海上风电基础结构研究现状及发展趋势

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

可以作持力层。在黄河海域以黄河泥沙不断冲入，所以渤海主要是以淤泥为主，也经过很强的冲刷，而且冬季还具有冰荷载的作用，采用重力式基础和负压桶基础都不适合被采用，所以要采用单桩结构。东海海域的海底大部分是以淤泥为主，那么重力式基础和浮压桶基础并不适合东海，应该采取桩基结构。所以在东海得大桥风电场的基础结构由三脚架基础、四脚架基础、高桩基础、单桩基础这几部分构成。在这些基础结构中，单桩基础最具有经济性，但是单桩基础对于施工机具和技术的要求很高，所以在我国东海最后选择了四脚架结构。南海北部湾和琼州海峡的海底的沉积物主要是由陆源碎屑堆积而成，颗粒较为细腻，主要是由淤泥质粉质粘土和粉砂构成。琼州海峡侵蚀的洼地的边沿部分具有很大的沙坡，海底的沙坡使海底坎坷不平坦，而且沙坡属于迁移型的海底地貌，表明海底的泥沙具有很强的运动性，而且稳定性较差，再加上海底的较为强烈的冲刷，。所以在南海领域不应该采取重力式基础和负压桶基础，最好的选择就是桩基础，但是南海的水深比较大，海洋的环境条件也比较恶劣，应该采取那些具有很大刚度的导管架结构。

三、海上风电面临的问题以及具体的措施

1、海上风场规划超前，关于风能的勘探比较滞后。海上风电对于地理位置具有很高的要求，海上风电涉及到能源局、海洋局、环保局等多个管理部门，在对于环境的影响、气象的条件、对于海洋的规划和海域的管理方面都具有十分复杂的关系，所以海上风电的具体规划应该和海洋功能区域进行良好的沟通和协调，将冲突和问题进行破解，为海上风电的场所选择进行障碍清除。

2、海上风电技术的投入和产品的自主研发具有滞后性。我国的海上风电机组运行较为具体的经验并不是很充分，在国外，5MW风电机组都要在岸上济宁3年以上的检测，对海上各种恶劣环境进行非标准的模拟仿真试验后，这样才可以进行确定再进行批量的生产。在这个角度上说，我国海上风电机组的研发过程存在着很多的弊端，仍然需要进行不断的探索和钻研

3、风电场开发相对超前，海上风电电价的确定具有滞后性。我国一直关注海上风电上网电价，这是一个热点。企业之间的相互竞争而导致的压价行为使海上风电电价已经和陆上风电的电价差不断，这样就不能使那些中标的企业立即进行海上风电场的建设。海上风电开发需要很大的资金投入，应该顺应海上风电大规模发展的需求，制定专门的电价政策是十分必要的，可以在环境、政策、体制、机制等各个方面出发，将各方面的关系进行协调和理论。

结束语：海上风电基础结构研究对我国海上风电产业的持续发展和健康的发展起到直接的影响，对海上风电基础结构进行深入的探索，这是发展海上风电产业的重要出路，可以促进我国海上风电产业不断向良性的方向发展，并且可以快速稳步的发展。

参考文献

[1]朱荣华，李少清，张美阳. 珠海桂山200MW海上示范风场风电机组导管架基础方案设计[J]. 风能，2013，09：94-98.

[2]李炜，李华军，郑永明. 海上风电基础结构大直径钢管桩水平静载荷试验数值仿真[J]. 水利水电科技进展，2011，04：69-72.

[3]贺广零，仲政. 风浪联合作用下的海上单桩基础风力发电机组动力响应分析[J]. 电力建设，2012，05：1-7.