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广东海上风电支撑结构设计的技术创新与工程实践 A（28页）.pdf

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1、广东海上风电支撑结构设计的技术创新与工程实践2019 全球海上风电峰会2019年06月02日阳江广东院广东省海上风电发展规划主要内容支撑结构设计技术创新与工程实践广东院海上风电业务海上风电高质量发展展望海上风机基础的设计与施工一、广东省海上风电发展规划规划与工程57000 MW近海深水区（35-50米水深）规划海上风电场址8个，装机容量5700万千瓦9850 MW近海浅水区（35米水深以内）规划海上风电场址15个，装机容量985万千瓦粤西项目1、粤电湛江外罗项目一期（2017）2、粤电阳江沙扒项目（2017）3、三峡阳江沙扒项目（2017）4、中广核阳江南鹏岛项目（2017）5、中节

2、能阳江南鹏岛项目（2017）6、粤电湛江外罗项目二期（2018）7、三峡阳江沙扒项目二期（2018）粤东项目1、国电投揭阳靖海项目（2018）2、国电投揭阳神泉项目（2018）3、大唐汕头勒门项目一期（2018）4、华能汕头勒门项目二期（2018）5、宝丽华汕尾后湖项目（2018）6、三峡汕头洋东项目（2018）z珠三角项目1、南网珠海桂山项目（2012）2、中广核惠州港口项目（2018）3、粤电珠海金湾项目（2018）海上风机基础的设计与施工广东省海上风电产业布局广东省海上风电发展规划（20172030）对海上风电产业发展进行了规划布局，在阳江建设海上风电产业基地，重点发展海上风电装备制造

3、业；在粤东建设风电运维和整机组装基地，承接粤东片区海上风电运行维护和管理；依托明阳集团开展机组研发；支持中能建广东院建设省级乃至国家级创新平台。粤东运维和组装基地广东院创新平台机组研发阳江海上风电产业基地二、广东院海上风电业务广东院简介中国能建广东院成立于1958年，注册资本10亿元人民币具有国家综合甲级资质，已从传统电力设计院发展为服务能源和基础设施建设的国际工程公司，可为客户提供全生命周期工程服务第十四届全国质量奖，连续14年入选ENR中国工程设计企业60强，ENR2014年“最具国际拓展力工程设计企业”，2015年-2017年中国承包商80强2011年起连续7年合同额超100亿，201

4、8年合同额超150亿，营业收入超60亿咨询规划勘察设计工程总承包投资运营“四位一体”主营业务“四位一体”主营业务百万千瓦火电百万千瓦核电百万伏特高压百万千瓦海上风电“四个百万”“四个百万”“智慧能源”“智慧能源”新能源研究与开发综合能源利用智能电网应用低碳环保与超清洁能源改造智慧城市研究与建设核心业务与业绩广东院海上风电业务概述10与中国海上风电事业同步，9年的技术储备与项目经验5风电5本国家重点图书编制单位1 主持编制的省级海上风电场规划第1个获得国家能源局批准海上风电设计规范国家标准第1主编单位国内首次设计导管架基础集团工程研究院海上风电研究所挂牌单位广东省海上风电大数据中心30

5、+20多个海上风电场工程项目，施工建设7个40+40多个海上风电科技攻关项目100+100多项专有专利技术及软件著作权150+150多位具有丰富经验的工程师专注海上风电奖项：海洋工程科学技术奖、科技进步奖、QC成果奖论文：70+咨询规划与设计2012年8月，编制完成广东省海上风电场工程规划，成为第一个获得国家能源局批准的省级海上风电规划报告。2017年10月，编制完成广东省海上风电发展规划修编（2017-2030年）为广东省海上风电资源科学、有序、连片开发建设提供完备规划和技术保障。在广东省海上风电产业发展方向、海上风电价格补贴政策研究、促进广东省海上风电装备制造与服务产业链科学发展等方面建言

6、献策。制定规划政府智库将深度服务延伸至项目前期的所有技术咨询和项目管理工作，以“前期开发+技术咨询+项目管理”模式承接海上风电项目前期工作，稳步推进各项目建设相关事宜。前期总包工程总承包优势：有利于整个项目的统筹管理；有利于设计优化；有利于设计、采购、施工合理搭接；有利于降低造价与缩短工期。智慧型海上风电场。国内首个海上风电工程全过程EPC共3个海上风电工程全过程EPC 牵头产业联盟与创新联盟创新联盟与产业联盟广东院致力于构建涵盖风电装备制造骨干企业、风电开发企业、研究单位、海工装备和施工企业为一体的产业联盟，打造为海上风电参与方提供交流互动的服务平台，为项目业主提供一站式综合服务。广东院

