需具有很高的准确性和稳定性，从而保证电力的质量。
齿轮箱的设计和制造需要经过精密的计算和实验验证，以确保其性能达到最优。
4.发电机发电机是风电机组的核心部件，它负责将动能转化为电能。
根据不同的设计，发电机包括的部件也不尽相同。
例如，水平轴风电机组通常使用的是三相异步发电机或双馈异步发电机，而垂直轴风电机组则可能使用的是直线发电机或旋转发电机。
5.控制系统控制系统是保证风电机组正常工作的关键，它负责监测风电机组的运作状态，并对其进行及时维护和修复。
控制系统一般由各种传感器、控制器和执行器等组成，能够实时监测和控制风电机组的各个部件。
6.变压器变压器是将电压转换成用户所需电压的重要设备，它可以将高压电变为低压电，保证用电的安全性和稳定性。
对于海上风电机组来说，变压器也是必不可少的设备之一，因为它需要将海上与陆地电网连接起来，实现电能的传输和分配。
7.支撑结构支撑结构包括机座、横梁等部件，它们负责支撑整个机组的工作，并保证其稳定的运转。
这些部件的设计和制造也需要经过精密的计算和实验验证，以确保其能够承受住各种恶劣环境和载荷条件下的运行。
海上风机基础结构
海上风机基础结构引言：随着可再生能源的快速发展，海上风电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到越来越多国家的重视与发展。
而海上风机作为海上风电的核心设备，其基础结构的稳定性和可靠性对于海上风电的运行起着至关重要的作用。
本文将对海上风机基础结构进行详细的介绍与分析。
一、单桩基础结构单桩基础结构是最早应用于海上风机的一种基础形式。
它的特点是在海底打入一根巨大的钢管桩，通过桩身与海底形成稳定的支撑。
这种基础结构具有施工简单、成本较低的优点，适用于水深较浅的海域。
然而，由于单桩基础结构的支撑面积较小，容易受到波浪和风力的影响，稳定性相对较差。
二、桁架基础结构桁架基础结构是一种较为常见的海上风机基础形式。
它由多个钢管桩和水平连接构件组成，形成一个稳定的框架结构。
桁架基础结构能够承受较大的风力和波浪力，具有较好的稳定性和可靠性。
此外，桁架基础结构的设计还考虑了施工和维护的便利性，能够减少安装和维护的难度。
三、吊装式基础结构吊装式基础结构是一种相对较新的海上风机基础形式。
它的特点是通过将风机组件的整个基础结构在陆上预制完成后，再通过起重设备将其吊装到海底的预定位置上。
吊装式基础结构的优点是施工便利、安装速度快、可重复使用等。
然而，由于吊装式基础结构需要较大的吊装设备和高强度的材料，造价相对较高。
四、沉箱式基础结构沉箱式基础结构是一种将混凝土箱体沉入海底作为基础的形式。
这种基础结构具有稳定性高、耐久性好的优点，能够适应不同水深的海域。
沉箱式基础结构的施工相对复杂，需要专业的工程设备和技术支持，因此造价较高。
五、承重式基础结构承重式基础结构是一种相对较新的海上风机基础形式。
它通过将风机的基础结构与风机塔筒进行结合，共同承担风力和波浪力的作用。
这种基础结构具有结构简单、稳定性好的优点，适用于浅海和中等水深的海域。
然而，承重式基础结构的设计需要充分考虑风机塔筒的结构强度和稳定性，以确保风机的运行安全。
结论：海上风机基础结构的选择与设计直接关系到海上风机的稳定性和可靠性。
海上风电机组地基基础设计规程
海上风电机组地基基础设计规程天津大学建筑工程学院2010-1-28前言本规程以挪威船级社《海上风电机组结构设计标准》（DNV—OS —J101）为主要参考范本，同时参考了《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法——荷栽抗力系数设计法》（SY/T10009—2002）和《港口工程桩基规范》（TJT254—98）的相关内容，并纳入了天津大学建筑工程学院相关学科多年的科研成果，采用了基于可靠度设计理论的荷载抗力系数设计法。
为便于应用本规程对主要涉及的三种基础型式：单桩基础、高承台群桩基础以及筒型基础分别给出了设计算例。
目录1 总则 (1)1.1 一般规定 (1)1.2 土质调查 (2)1.3 地基土特性 (2)1.4循环荷载效应 (3)1.5 土与结构物的相互作用 (3)1.6 混凝土结构的耐久性 (3)说明 (4)2 单桩基础 (5)2.1 一般规定 (5)2.2 桩的设计 (5)2.3 桩的轴向承载力 (6)2.4 桩的轴向抗拔力 (9)2.5 桩的轴向性能 (9)2.6 轴向荷载桩的土反力 (10)2.7 侧向荷载桩的土反力 (12)2.8 桩壁厚度 (17)说明 (20)算例 (24)3 高桩承台群桩基础 (25)3.1 一般规定 (25)3.2 软弱下卧层承载力 (26)3.3 负摩阻力 (27)3.4 抗拔计算 (28)3.5 水平承载力 (29)3.6 沉降 (31)3.7 承台设计 (32)3.8 构造要求 (38)说明 (41)算例 (42)4 预应力钢筋混凝土筒形基础 (43)说明 (43)算例 (43)1 总则1.1 一般规定1.1.1 本章主要介绍了桩基础、重力型基础和海底稳定的要求。
