兴化湾样机海上风电场关键技术及其工程应用

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兴化湾样机海上风电场关键技术及其工程应用发展绿色能源是国家战略，风电是最重要的可再生能源，海上风电是风电技术的制高点。三峡集团公司是我国率先开展海上风电示范项目的企业之一，并将海上风电定位为第二主业的核心，提出了海上风电“六个引领”战略。三峡集团通过投资建设兴化湾样机试验风场和福清海上风电国际产业园的方式，促进国内大容量海上风电机组的技术发展，从而加快实现国内大容量海上风电机组从样机示范阶段向商业化阶段的过渡。样机试验风场选址在离岸较近便于测试和试验的福清兴化湾场址，通过工程建设与科学试验相结合方式，为国内外海上风电机组制造商提供同台竞技、共促技术发展的平台。

目录

二、应用案例

海峡发电有限责任公司应用本项目技术成果中“大直径嵌岩直桩承台基础”技术，以节约混凝土浇筑方量计算，相当于节约2250万元，技术成果后续还将推广应用于福建其它区域海上风电项目；应用本项目技术成果中“构建了海上资源优化的机型谱和基于海上环境的适应性设计”技术，截止2019年7月31日，累计发电3.326亿千瓦时，相当于220万人1个月的生活用电量，相当于节省标准煤12万吨、减少排放CO2 32万吨。

创新成果在兴化湾一期全面应用，建成77.4MW兴化湾样机试验风场，截止2019年7月31日，累计发电3.326亿千瓦时，按照每千瓦时0.85元计算，相当于新增加收入2.827亿元。

创新成果形成了海上风电同台竞技的“兴化湾模式”。兴化湾样机试验风场为国内外各风电机组制造厂家提供风电场参建的可能和公平竞争的赛场，通过同场竞赛、相互促进并加快提升我国大容量海上风电机组的技术进步和商业化进程。

三、技术要点

1）形成了海上风电同台竞技的“兴化湾模式”。

兴化湾模式是检验和促进大容量机组发展的有效途径。兴化湾样机试验风场为国内外各风电机组制造厂家提供风电场参建的可能和公平竞争的赛场，通过同场竞赛、相互促进并加快提升我国大容量海上风电机组的技术进步和商业化进程，实现我国海上风电的“更高、更快、更强”：更高—竞赛各厂家更高的可靠性和更高的发电效益；更快—竞赛各厂家更快的安装方案和更快的调试运维速度；更强—竞赛各厂家更强的技术创新和更强的抗风险能力。工程投产运行至今运行情况良好，各方面监测稳定，证明工程是可靠和安全的。

2）建立了浅覆盖层海上风电机组基础结构设计关键技术。

首创了大直径嵌岩直桩承台基础及友好性辅助施工平台配套建设技术，具备较高的承载力与抗倾覆性能；桩芯混凝土优化分层浇筑技术，在保证设计强度的基础上节省了混凝土浇筑方量；提高了大容量机组在浅覆盖层、台风频发环境条件下的安全性，降低了海上风电建设成本。

3）基于施工的关键技术创新。

为保证恶劣海况下的施工安全，增加施工作业天数，在国内海上风电项目首创了友好性辅助施工平台（分为履带吊作业区、钻孔区及靠船设施3部分），在海上风力到达8级以上（常规海上施工条件为风速6级，浪高1.5米）仍能保证海上交通船只靠泊、施工作业人员进场、施工工序的正常进行，有效增大了施工窗口期，天气敏感性相对较低。

4）构建了适用于海峡风资源及海况特点的风电机组型谱，完成了机组的海上环境适应性设计，增加了机组运行的稳定性，提高了机组的可利用率。

研发了单机容量和叶轮直径最大的机型，GW154/6700，叶轮直径达到154米，满发功率为6700kW，重点开发了抗台风适应性设计、大尺度叶片开发设计、电控一体化设计、支撑结构一体化设计等技术。机型的设计创新，填补了适应海峡海况的抗台风机型谱，形成了海上风电台风区域GW154/6700、GW168/6450、GW171/6450、GW184/6300等完善的机型谱。

四、应用前景

创新成果大规模应用于兴化湾二期海上风电工程，目前在建280MW，涉及基础45座；技术成果的科学性、可靠性得到了全面验证。创新成果已获得授权发明专利10项，实用新型专17项；主编专著2部；主编海上风电领域国家标准2部、行业标准1部和企业标准4部。项目实现海上风电产业化和规模化发展，技术成果后续还将推广应用于漳浦D区（402MW）海上风电项目，应用前景十分广阔。