7、致力于打造海上风电基础研究与科技创新的命运共同体，牵头组建和推动海上风电创新联盟的各项工作，在告诉发展的信息时代，行业的发展更应注重合作与协同，力促海上风电科技水平提升。三、支撑结构设计技术创新与工程实践主要基础型式固定式基础固定式基础浮式基础浮式基础单桩基础水下三桩基础高桩承台基础重力式基础导管架基础吸力桶基础水上三桩基础半潜平台基础Spar基础抗疲劳设计技术基于S-N曲线和Miner准则的疲劳累积损伤方法应用（工程应用）基于Paris裂纹扩展法则的断裂力学方法简化疲劳方法（疲劳容许应力）确定性疲劳方法频域疲劳方法（谱疲劳）时域疲劳方法疲劳是海上风机基础结构设计的难点与核心之一

8、，也是海上风机支撑结构发生破坏的主要原因，广东院海工团队对风浪耦合作用下的疲劳问题开展了专题研究，取得了较多成果。三峡新能源阳西沙扒300MW海上风电场工程风机导管架基础施工升压站导管架基础施工国内首台深水大容量风机导管架基础中广核阳江南鹏岛海上风电场工程（EPC）国内容量最大的海上风电场EPC广东院与广核工程公司联合体大直径单桩与土的相互作用分析技术室内试验离心机试验现场试桩数值模拟结合桩土专题，开展超大直径单桩设计研究：勘察及土工试验问题（小应变）；尺寸效应，p-y曲线适用性问题；桩土相互作用是海上风机基础结构设计与施工的难点与核心之一，广东院对此开展了四位一体的研究。粤电湛江外罗海

9、上风电项目（EPC）单桩基础施工粤电珠海金湾海上风电项目（EPC）广东院第3个海上风电场EPC项目全部采用新型的超大单桩基础复杂地质下的嵌岩技术结合桩土专题，开展超大直径单桩嵌岩设计研究：受力机理问题：刚性桩设计、3D有限元；循环累计变形及土的疲劳问题（循环弱化）；嵌岩桩计算模拟问题（无全、强风化岩p-y）嵌岩长度问题（能不能固定住！多长可以固定住！（岩面浅）共振问题（波浪&风机荷载-频率穿越）：阻尼！平面流动破坏楔形体破坏水平及旋转弯矩作用柔性长桩水平及旋转弯矩作用楔形体破坏旋转破坏大直径单桩粤电阳江沙扒海上风电项目风机导管架基础施工国内施工难度最大的海上风电场之一75%嵌岩比例水

10、下高强灌浆设计技术比例模型试验足尺模型试验数值分析工程应用灌浆是海上风机基础结构设计与施工的难点与核心之一，广东院在国内首次设计高强水下灌浆连接段，在理论、设计、施工、检验方面形成专著。我们在海上风电灌浆技术方面取得的成绩在同行内具有领先性，在这方面我们完成专著1本，专利6项，软件著作权1项。水下高强灌浆施工案例桂山项目导管架基础水下灌浆足尺度施工与力学试验广核南鹏岛导管架基础水下灌浆海上升压站设计技术粤电湛江外罗海上风电项目（EPC）四桩导管架基础方案：外罗项目在合适机位将采用直腿导管架基础，有利于建造和施工。上部组块：3层结构,尺寸35X32m,重量约 2800 t.广东省第一个海上升

11、压站四、海上风电高质量发展展望吸力式桶形基础设计单桶单桶水平循环试验水平循环试验三桶三桶水平循环试验水平循环试验开展吸力桶基础设计研究：勘察及土工试验问题（CPT、CSS/DSS）；受力机理与承载特性问题荷载取值与安全性复核问题（随机荷载、循环荷载）安装施工模拟与控制问题；浮式风电基础设计技术浮式风电模型试验浮式风电模型试验第一个商业化浮式风电场，位于苏格兰，5台6MW风机，风场已正常运行了1年多，其表现远超预期。高压直流集群输电柔性直流输电系统：以电压源换流器为基础的直流输电系统（VSC-HVDC），采用了IGBT、IEGT等可控关断元件。特点：1.可解决向无源负荷送电的问题。2.有功和

12、无功快速独立地控制。3.提高交流电网的功角稳定性。4.适用于长距离的远海型风电场。广东院设计国内第一个柔性直流项目南澳岛直流送出远海岸风电送出关键技术及装备研究（牵头方：南网电科院，广东院参与）海上直流平台广东省海上风电大数据中心广东院牵头承担2018年广东省自然资源厅重点科技项目基于大数据的海上风电场支撑结构强度与疲劳实时评估研究，力争为广东省海上风电大数据应用打下良好基础。粤港澳大湾区战略引领能源发展粤港澳大湾区战略引领能源发展广东院正在开展粤港澳大湾区能源规划，将大力推进能源供给侧结构性改革，优化粤港澳大湾区能源结构和布局，建设清洁、低碳、安全、高效的能源供给体系，湾区发展，能源先行，而海上风电是其中重要组成部分。广东院响应国家战略号召，积极开展粤港澳大湾区科技创新合作，助推海上风电技术创新，已与香港科技大学、香港大学、香港理工大学、南方科技大学、中山大学、华南理工大学等高校科研院所进行了广泛和深入的交流，为大湾区建设国际科技创新中心做出努力。

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