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
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
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
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
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。
热点20 碳达峰和碳中和-中考地理【热点重点难点】专练(原卷版)
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。
阳江建设世界级海上风电产业基地的探索与实践
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
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。
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中广核阳江南鹏岛海上风电场工程（EPC）
国内容量最大的 海上风电场EPC 广东院与广核工 程公司联合体
大直径单桩与土的相互作用分析技术
桩土相互作用是海上风机基础结构设计与施工的难点与核心之一，广东院对此开展了 四位一体的研究。
室内试验
离心机试验
现场试桩
数值模拟
结合桩土专题，开展超大直径单桩设计研究： • 勘察及土工试验问题（小应变）； • 尺寸效应，p-y曲线适用性问题；
近海深水区（35-50米水深）规划海上风电 场址8个，装机容量5700万千瓦
粤西项目
1、粤电湛江外罗项目一期（2017） 2、粤电阳江沙扒项目（2017） 3、三峡阳江沙扒项目（2017） 4、中广核阳江南鹏岛项目（2017） 5、中节能阳江南鹏岛项目（2017） 6、粤电湛江外罗项目二期（2018） 7、三峡阳江沙扒项目二期（2018）
咨询规划与设计
制定 规划
2012年8月，编制完成《广东省海上风电场工程规划》，成为第一个获得国家 能源局批准的省级海上风电规划报告。
2017年10月，编制完成《广东省海上风电发展规划修编（2017-2030年）》 为广东省海上风电资源科学、有序、连片开发建设提供完备规划和技术保障。
政府 智库
在广东省海上风电产业发展方向、海上风电价格补贴政策研究、促进广东省海 上风电装备制造与服务产业链科学发展等方面建言献策。
广东海上风电支撑结构设计 的技术创新与工程实践
主要内容
广东省海上风电发展规划 广东院海上风电业务
支撑结构设计技术创新与工程实践 海上风电高质量发展展望
一、广东省海上风电发展规划 规划与工程
9850 MW
近海浅水区（35米水深以内）规划海上风电 场址15个，装机容量985万千瓦
57000 MW
• 基于S-N曲线和Miner准则的疲劳累积损伤方法应用（工程应用） • 基于Paris裂纹扩展法则的断裂力学方法
• 简化疲劳方法（疲劳容许应力） • 确定性疲劳方法 • 频域疲劳方法（谱疲劳） • 时域疲劳方法
三峡新能源阳西沙扒300MW海上风电场工程
风机导管架基础施工
升压站导管架基础施工
国内首台深水大容量风机导管架基础
国内首个海上风电工程全过程EPC
共3个海上风电工程全过程EPC
牵头产业联盟与创新联盟
创新联盟与产业联盟
广东院致力于构建涵盖风电装备制造骨干企业、风电开发企业、研究单位、 海工装备和施工企业为一体的产业联盟，打造为海上风电参与方提供交流 互动的服务平台，为项目业主提供一站式综合服务。
广东院致力于打造海上风电基础研究与科技创新的命运共同体，牵头组建 和推动海上风电创新联盟的各项工作，在告诉发展的信息时代，行业的发 展更应注重合作与协同，力促海上风电科技水平提升。
广东院创新平台 机组研发
阳江海上风电产业基地
粤东运维和组装基地
海上风机基础的设计与施工
二、广东院海上风电业务 广东院简介
中国能建广东院成立于1958年，注册资本10亿元人民币
具有国家综合甲级资质，已从传统电力设计院发展为服务能源和基础设施建设的国际工程公司，可 为客户提供全生命周期工程服务
“四位一体”主营业务
百万
千瓦核电
百万
千瓦火电
百万
千瓦海上风 电
百万
伏特高压
“四个百万”
新能源研究与开发 综合能源利用 智能电网应用
低碳环保与超清洁能源改造 智慧城市研究与建设
“智慧能源”
广东院海上风电业务概述
1
• 主持编制的省级海上风电场规划第1个获得 国家能源局批准 • 海上风电设计规范国家标准第1主编单位 • 国内首次设计导管架基础 • 集团工程研究院海上风电研究所挂牌单位 • 广东省海上风电大数据中心
5
风电5本国家重点图书编制单位
10
与中国海上风电事业同步，9年的 技术储备与项目经验
30+
20多个海上风电场工程项 目，施工建设7个
40+
40多个海上风电科技攻关 项目
100+
100多项专有专利技术及 软件著作权
150+
150多位具有丰富经验的 工程师专注海上风电
奖项：海洋工程科学技术奖、科技进步奖、QC成果奖 论文：70+
三、支撑结构设计技术创新与工程实践
主要基础型式
水上三桩基础
固定式基础
吸力桶基础
单桩基础 水下三桩基础 浮式基础
高桩承台基础
重力式基础 导管架基础
半潜平台基础
Spar基础
抗疲劳设计技术
疲劳是海上风机基础结构设计的难点与核心之一，也是海上风机支撑结构发生破坏的主 要原因，广东院海工团队对风浪耦合作用下的疲劳问题开展了专题研究，取得了较多成果。
粤电湛江外罗海上风电项目（EPC）
珠三角项目
1、南网珠海桂山项目（2012） 2、中广核惠州港口项目（2018） 3、粤电珠海金湾项目（2018）
海上风机基础的设计与施工
粤东项目
1、国电投揭阳靖海项目（2018） 2、国电投揭阳神泉项目（2018） 3、大唐汕头勒门项目一期（2018） 4、华能汕头勒门项目二期（2018） 5、宝丽华汕尾后湖项目（2018） 6、三峡汕头洋东项目（2018）z`
第十四届全国质量奖，连续14年入选ENR中国工程设计企业60强，ENR2014年“最具国际拓展力 工程设计企业”，2015年-2017年中国承包商80强
2011年起连续7年合同额超100亿，2018年合同额超150亿，营业收入超60亿
核心业务与业绩
咨询 规划
勘察 设计
投资 工程 运营 总承包
Hale Waihona Puke 广东省海上风电产业布局《广东省海上风电发展规划》（2017~2030）对海上风电产业发展进行了规划布局，在阳江建设海 上风电产业基地，重点发展海上风电装备制造业；在粤东建设风电运维和整机组装基地，承接粤东 片区海上风电运行维护和管理；依托明阳集团开展机组研发；支持中能建广东院建设省级乃至国家 级创新平台。
前期 总包
将深度服务延伸至项目前期的所有技术咨询和项目管理工作，以“前期开发+技 术咨询+项目管理”模式承接海上风电项目前期工作，稳步推进各项目建设相关 事宜。
工程总承包
优势：
• 有利于整个项目的统筹管理； • 有利于设计优化； • 有利于设计、采购、施工合理搭接； • 有利于降低造价与缩短工期。 • 智慧型海上风电场。