海上风力发电场开发现状及发展趋势

定浆距失速控制；另一类是变桨距控制。定桨距失
速控制型风力机利用翼型气动失速特性来限制叶片
吸收过大的风能，它没有功率反馈系统和变距执行
机构，有较高的安全系数；变桨距型风力机能使风
万方数据
轮叶片的安装角随风速而变化，使叶片在各种工况 （包括起动、运转和停机）下按最佳参数运行，有 较高的年发电量。
随着风机技术日臻完善，兆瓦级风电机组已逐 步成为风电场的主导机型。据欧洲风能协会统计， 全球风电机组制造厂市场份额统计中处于前十位的 制造厂的主要产品见表４。
目前，国外建设中的海上风电场见表２。 国外海上风力发电技术已日趋成熟，而我国海 上风能的开发才刚刚起步，目前尚无一座海上风力 发电场建成投产。中国也有丰富的海上风能资源， 中国东部沿海水深２ｍ一１５ｍ的海域面积辽阔，可利 用的风能资源约是陆上的３倍，达７００Ｇｗ，而且距 离电力负荷中心很近；随着海上风电场技术发展的 成熟，经济上可行，风能将来必然会成为我国重要 的可再生能源。我国正在积极筹建的海上风电场见 表３。
Ｖ嗍ｔ蚺２ＭＷ Ｂｏｎ鹅２．３ＭＷ ２Ｖ器ｔ船３ＭＷ． １ Ｂｏｎ岫２．３ＭＷ． １ Ｈｏｒｄ慨２．３ＭＷ Ｖ来自百度文库№２ＭＷ
３．６脚 Ｂｏｍ培土３ＭＷ ＧＥ
Ｖｅ咖８ ２Ｍｗ ２丛里
基础类型
重力式 单桩
重力式 单桩 单桩 单桩
重力式 单桩 单桩 单桩 单桩
吸力式
单桩 单桩 单桩 单桩 茔扯
表２国外建设中的海上风电场
裒３我国正在筹建的海上风电场
地点
机组总容量／Ｍｗ
广东南澳
２０
上海
６００
浙江岱山
２００
江而如东
２００
江苏东台
２００
河北黄骅
２００
２ 风力发电机组设备
现代风力发电机从基本结构上分为两类，即
水平轴风机和立轴风机，海上风电场一般采用水平
轴风机。功率调节是风力机的关键技术之一，目前
投入运行的机组主要有两类功率调节方式：一类是
（３）高产出。海上风电场允许安装单机容量更 大的风机，高者可达５Ｍｗ～１０Ｍｗ；由于对噪音要
上风电场，海上风电场以它更多的优势，备受新能 源开发商的青睐。与陆上风电场相比，海上风电场 有以下优点：
求较低，更高的转速比及电压可获取的能量更高。 二海上风力发电的现状 １ 海上风电场
（１）高风速、低风切变。由于海水面十分光
（由单管塔
（ｂ）支柱塔 图１塔身结构
（ｃ）桁架塔
（曲单桩
彻混凝土重力式 图２基础结构
啦）多桩
４海上风力发电的发展趋势 ４．１单机容量不断扩大
近年来新型大功率风力发电机正在迅速取代小 型风力发电机，大功率风力发电机已经占有超过 ５０％的市场份额，单机容量已从３００ｋＷ、６００ｋｗ发 展到批量安装１．５Ｍｗ、１．７ＭＷ、２．ＯＭｗ、５．ＯＭｗ， 全球Ｍｗ级机组的市场份额明显增大。海上风电机
驴 ｒ脯
圈３吸力式基础结构
组的技术正沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重 量、提高转换效率的方向发展。 ４．２由浅海向深海发展
根据欧美海上风能资源分布及发展趋势分析， 浅海域风电场的建设已经远远不能满足风能发展的 要求。风电场有向深海域发展的趋势与必要。海上 风电场将从３０ｍ巧ｏＩｎ的浅海域向５０ｍ～２００ｍ的深海 域过渡，届时全球能源将会极大丰富，．供电能力也 将迅速提高。
１２７
