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5. 负压（吸力）筒基础

该基础适用于海床为砂性土或软粘土的浅海域，靠负压进行安装，靠自重及筒侧阻力使基础稳定。基础底部为吸力筒结构，负压筒沉放于海床面后进行抽水和抽气，其对负压筒沉放就位、调平、密封、纠偏等技术要求较高。

三峡新能源响水20万千瓦海上风电项目（图8），场区水深8-12m。共安装37台单机容量为4MW风电机组和18台单机容量为3MW风电机组。该场址以软土地基为主，并在风电场内运用了两台吸力筒试验基础。

6. 重力式基础

重力式基础主要依靠自重来抵抗风荷载和波浪荷载产生的作用力，维持稳定，重力式基础对表层土地基承载力要求较高。该结构可靠，在合适水深条件下，经济性较好。重力式风电机组基础施工所需的设备类似于重力式码头中的沉箱码头，国内有许多企业有着丰富的沉箱式码头施工经验，不存在相关的技术障碍。目前国内海上风电场还没有建设完成的重力式基础，但是相关的研究和试验都在开展。

7. 漂浮式基础

漂浮式基础属于柔性支撑结构（图9），主要包括锚索、锚定地点、浮箱或压载箱。漂浮式基础和锚泊系统的设计在满足性能稳定的同时，必须兼顾整个系统的设计成本。就经济性而言，半潜式基础是利用载重水线面面积通过分布浮力来获得复原力矩，结构简单，而且生产工艺成熟，单位吃水成本较低，经济性较好；张力腿基础看似结构简单，成本较低，但是由于结构产生远大于结构自重的浮力，浮力抵消自重后的剩余浮力与预张力平衡，预张力作用在锚泊系统上，使锚索时刻处于张拉的绷紧状态，将会造成锚泊系统和锚固基础形式设计的复杂性。

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国内漂浮式基础大都处于研发阶段，目前中国三峡上海勘测设计研究院有限公司正在开展漂浮式基础的施工图设计，有望2021年实现我国第一台漂浮式样机下海。

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| 小结

海上风电平价时代的即将到来，必将对基础优化设计提出越来越高的要求。基础优化除了基于合理的基础选型外，设计的方法和规范支撑也是关键因素。相信，随着多年来我国在海上风电建设中积累的大量现场资料和经验，必能有效地支撑基础设计，将我国的海上风电建设得更好。

鉴衡认证以匠心精神

打磨海上风电基础分析能力

文：北京鉴衡认证中心有限公司张宇

自我国第一个大型海上风电场——上海东海大桥项目2010 年建成以来，海上风电在中国的发展已迈入第10 个年头。鉴衡认证作为国内最早开展风电认证检测的第三方机构，一直致力于引入国际经验与评价模式，为国内海上风电发展提供优质的支撑性服务。海上风电项目面临前所未有的挑战，尤其是当面临国内台风、海床地质等特殊环境条件时，很多风险在国内项目中还没有完全暴露，相关研究也十分有限。因此，即使在陆上风电领域开展了多年的第三方工作，鉴衡认证也一直对海上风电技术保持敬畏，尤其是在海上风电基础与风电机组本身属于不同专业领域，它与风电机组的一体化设计技术仍需要很多深入研究。在参与上海东海大桥项目的设计评估之后，鉴衡认证致力于提升自身能力，并广泛投身于国际合作，拓展视野，为未来提供更有价值的服务积蓄力量。下面，将总结近几年鉴衡认证在海上风电基础分析方面开展的部分工作。

| 上海东海大桥海上风电场设计评估 (2007-2010年)

上海东海大桥是我国第一个大型海上风电场，鉴衡认证作为基础设计评估方参与了该项目，这也是国内首次开展此类工作，涉及场址条件评价、一体化载荷计算评估和基础结构评估三个方面内容，最终为该项目颁发了国内首张海上风电场基础设计评估符合证明。

在该项目中，鉴衡认证不仅为海上风电机组和基础建模计算能力奠定了基础，也在一些具体问题上积累重要经验：包括研究了国外很少采用的高桩承台建模方法，创新完成了等刚度和等模态的建模计算；探讨了莫里森方程对于大直径高桩承台水动力计算的适用性分析，在评价中增加绕射效应的波浪力修正方式；完成了高桩承台、桩基与连接部分的全面独立第三方仿真。

对于鉴衡认证而言，上海东海大桥项目是具有里程碑意义的项目，既让我们切身体会到海上风电基础一体化建模仿真和风浪耦合的重要性，是一次难得的实践机会，也让我们深刻认识到海上风电技术的复杂程度，以及需要努力的方向，为之后下定决心，加大投入，参与到国际项目合作中提供了强大动力。

| 国际能源署OC4项目（2010-2014年）

在上海东海大桥项目中的尝试和探索，让我们深刻地认识到，风电机组和基础结构的动力学和水动力学仿真计算的可靠性，在海上风电基础设计中至关重要。国内要想在这一领域提供有价值的评价服务，拥有足够的自信，必须加强这方面的能力建设。

因此，自2010年起，鉴衡认证参与了国际能源署（IEA）的OC4项目（IEA Task30，Offshore Code Comparison Collaboration Continuation）。该项目是OC3（Offshore Code Comparison Collaboration) 的延续，致力于比较全球参与海上风电结构仿真计算的各个机构的建模仿真一致性，通过背靠背的计算，明确各方差异，并寻找原因，积累经验。

在OC4项目中，鉴衡认证主要完成以下任务：

1. 第一阶段（2010-2012年）

（1）背靠背完成风电机组和导管架型海上基础的系统耦合模拟，比对了所有参与者的计算结果，总结了差异产生的原因和经验。

（2）通过分析总结了局部结构动力学的重要性。

（3）明确了浮力计算和结构附加质量，尤其是水动力附加质量的计算方法。

此外，还对导管架型海上风电基础建模的关键技术点和建议进行了总结。

2. 第二阶段（2012-2014年）

（1）背靠背完成一套200m水深的漂浮式海上风电机组的建模仿真，建立了一套用于比对仿真计算结果的设计工况。

（2）在这些工况下，通过寻找计算差异原因，总结了漂浮式基础在建模仿真时的技术关键点和一些主要动力学变量的计算经验。

共有来自于13个国家的23个机构或大学参与该项目，鉴衡认证是唯一一家来自中国的第三方认证机构。在比对过程中，鉴衡认证在两个方面取得很大收获：一是从技术上强化了海上风电基础一体化建模仿真能力，获得国际最前沿的经验总结，并加深了对海上风电结构一体化设计和水动力仿真的理解；二是通过比对培养了队伍，建立对自身建模能力和计算结果的自信，这对于为国内项目提供建议或评价服务是非常重要的。

在该项目中，鉴衡认证与其他机构共同完成了两篇会议论文，并得到发表。

原标题：《风能》杂志 | 海上风电开发基础选型先行（二）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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