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。

  海上风电作为可再次生产的能源发展的关键方向，我国将其划入战略性新兴起的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，已经安全运作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，慢慢的开始走向深远海。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停地改进革新和升级。

  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非常大难度。可以说，中国海上风电的建设条件最复杂，最具有挑战性。

  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。

  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，以此来降低结构的安全常规使用的寿命。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。

  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，但表层土承载能力比较差，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），或是一定要采用新型的浅基础型式。

  综上所述，中国海域的海上风电建设条件远比欧洲复杂。针对中国海上风电场的建设特点，选择合理的基础型式十分重要。

  基础是海上风电最关键结构之一，合理的基础型式不仅能提升项目收益率，促进施工高效性，同时也能保证项目的安全性和可靠性。当然，基础选型除与建设场址的海域特点紧密关联，还应考虑船机设备、单位建造能力。

  在明确风电场的水深和地质条件等基本情况后，便可对风电机组基础进行初步选型，见表2。

  该基础由基桩和混凝土承台组成，刚度较大，抗水平荷载性能较好，适用于中等水深且对海床地质条件要求不高的条件。其采用传统的港口工程项目施工设备和施工工艺、施工难度较小，大多数海上实施工程单位都有能力施工。

  我国第一座海上风电场⸺上海东海大桥海上风电场（图3）位于东海大桥东侧的东海海域，工程海域水深9.9-11.9m，以软土地基为主，该项目总装机容量为20.4万千瓦，安装3.0MW和5.0MW风电机组。基于当时的施工设备能力，该场址采用斜高桩承台基础。

  福建兴化湾样机试验风电场（图4）工程海域水深约5-16m，以浅覆盖层地质为主，基岩面埋深较浅。项目总装机容量7.74万千瓦，安装7种不同厂家的机型，单机容量在5.0-6.7MW。该场址采用大直径直高桩承台基础。

  它为我国海上风电采用的最主要基础型式之一。单桩基础结构相对简单，主要是采用大型沉桩设备将一根钢管桩打入海床。在钢管桩上设置靠船设施、钢爬梯及平台等，钢管桩顶部通过灌浆或直接通过法兰连接顶部塔筒。单桩基础一般都会采用单根直径4.5-9.0m钢管桩定位于海底，承受波流荷载及风电机组荷载。为防止桩周冲刷，沿单桩一些范围内进行防冲刷处理。

  三峡新能源大连市庄河III海上风电场（图5）是我国已建的最北海上风电场，平均水深约20m，以软土地基为主，局部机位有基岩和溶洞存在。该项目总装机容量为30万千瓦，安装3.3MW和6.45MW风电机组，该场址主要以单桩基础为主，由于受海冰影响，基础安装抗冰锥结构。

  多脚架结构根据桩数不同可设计成三脚（图6）、四脚等基础，多根桩通过刚架与中心立柱连接，风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体，多脚架结构的刚度大于单桩结构，能够最终靠调整三脚架来保证中心立柱的垂直度。

  龙源电力集团在如东潮间带建设的示范风电场，潮间带涨潮时平均水深只有1.5m，风电场共安装了9个国内风电机组生产厂商的16台海上试验机组，单机容量为1.5-3.0MW，总容量3.2万千瓦。该场址以软土地基为主。

  该基础借鉴了海洋石油平台的概念，其上部采用桁架式结构，当水深到一定深度后，其刚度较高的特点就能从经济性上反映出来。但导管架结构交叉节点较多，结构建造复杂，结构疲劳敏感性高。

  三峡新能源阳西沙扒一期30万千瓦海上风电场（图7），场区水深在27-32m之间，共安装55台单机容量5.5MW的风电机组，该场址表层土为软土地基，埋深一定深度后存在基岩。该场址采用了部分导管架基础。

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  北极星风力发电网自“新华社”获悉，新华社记者13日从江苏省发改委获悉，该省计划在2027年底前新建海上风电、海上光伏两个千万千瓦级清洁能源基地，进一步促进地方产业绿色低碳发展。记者通过调查了解到，江苏将在沿海地区重点围绕绿色能源开发、电力供应支撑、新型储能等展开布局，充分的发挥光伏发电、风电与农

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