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……
（２）重力式混凝土沉箱 这类基础结构体积大，靠重力使风机保持垂 直。这种结构简单，造价低，受海床沙砾影响不 大，其稳定性和可靠性已得到证实，但是需要进行 海底准备，其尺寸和重量较大。 （３）多桩基础 多桩基础（一般为三脚桩）桩径较小，钢管桩 通过特殊灌浆或桩模与上部结构相连，适于在深海 域建造，但是目前尚无成功安装多桩基础的经验。 多桩基础结构形式是将来要大力发展的基础形式。 （４）吸力式基础 吸力式基础分为单柱及多柱吸力式沉箱基础 等。它有一个钢裙沉箱结构，，通过施工手段将沉箱 中的水抽出以形成吸力；吸力式沉箱基础（见图 ３）。适于砂性土及软粘土，单柱吸力式的施工安装 费用较多柱吸力式高。丹麦ＦｒｅｄｅＩｉｋ８ｈａｖｎ海上风电 场的建设中首次使用了吸力式基础，这种基础利用 负压方法进行海上施工，大大节省了钢材用量和海 上施工时间，降低了成本，运输也较容易，有良好 的应用前景。
水一 ０一Ｊ
５ ５ ２ ７
６ ｍ ９
鬻鬟曷基Ｈ翟坞涨
１２ ６～９．５ ４—６
２ｌ
§
风机类型
Ｂｏｎｕｓ ４５０ｋＷ
ＮｅｄＷｊｎｄ ５００ｋＷ Ｖ∞Ｌ∞５００ｋＷ
Ｎｏｒｄｔ叫ｋ ６００ｋＷ
２删 Ｗｉｎｄ Ｗｏｄｄ ５０ｃ虹Ⅳ Ｖｅｓｎ８ Ｂ０ｎｕｓ ２ＭＷ ＧＥ Ｗｉｎｄ １．５ＭＷ ＮＥＧ Ｍｉｃｏｎ ＮＷ７２
表４世界十大风机制造厂产品
３支承结构 海上风机的支承结构由塔架、基础及其两者连
接件构成，基础与风机塔焊接成一体。支承结构设 计时应进行疲劳强度验算及模态分析，此外还应进 行防冲击保护。 ３．１塔身结构
塔架结构依据其结构形式分为单塔身、支柱式 塔身及桁架塔身三种，这三种结构型式参见图ｌ。 一般前两种塔身对风的阻力较小，产生紊流的影响 要比桁架塔身小；桁架塔身常用于中小型风电机 上，其优点是造价不高，运输也方便，但这种塔架 会使下风向叶片产生很大的紊流。 ３．２基础结构
风机台数 １ｌ ４
１０ １９
２０
８０ １０
ＦｒｅｄｅｄｋＢｈａｖｅⅡ
丹麦
２００３
１０．６
４
Ｈ矾ｆｋｖｌｅ 英国２００３
６０
３０
Ｎｙｓ把ｄ
丹麦
２００４
１６６
７２
Ａｒｋｌｏｗ Ｂ彻ｄ
爱尔兰
２００４
２５．２
７
‰ｍｂｙ Ｓ锄ｄ８
英固
２００４
６０
３０
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２鱼
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万方数据
德国预计２０２５年实现２０ＧＷ一２５Ｇｗ的总装机容量；
英国１３个电场的装机容量大于１Ｇｗ。
一
（参考文献编者略）
作者单位：上海勘测设计研究院
海上风力发电场开发现状及发展趋势
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
宋础， 刘汉中 上海勘测设计研究院
太阳能 SOLAR ENERGY 2006，(2) 6次
基础结构依其结构型式分为单桩、重力式混凝 土沉箱、多桩及吸力式四种型式，具体形式参见图 ２和图３。
（１）单桩基础 单桩基础安装在海床下ｌＯｍ～２０ｌｎ，深度取决于 海床面的类型；桩径一般为２．Ｏｍ４．５ｍ，壁厚约为 直径的１／１００，一般采用钢管桩基础。单桩基础不 需要作海底准备，制造简单；但是，基础受海底地 质条件和水深的约束较大，安装时需要专用的设 备，施工安装费用较高。
