興化灣樣機海上風電場關鍵技術及其工程應用

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興化灣樣機海上風電場關鍵技術及其工程應用發展綠色能源是國家戰略，風電是最重要的可再生能源，海上風電是風電技術的制高點。三峽集團公司是我國率先開展海上風電示範項目的企業之一，並將海上風電定位為第二主業的核心，提出了海上風電「六個引領」戰略。三峽集團通過投資建設興化灣樣機試驗風場和福清海上風電國際產業園的方式，促進國內大容量海上風電機組的技術發展，從而加快實現國內大容量海上風電機組從樣機示範階段向商業化階段的過渡。樣機試驗風場選址在離岸較近便於測試和試驗的福清興化灣場址，通過工程建設與科學試驗相結合方式，為國內外海上風電機組製造商提供同台競技、共促技術發展的平台。

目錄

二、應用案例

海峽發電有限責任公司應用本項目技術成果中「大直徑嵌岩直樁承台基礎」技術，以節約混凝土澆築方量計算，相當於節約2250萬元，技術成果後續還將推廣應用於福建其它區域海上風電項目；應用本項目技術成果中「構建了海上資源優化的機型譜和基於海上環境的適應性設計」技術，截止2019年7月31日，累計發電3.326億千瓦時，相當於220萬人1個月的生活用電量，相當於節省標準煤12萬噸、減少排放CO2 32萬噸。

創新成果在興化灣一期全面應用，建成77.4MW興化灣樣機試驗風場，截止2019年7月31日，累計發電3.326億千瓦時，按照每千瓦時0.85元計算，相當於新增加收入2.827億元。

創新成果形成了海上風電同台競技的「興化灣模式」。興化灣樣機試驗風場為國內外各風電機組製造廠家提供風電場參建的可能和公平競爭的賽場，通過同場競賽、相互促進並加快提升我國大容量海上風電機組的技術進步和商業化進程。

三、技術要點

1）形成了海上風電同台競技的「興化灣模式」。

興化灣模式是檢驗和促進大容量機組發展的有效途徑。興化灣樣機試驗風場為國內外各風電機組製造廠家提供風電場參建的可能和公平競爭的賽場，通過同場競賽、相互促進並加快提升我國大容量海上風電機組的技術進步和商業化進程，實現我國海上風電的「更高、更快、更強」：更高—競賽各廠家更高的可靠性和更高的發電效益；更快—競賽各廠家更快的安裝方案和更快的調試運維速度；更強—競賽各廠家更強的技術創新和更強的抗風險能力。工程投產運行至今運行情況良好，各方面監測穩定，證明工程是可靠和安全的。

2）建立了淺覆蓋層海上風電機組基礎結構設計關鍵技術。

首創了大直徑嵌岩直樁承台基礎及友好性輔助施工平台配套建設技術，具備較高的承載力與抗傾覆性能；樁芯混凝土優化分層澆築技術，在保證設計強度的基礎上節省了混凝土澆築方量；提高了大容量機組在淺覆蓋層、颱風頻發環境條件下的安全性，降低了海上風電建設成本。

3）基於施工的關鍵技術創新。

為保證惡劣海況下的施工安全，增加施工作業天數，在國內海上風電項目首創了友好性輔助施工平台（分為履帶吊作業區、鑽孔區及靠船設施3部分），在海上風力到達8級以上（常規海上施工條件為風速6級，浪高1.5米）仍能保證海上交通船隻靠泊、施工作業人員進場、施工工序的正常進行，有效增大了施工窗口期，天氣敏感性相對較低。

4）構建了適用于海峽風資源及海況特點的風電機組型譜，完成了機組的海上環境適應性設計，增加了機組運行的穩定性，提高了機組的可利用率。

研發了單機容量和葉輪直徑最大的機型，GW154/6700，葉輪直徑達到154米，滿發功率為6700kW，重點開發了抗颱風適應性設計、大尺度葉片開發設計、電控一體化設計、支撐結構一體化設計等技術。機型的設計創新，填補了適應海峽海況的抗颱風機型譜，形成了海上風電颱風區域GW154/6700、GW168/6450、GW171/6450、GW184/6300等完善的機型譜。

四、應用前景

創新成果大規模應用於興化灣二期海上風電工程，目前在建280MW，涉及基礎45座；技術成果的科學性、可靠性得到了全面驗證。創新成果已獲得授權發明專利10項，實用新型專17項；主編專著2部；主編海上風電領域國家標準2部、行業標準1部和企業標準4部。項目實現海上風電產業化和規模化發展，技術成果後續還將推廣應用於漳浦D區（402MW）海上風電項目，應用前景十分廣闊。