1.1.2 没有在标准中详细说明的基础类型应该特别考虑。
1.1.3基础设计应该基于特定的位置（地理）信息，详见第3章（第三章场地条件）。
1.1.4基础岩土工程设计应考虑基础结构和地基土的强度和变形。
海上风电场+风机基础介绍
海上风电场风机基础介绍技术服务中心业务筹备部前言近年来，国家对清洁能源特别是风电的发展在政策上给予了很大支持，使得中国风电得到蓬勃发展。
风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。
随着风电机组从陆地延伸到海上，海上风电正成为新能源领域发展的重点。
本文结合国内外海上风电场具体的风机基础，对现有的海上机组的基础类型逐一介绍，目的是对海上风机基础形成一个初步的了解，为公司日后的海上服务业务做铺垫。
为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
2目录1 风机基础类型--------------------------------------- 4 1.1 重力式基础----------------------------------------- 4 1.2 单桩基础------------------------------------------- 6 1.3 三脚架式基础--------------------------------------- 8 1.4 导管架式基础-------------------------------------- 10 1.5 多桩式基础---------------------------------------- 111.6 其他概念型基础------------------------------------ 122 海上风力发电机组基础维护 -------------------------- 14为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
3为人类奉献白云蓝天，给未来留下更多资源。
4 1 风机基础类型1.1 重力式基础重力式基础,顾名思义是是靠重力来追求风机平衡稳定的基础,重力式基础主要依靠自身质量使风机矗立在海面上,其结构简单，造价低且不受海床影响，稳定性好。
缺点是需要进行海底准备，受环境冲刷影响大，且仅适用于浅水区域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.3 半潜式基础
半潜式基础通过位于海面位置的浮箱 来保证风电机组在水中的稳定，再通 过辐射式不知的悬链线来保证风电机 组的位置。 半潜式基础的浮箱平面尺寸较大，高 度较小，依靠浮箱半潜于水中提供浮 力支撑，浮箱平面尺寸足够大，以保 证风电机组抗倾稳定性。
可分为Spar式、张力腿式和半潜式三种结构型式。 5.1.1 Spar式基础 Spar式基础的上部主体是一个大直径、大吃 水的具有规则外形的浮式柱状结构，主体中 有一个硬舱，位于壳体的上部，用来提供平 台的浮力。中间部分是储存舱，在平台建造 时，底部为平衡稳定舱。 当平台已经系泊并准备开始生产时，这些舱 则转化为固定压载舱，用于吃水控制。中部 由系泊索呈悬链线状锚泊于海底。系泊索由 海底桩链、锚链和钢缆组成。锚所承受的上 拔荷载由打桩或负压法安装的吸力式沉箱来 承担。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
张力腿式基础
张力腿式基础是利用绷紧状态下的锚索产生 的拉力与平台的剩余浮力相平衡的。
张力腿式基础也是采用锚泊定位的，但与一 般半潜式平台不同，其所用锚索绷紧成直线， 不是悬垂曲线，钢索的下端与水底不是相切 的，而是几乎垂直的。用的是桩锚（即打入 水底的桩为锚）或重力式锚（重块）等，不 是一般容易起放的抓锚。
5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
锚链系统
锚固系统的弹性程度取决于锚链的重量和预紧力，得到最佳的预紧力
并选取相应的锚链规格，应按不同组合进行模型试验，记录相应峰值，
然后通过综合分析，确定最大链力Fmax 。 最大链力确定后，可以计算出所需锚链的长度；对于搁置于水平海底
