英国海上风电的技术路线和特点

英国通过长时间的研发和积累，已经具备建设海上风电场一整套比较成熟的技术，推动着海上风电不断朝离岸更远、入水更深的方向发展。

3.1、风电机组方面

在英国海上风电发展初期，风电设备主要沿用了维斯塔斯（Vestas）陆上型机组，也由此产生了设备海上适应性差（主要是防腐问题）和可靠性低等问题，齿轮箱、发电机、叶片、主轴承、海上变电站以及海缆等问题频发。经过多年的经验积累和技术进步，英国海上风电设备运行可靠性有很大提高，目前海上风电机组设备可利用率基本能达到95%以上。截至2013年5月31日，英国已并网的海上风电机组主要来自于维斯塔斯、西门子（Siemens）以及瑞能（Repower）三个厂家，Vestas的市场份额为23.6%，主要集中于早期（2006年之前）开发的风电场。Siemens的3.6/107及3.6/120型风电机组是英国安装量最大的风电机组，市场份额为71%。

2007年以来，英国开发的海上风电场单机容量以3.6MW风电机组为主。但目前风电机组大型化趋势在加快，英国已安装了32台Repower5MW及2台Siemens6MW风电机组。

2013年底韩国三星公司研制了一台17MW试验风电机组，已经在苏格兰海域完成安装。同时一些其他设备商也正在抓紧研制单机容量达到7.5MW的风电机组。提高风电机组单机容量可以提高风能的获取效率，也能为生产、安装和维护提供规模经济效益。从发电机的形式来看，当前仍然以双馈式异步发电机为主，但无齿轮箱的直驱式机组也是重要的研究方向，西门子推出了风轮直径150m的直驱风电机组。此外，叶片等关键部件的技术改进也不断取得进展，诺丁汉大学和歌美飒（Gamesa）联合开发的叶片自动化生产技术，可以降低叶片生产成本8%，减少制造时间11%。

3.2、风机基础方面

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单桩式基础是海洋建设中经过反复测试和试验形成的成熟技术，其对于海上风电同样具有较好的适应性，且成本相对较低，目前英国在运和获得许可的海上风电场绝大部分均采用单桩式基础结构形式。同时，由于单桩式基础的直径和承重能力方面的限制，针对水深超过30m或者单机容量超过3MW的风电机组，导管架式基础和混凝土重力式基础结构也在逐步被采用，并且通过规模化生产和安装工艺的不断改进，成本得到了显着降低。

3.3、并网技术方面

目前，已经投运的海上风电场，采用的都是电力行业的标准高压交流输电方式，通过海底电缆输电。随着风电场离岸越来越远，高压直流输电由于可以大幅减少线路传输损耗，成为发展的一个重要方向。Borkum2等一些项目的规划中，已经明确提出要采用高压直流方式输电。

3.4、安装施工方面

海上风电基础结构和风电机组的安装主要通过标准自升式安装驳船和一些特制的专门船只实现。安装驳船通常有4~6个支柱，延伸到海床上，将船完全脱出水面，进而开展施工作业，安装深度可以达到35m。为了进一步扩大安装水深，曾借助于水力和喷气推力的特殊悬浮式安装船，在Beatrice项目水深45m的地方进行了安装施工的试验，试验结果表明该方式可行，但要应用于大规模风电机组的安装还有一定差距。

3.5、运行与维护方面

英国海上风电运行与维护通常采用集中监控与运维基地相结合的方式，厂家在英国建有集中监控中心，24h不间断监控各海上风电项目的设备运行情况；同时，项目业主在风电场附近建有海上运维基地，负责风电设备的定期维护和故障处理。基地的运维人员根据监控中心的维护指示到现场处理无法复位的设备故障，同时按年度计划进行正常的维护。运维中通过强化远程状态监控，确保机组的可靠性，最大限度减少计划外维修次数，优化维护过程。状态监测的一个特点是对关键部件转动和摩擦产生的声频监测，并将监测结果传输到中央数据中心进行分析，确定风电机组是否处在理想工作状态，以此为基础利用小风期进行有针对性的检修和维护。针对风电场离岸距离不断增加，未来的运行和维护也在考虑采用与石油钻井平台相似的方法，在海上建立住宿设施作为运行与维护的平台。