1我国深远海风电设计技术的思考F.pdf

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1、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司新能源工程院我国深远海风电设计技术的思考2024第九届全球海上风电大会内容提要CONTENTS报告内容321开发潜力存在问题思考建议截至2023年底，全球海上风电总装机容量达75.2GW，中国累计装机量37.3GW，占比达50%，居世界第一；第二、第三依次为英国、德国。从区域布局看，海上风电主要分布在欧洲、中国和日本、韩国、越南等地区。目前全球深远海风电正逐步进入商业化开发阶段，已建项目主要分布于欧洲和中国，中国已开展了柔性直流输电、漂浮式风电试验示范项目。2023年海上风电总装机75.2GW注：数据来源GWEC全球海上风电新增装机（MW）远海：英国Hor

2、nsea One风电场、德国Hohe See风电场、Albatros风电场、Sandbank风电场等离岸超过100km。深海：Hywind风电场、Windfloat风电场水深超过100m，尤其是Hywind风电场部分水深甚至超过200m。英国Seagreen是目前全球最深（最大水深为59m）的固定式基础海上风电场，装机容量为1.1GW，安装114台10.0MW海上风机，离岸距离约27km，采用3回225kV交流海缆送出，于 2023年11月投产。我们的定义：远海风电场：场区离海缆路由登陆点所在岸线最近距离大于65km的风电场。深海风电场：场区水深大于理论最低潮位以下50m的风电场。欧洲是全球深

3、远海发展最早的区域，已实现规模化开发。Hywind Scotland 风电场是全球首座商业化漂浮 式 风 电 场，装 机 容 量30MW，安装5台6MW 风机，2017年投入运营。苏格兰Hywind Scotland我国海上风电发展起步于2007年前后；2009年正式启动全国海上风电规划，采用特许权招标方式探索发展；2014年6月确定标杆电价后，我国海上风电迎来了稳定发展期。截至2023年底，我国海上累计装机容量3729万kW，主要分布在江苏、广东、山东、浙江、福建等省份，占全国总装机的93%。我国海上风电并网容量2023年各省海上风电累计装机容量（单位：万kW）3729万kW我国近海风电资源

4、预计在2030年之前大部分建成并网，未来海上风电的发展方向在深远海。我国深远海风电开发前景广阔，专属经济区海上风电理论开发量约45亿kW。2035年之前，我国深远海风电总规划容量约2.3亿kW，规划场址中心离岸距离在150km范围内，水深在100m以内。其中，浙江、广东、海南省具有广阔的专属经济区，深远海风电储量较大。内容提要CONTENTS报告内容321开发潜力存在问题思考建议 平均风速相对更大且稳定 极端风速出现频次多 台风及海洋环境影响更复杂 极端波浪频发、波况更为恶劣 大气、洋流等多动力场影响明显 相互作用恶劣海况预估困难 极端流速有所降低 内波、洋流相互作用无法忽视 大尺度动力场发生

5、机制尚不明确 发电量折减系数依据不足加之运维复杂、设备故障率未知、大型风机不成熟等共同作用 海洋水文条件评价困难 施工运维窗口期受限多动力场耦合复杂，精确预报难度大，直接影响后续结构设计深远海海洋环境复杂，施工和运维窗口期零散，管理成本增加深远海风电所处海洋环境更为恶劣，设计输入条件获取难，预报精度低，影响全场施工与运维风波浪海流大型化风机可靠性有待验证 高强轻质材料 精确制造工艺结构设计制造困难参数增多、控制目标愈加复杂作业环境复杂恶劣施工风险高、难度大 叶片性能设计 安装维护技术 结构连接复杂 设计制造困难 更深更大更重 控制目标繁多 大水深/长距离 施工窗口期短 大吊高/大尺寸 重量大/

6、难度高 水深：1215m58-70m100m 尺寸：直径710m桩长80m+中心距40m+桩长70-100m导管架高90m+高40m+重量：10002100t35004500t6000t7000t某近海项目浙江某项目海南某项目 最大吊高：110130m150195m深远海风电装备仍未成熟，设计、制造、施工、维护均存在技术瓶颈，造价高，项目管理难度大（桩+导管架）(浮体+附属结构)近海：吊运分离深远海：吊储运一体化深远海风资源观测及最大风速评估浮式风机设计及评估海上风流模型尾流解析模型漂浮风机运动响应面临的挑战：考虑不同海况入流风特性、深远海大型风电场阻滞作用等，明确运动风机尾流解析模型。面临的