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保藏海上风电开发基础选型先行

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-08-26 08:44阅读:原标题:保藏海上风电开发基础选型先行

本篇为《风能》杂志2020年02期封面故事专题——海上风电开发基础选型先行的Part 8、Part 9,点击下方链接查看Part 1-Part 7。

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海上风电基础特点

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及中国海域的适用性分析

文:上海勘测设计研究院有限公司 黄俊

| 概况

海上风电作为可再生能源发展的关键方向,我国将其划入战略性新兴产业的重要组成部分。我国第一座海上风电场——上海东海大桥海上风电场从2010 年实现并网发电至今,已经安全运行10年。10年间,风电机组单机容量逐渐增加(从3MW到10MW),建设场址从滩涂到近海,已经开始走向深远海。中国海上风电的大规模开发建设带动了相关产业链发展,反之,产业链的发展又推动着风电技术的不断创新和升级。

| 中国海域特点

虽然我国拥有的海上风能资源丰富,但是台风、海冰、地震、软土地质、基岩等,也给设计和建设带来巨大难度。可以说,中国海上风电的建设条件最复杂,最具有挑战性。

一、风能资源

我国沿海地区大部分近海海域90m高度的年平均风速在7-8.5m/s之间,适合大规模开发建设海上风电场。特别是台湾海峡,年平均风速基本在7.5-10m/s之间,局部区域的年平均风速可达10m/s以上。然而,我国的福建、广东、台湾地区每年都要经历多场台风,阵风风速可超70m/s,高风速必然对风电机组、基础提出高要求。

二、海洋水文

我国北方海域冬天海面结冰,这除了对结构的材料性能提出更高要求外,海冰长期作用在结构上,还会引起冰激振动,从而降低结构的安全使用寿命。通常,安装于该海域的设施需要设置专用的抗冰措施(图1)。

我国南方海域受台风影响,常伴随着大风大浪,部分海域的最大波高超过20m,不仅极大影响海洋结构物的安全性,同时也影响海上运维工作。

三、工程地质

我国沿海地区地质主要以软土地基为主(以江苏和上海地区为代表)。虽然在该地质条件下建设海上风电项目时,海上施工难度低,但表层土承载能力较差,导致基础结构工程量增加。另外,随着近年福建和广东海上风电的大力开发,业界认识到,该区域除了风能资源好外,也存在台风和大区域的浅覆盖层地质(以福建兴化湾、福建莆田、广东南澳和阳江等海域为代表)。浅覆盖层地质意味着基础桩基需要嵌岩施工(图2),或是必须采用新型的浅基础型式。

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