九洲普惠風機在下文從風機基礎型式、風機吊裝調試和后續(xù)風機運維工作的開展，以國內第一個建成并投運的大容量風機海上風電場--莆田平海灣50MW 海上風電場為案例，分析了平海灣海上風電場與陸上風電、江蘇海上風電等在建設中的不同之處，以期為后續(xù)海上風電場的建設提供借鑒。
平海灣項目概況
海上風力發(fā)電最近幾年是國家鼓勵的方向，從上海東海大橋海上風電一期、二期項目、江蘇響水和臨港海上風電項目開始，各地的海上風電正在如火如荼的建設中。
莆田平海灣50MW 海上風電場是福建省第一個獲得核準的海上風電場項目，也是國內第一個大容量5MW 風機海上風電機組商業(yè)化運行的風電場。作為同一時期的海上風電項目，上海東海大橋項目與江蘇響水等項目與莆田平海灣海上風電項目，雖同為海上風力發(fā)電，卻有著截然不同的自然條件和技術水平。
不同的地質情況和風機選型結果導致海上風電機組的設計，無論是從風機基礎、機組設計、安裝方式等來說差異巨大，無法完全復制使用。
風機基礎型式
氣象條件：
風資源是風電場選址的首要考慮因素，平均風速、主導風向、風功率等風能評估參數(shù)在一定程度反映當?shù)仫L能資源的參數(shù)。
目前已建成的陸上風電風速平均在5 ～ 8m/s，上海、江蘇海上的平均風速在8m/s 左右，而莆田平海灣海域的平均風速可達10m/s 以上，可利用可達3500 小時。因此為更好的利用風資源，莆田平海灣海上風電場的風機可以往更大型化發(fā)展，但另一方面也意味著在施工過程中存在的更大困難。
根據(jù)近3 年的施工情況，福建省沿海地區(qū)施工窗口僅有3 ～ 4 個月的時間，一般為3 ～ 6 月間;從7 月份開始，臺風、季風的影響較為明顯，1 個月有效施工時間僅為數(shù)天，陸上風電則不存在受此類困難影響。
機位地質情況：
上海和江蘇多為淤泥沉積形成，因此風機基礎地質松散，利用單樁型式可以打到60 ～ 70m 以提供足夠穩(wěn)定的承載力。
而福建沿海地帶則多為風化巖，樁打到四五十米深就能夠提供足夠的承載力;
另外福建沿海存在“孤石”問題，給基礎施工造成諸多不利因素。
基礎設計：
陸上風電場基礎型式從結構型式上主要分為：重力擴展式、梁板式、高臺柱式、樁—承臺式、沉筒式、復合式六種型式，型式較為簡單，施工工藝成熟。
根據(jù)海上風機基礎的特殊性，海上風電場風機基礎多采用重力固定式、支柱固定式及浮置式基礎，目前國內掌握海上風機基礎施工的單位并不多，多為中交系統(tǒng)內部單位。
同為海上風電，上海東海大橋風機基礎為八樁高承臺，江蘇響水風機基礎多為單樁型式，而莆田平海灣海上風電基礎采用多樁高承臺，基礎型式的變化主要由根據(jù)項目勘察階段的地質鉆探結果決定。
風機投運
風機生產(chǎn)：
風機選型結果關系著風電場后續(xù)運維成本，風機越可靠運維成本越低。而從風機中標到首批風機到貨一般需要12 個月左右的時間，廠商的生產(chǎn)能力和供貨周期在開發(fā)海上風電場需要著重考慮。
目前國內海上風電機組可選的廠商數(shù)量較少，特別是5MW 及以上有批量生產(chǎn)經(jīng)驗的風電機組生產(chǎn)廠商更是稀少。國外風機廠商在國內銷售的也僅有兩三家，遠遠無法滿足國內日益發(fā)展的海上風電事業(yè)需要。
吊裝方案：