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宋础刘汉中
一前言
速随高度的变化）的变化也较小；
风能是可再生能源重要的组成部分，积极地开
（２）低湍流。海上风湍流强度小，－具有稳定的
发利用风电对于改善能源系统结构，保护生态环境 主导风向，机组承受的疲劳负荷较低，风机寿命更
具有深远意义。
长；
风力发电场分陆地及海上两种。早期风电开发 主要在陆地，自２０世纪９０年代起，国外开始建设海
Ｂ１ｖ山
Ｍｉｄｄｅｌ哪ｎｄｅｎ ｕｔｔｍｎｄｅｎ
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Ｈｏｍ８ Ｒｅｖ ｓ¨∞ｏ
国家
丹麦 荷兰 丹麦 荷兰 瑞典 英国 丹麦 瑞典 瑞典 丹麦 丹麦
建成时间
１９９ｌ １９９４ １９９５ １９９６ １９９７ ２０００ ２００ｌ ２００１ ２００１ ２００２ ２００３
机组容量Ｍｗ
４．９５ ２．Ｏ ５．０ １１．４ ２．５ ３．８ ４０ １０．５ ｌＯ １６０ ２３
—２８ｌ啊丽孬１曩再厂
万方数据
图４商上风电场的发展趋势
４－３总装机容量迅速增长
海上风力发电的总装机容量在未来几年将迅速
增长。欧洲风能协会（ＥｗＥＡ）预计２０１０年全球海
上风电机组装机容量为ｌｌＧＷ，２０２０年为５０Ｇｗ。
其中欧洲占总装机容量的ｌ／３，丹麦规划２０２０年海
上风电机组装机容量达到２．７５Ｇｗ，２０３０年达４ＧＷ；
5.王晓姝 上海近海风电场桩群对潮流影响数值研究[学位论文]硕士 2007
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tyn200602006.aspx 授权使用：河海大学图书馆（南京校区）(hhdxtsg)，授权号：7a309354-8adb-4d41-9187-9ea70100ec3f
多年的努力，到２００５年末，投入使用的海上风电机 组达到４２７台，装机容量达６８５Ｍｗ。
已投产使用的海上风电场有二十几座，表１给 出世界上已经投产使用的海上风电场。
从表中可见，丹麦已建有７个海上风电场，其 中Ｈｏｎｌｓ Ｒｅｖ风电场水深６—１４ｍ，离岸距离１４～ ２０ｋｍ，采用单桩基础，装机为８０台２Ｍｗ风电机组， 串珠状布置显示了人类与大自然共造奇迹的合谐。
下载时间：2011年3月15日
国外海上风力发电开发主要集中在欧洲。欧洲
滑，与陆地表面相比，粗糙度较小，摩擦力也较 海上风电研究始于上世纪８０年代，丹麦、瑞典、荷
小，因此，风速较大，风速、风向及风切变（即风 兰、英国是最早进行海上风电开发的国家。经过２０ 表１全球已投产海上风电场汇总
名称
Ｖｉｎｄｅｂｖ Ｌｄｖ
ＴｕｎＱ Ｋｎｏｂ Ｄｒｏｎｔｅｎ Ｇｏｎａｎｄ
引证文献(5条)
1.李静.陈健云 海上风力发电结构动力研究进展[期刊论文]-海洋工程 2009(2) 2.靳静.艾芊 我国风电场建设及运行现状评估与发展前景研究[期刊论文]-华东电力 2007(8) 3.李志梅.赵东标 风电技术现状及发展趋势[期刊论文]-风机技术 2007(4) 4.李志梅.赵东标 风电技术现状及发展趋势[期刊论文]-电气技术 2007(6)