上的锚链长度，可按下式计算：
张力腿式基础主要由圆柱形的中央柱、矩形 或三角形截面的浮箱、锚固基础组成。 张力腿式基础的浮力由位于水面下的沉体浮 箱提供，浮箱一侧与中央柱相连，另一侧与 张力筋腱相连，张力筋腱下端与海底基座模 板相连或直接连接在桩基顶端。 有时候为了保证风电机组的位置，还会安装 斜线系泊索系统，作为垂直张力腿系统的辅 助。固定设备主要包括桩和吸力桶。
第五章：浮式基础
内容大纲
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.1 Spar式基础 5.1.2 张力腿式基础
5.1.3 半潜式基础 5.1.4 新型浮式基础
5.2浮式基础的一般构造及设计要点
5.2.1 悬链线锚泊 5.2.2 锚系计算 5.1.3浮式基础的设计
5.1 浮式基础结构型式及其特点
浮式基础结构的分类
5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
5.2.1 悬链线锚泊
辐射状的悬链线锚链将用作风电机组安装平台的浮箱等锚固在海底，浮箱 的尺寸应保证有足够的浮力和漂浮稳定性，能承统
悬链线锚泊系统采用多链系统，可有效地锚住浮箱体。锚链的数量应 从经济和安全两方面因素进行考虑，主要取决于系泊力的大小，链数 增加，浮箱尺寸也相应加大，以承担所增加链条的重量。 当外荷载作用于浮箱时，浮箱向受力方向移动，把沉于海底的一段锚 链拉起。当被拉起的锚链质量正好平衡外荷载时，则浮箱不再移动， 为防止锚链猛然拉紧而导致断裂，根据最大负荷时的最大漂移量，至 少应有足够长的锚链沉于海底。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
Spar式基础特点
Spar 式基础吃水大，并且垂向波 浪激励力小、垂荡运动小，因此 Spar 式的基础比半潜式基础有着 更好的垂荡性能，
但是由于 Spar 式基础水线面对稳 性的贡献小，其横摇和纵摇值较 大。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.3 张力腿式基础
半潜式基础特征
半潜式基础吃水小，在运输和安装时 具有良好的稳定性，相应的费用比 Spar式和张力腿式基础节省。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.4 新型浮式基础
海面浮动结构技术属于半潜式结构的衍生基础结 构，如图5-5所示，主要由压水板、桁架结构、立
柱和系泊线组成。
由日本技术人员提出的浮式混合风力发电机可以 同时进行风力发电和波浪发电，该概念设计综合 了半潜式平台和 WaveDragon 波能转换装置的设计 思想，如图5-6所示。 此外，采用悬链线和张力筋腱混合系泊定位的风 电机组浮式基础，称为Spar/TLP 混合结构基础。
海上风电机组基础结构 陈达
第五章：浮式基础
浮式基础的优点
可将风电组安在水深较大海域， 该区域风速较稳定，风资源丰富， 可利用小时数多。 风电机组安装位置可以移动，并 便于拆除。
安装在远离海岸线的水域，消除 视觉影像，并大大降低噪音、电 磁波对人类生活的影像。
采用集成结构，使海上安装程序 简化，同时费用也大幅降低。
张力腿式基础的重力小于浮力，所相差的力 量可依靠锚索拉力来补偿，而且此拉力应大 于由波浪产生的力，使锚索上经常有向下的 拉力，起着绷紧平台的作用。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
张力腿式基础的特点
优点
张力腿式基础具有良好的垂荡和摇摆运动
特性。
缺点
缺点是张力系泊系统复杂、安装费用高，
张力筋腱张力受海流影响大，上部结构和
第五章：浮式基础
海上风电浮式基础的发展
1994 年英国的 Garrad Hassan 等人对在采用悬链线系泊的 Spar 平台上设置单涡轮风电机组的方案进行了评价，这是最早针 对风电机组浮式基础开展的详细研究。 2006年在挪威的Marintek，第一个真正意义上的以Spar为基础 的风电机组概念模型正式出现。 2006年Fulton等人正式提出了半潜式船体作为浮式基础的海上 风力发电浮式基础。 2008年夏，英国的 Blue H 公司研制出了世界上第一台海上浮 式风力机样机（见图5-1），二叶风力机与浮式基础在岸上合 体后拖航至安装地点。 2009年， Dominique Roddier等人提出了风电机组浮式基础的 设计基础和资格准入问题，大大推动了风电机组浮式基础的 发展。
S min
式中
2 H max h 1 Wh