東海大橋地處長江出?？冢髁魉佥^快;莆田平海灣海域處于臺灣海峽，水流較緩，但存在涌浪等現(xiàn)象;這些對風機吊裝方案的選擇會造成影響。
東海大橋項目采用整體式吊裝，吊裝效率較高，但操作難度和施工環(huán)境要求較高，適合海面較為平穩(wěn)的吊裝環(huán)境;平海灣海域涌浪大，可施工窗口短，無法滿足整體式吊裝的環(huán)境要求，故采用分體式吊裝方案。
風機吊裝：
平海灣一期項目采用湘電XE128-5MW 型風機，風電機組分為基礎環(huán)、塔筒、機艙、發(fā)電機、輪轂和葉片六個部分，其中基礎環(huán)在風機基礎施工過程中已預埋。
平海灣項目風機分體式吊裝要求塔筒、機艙和發(fā)電機吊裝在8m/s 的風況下才允許吊裝，輪轂和葉片在7m/s 的風況下才允許拼裝、吊裝，根據(jù)現(xiàn)場安裝時間統(tǒng)計一臺風機完成吊裝需要4 ～ 5 個工作日(圖1)。
風機調試：
風電機組調試一般分為靜態(tài)調試和動態(tài)調試，靜態(tài)測試主要為風機監(jiān)控系統(tǒng)與升壓變電站、風電機組及各部件子系統(tǒng)的信號測試;動態(tài)測試包含安全鏈和功能性測試，調試需要時間一般為7到8個有效工作日時間。
風機運維
防腐問題：
海上腐蝕是海上工程重點考慮的一個問題，從風機基礎鋼管樁、混凝土承臺、風電機組設備都要求按照海工重防腐標準進行處理。
鋼管樁外部可涂海工涂料并加裝陰極保護進行防腐;
混凝土承臺必須用具有一定防腐能力的混凝土;
風電機組設備在設計階段要用高于普通陸上風電的防腐標準，充分考慮海上的潮濕環(huán)境進行設計。
運維方案：
批量的5MW 風機投入運行，在國內尚屬首例，目前已并網(wǎng)，風機發(fā)電情況良好，基本能達到100% 利用率， 但風機在各種工況條件下的發(fā)電情況還有待后續(xù)觀察研究。
考慮到未來風電機組運維方案，主要問題集中在風機定期維護和防臺措施。
風機定期維護是在風機操作停機的情況下對風機各部件進行檢查、維護、保養(yǎng)，目的是為了使設備保持最佳狀態(tài)，延長風機的使用壽命。
風機定期維護的難點在于運維船只，國內目前專業(yè)的風機運維船不到10 艘，遠遠達不到國內海上風電運維的需求。
莆田平海灣海域地處臺灣海峽地區(qū)，每年夏秋季節(jié)臺風多發(fā)，因臺風期間風速湍流強度高，雨量大，同時風電場所處海域潮差大，風機易受到大潮沖擊，防臺防汛、防大潮工作尤為重要。就2017年1 號“尼伯特”臺風及第14 號“莫蘭蒂”臺風從福建登陸，風場均受到不同程度影響，在臺風尚未登陸前就已啟動暴風停機模式。
九洲普惠風機結語
與陸上風電相比，海上風電易受海浪、霧氣、臺風等影響，單位千瓦造價高、施工難度大、維護較困難，但風機占地面積小，風輪直徑大，可以有效利用風能發(fā)電，項目收益率高，快速收回投資。
對于海上風電來說，風電機組的可靠性至關重要，可靠的風機可以大大減少運維成本。目前國際已有8MW 的海上風電機組投入運行，但國內上最大容量海上風電機組為6MW，發(fā)展速度相對緩慢。
另外，風電機組的維護策略也是有一定影響，國外風機廠商最近幾年一直在實施保養(yǎng)替代定期檢修的策略，使國外的風機維護工作量相比國內少非常多，故障率也低，這點對國內有一定的借鑒意義。
