第1章 海上风资源与海上风力发电发展现状 1
1.1 海上风能与风电开发 1
1.1.1 海上风能的特点 1
1.1.2 海上风力发电机组的发展现状 4
1.1.3 海上风力发电机组应具备的特点 6
1.2 欧洲海上风力发电发展现状 7
1.2.1 欧洲海上风电技术的发展回顾 8
1.2.2 欧洲目前和近期开发的海上项目 9
1.2.3 欧洲开发海上风电的潜力 10
1.2.4 欧洲发展海上风电的经验 11
1.3 中国海上风力发电发展现状 14
1.3.1 中国发展海上风电的自然环境 14
1.3.2 中国风电场的发展现状 16
1.3.3 中国海上风电发展面临的问题 18
1.3.4 中国发展海上风电的对策 19
第2章 海上风电开发的优劣势分析 24
2.1 海上风电场建设 24
2.1.1 海上风电场选址原则 24
2.1.2 海上风电场的配置 25
2.1.3 海上风电场的成本 26
2.2 海上风电开发的优势 27
2.2.1 高质量的海上风资源 27
2.2.2 更多可以借鉴的经验 28
2.3 海上风电开发面临的制约因素 28
2.3.1 盐雾腐蚀对风力机的影响 29
2.3.2 台风的影响 31
2.3.3 海浪的载荷 34
2.3.4 撞击的风险 38
2.3.5 海上风电场建设的困难 39
2.3.6 运行与维护 50
第3章 海上风力机区别于陆上风力机的特殊性 53
3.1 海上风力机技术路线选择 53
3.1.1 风力机故障分析 53
3.1.2 主要的技术路线 57
3.2 风力机基础多样化设计 60
3.2.1 基础设计条件要求 60
3.2.2 常见的基础形式 61
3.2.3 几种基础方案比较 69
3.2.4 基础设计流程 70
3.3 基础的施工 72
3.3.1 重力式基础施工 72
3.3.2 单桩式基础施工 73
3.3.3 三脚架式基础施工 75
3.3.4 导管架式基础施工 76
3.3.5 群桩基础施工 77
3.4 风力机防腐密封设计 81
3.4.1 主要的防腐蚀措施 81
3.4.2 海上风力机防腐措施 83
3.4.3 海上风力机密封措施 85
3.4.4 密封圈性能比较 85
3.5 风力机基础防撞击设计 86
第4章 海上风力机防台风加强设计与应对策略 88
4.1 台风破坏的分析 88
4.1.1 台风的形成 88
4.1.2 台风的分布规律 89
4.1.3 台风浪的形成和传播 90
4.1.4 台风的主要特点及其对海上风力机的影响 90
4.1.5 台风破坏的原因分析 91
4.1.6 台风影响等级划分三维坐标体系 93
4.1.7 抗台风加强设计总体思路 94
4.2 传动链增强设计 94
4.3 机舱罩的加强设计 97
4.3.1 加强机舱罩连接部位 97
4.3.2 舱内设置钢板加强筋 98
4.4 风速风向仪选取 98
4.4.1 灾难性气候对风电机组的破坏 98
4.4.2 测风仪的分类及特点 99
4.4.3 风力机风向仪的故障原因及设计原则 99
4.5 测风仪应急预案 101
4.6 台风期间控制策略 102
4.7 质量阻尼器减振设计 102
4.7.1 阻尼器的分类 102
4.7.2 结构上使用阻尼器的特点 103
4.7.3 阻尼器的安置形式 104
4.7.4 海上风力机使用阻尼器的作用 106
第5章 海上风力机发电能力优化设计 108
5.1 风力机转速的优化 108
5.1.1 控制过程概述 108
5.1.2 控制目标 109
5.1.3 控制策略分析 109
5.2 优化模型因数分析 112
5.3 优化设计流程 112
第6章 海上风力机可靠性设计 114
6.1 机械部件裕度设计 114
6.2 紧固连接件防松防锈 114
6.2.1 紧固连接件总体设计原则 114
6.2.2 紧固连接件松动的原因 115
6.2.3 防松设计基本原则 115
6.2.4 防松措施 116
6.2.5 防锈 117
6.3 电气系统冗余设计 118
6.4 电气元件降额设计 118
6.5 电控柜体设计 118
6.5.1 变桨系统运行环境及影响 118
6.5.2 变桨柜设计原则及措施 119
6.5.3 海上环境对控制系统的影响 120
6.5.4 主控柜设计原则及措施 121
6.6 发电机冷却方式 121
6.6.1 冷却系统的结构和组成 121
6.6.2 冷却系统的防护 123
6.6.3 两种方式维护及运行对比 125
6.7 变流器可靠性增强设计 126
6.7.1 环境要求 126
6.7.2 可靠性影响因素 128
6.7.3 可靠度分配 130
6.7.4 可靠性增强措施 131
第7章 海上风力机的维护与可维护性设计 132
7.1 海上风力机的维护 133
7.1.1 安全 133
7.1.2 叶片的维修保养 133
7.1.3 轮毂的维修保养 134
7.1.4 变桨轴承的维修保养 134
7.1.5 变桨电机的维修保养 135
7.1.6 变桨减速机与变桨小齿轮的维修保养 136
7.1.7 变桨控制柜的维修保养 136
7.1.8 主轴及主轴承的维修保养 136
7.1.9 增速箱的维修保养 137
7.1.10 高速轴刹车的维修保养 139
7.1.11 高速轴联轴器的维修保养 142
7.1.12 发电机的维修保养 142
7.1.13 机舱底架的维修保养 143
7.1.14 偏航系统的维修保养 144
7.1.15 塔筒的维修保养 144
7.1.16 机舱罩与导流罩的维修保养 145
7.1.17 机组的非正常状态处理及复位方法 146
7.1.18 废品处理 146
7.2 可维护的风力机结构设计 147
7.2.1 拆卸中存在的主要问题 147
7.2.2 可维护性结构设计准则 147
7.2.3 可维护性结构设计流程 147
7.2.4 结构设计 148
7.3 大部件维护专用吊装设备 149
7.4 维修用工装设计 149
7.5 大部件维修工艺流程 150
第8章 海上风力机标准及认证 157
8.1 海上风力机各种标准的对比 157
8.1.1 IEC 61400-3 157
8.1.2 GL海上风电指南 158
8.1.3 丹麦建议书 158
8.1.4 DNV-OS-J101 158
8.1.5 IEC WT01 159
8.1.6 GL指南和IEC标准对风力机载荷的对比 159
8.2 海上风力机标准与陆上风力机标准的比较 160
8.2.1 陆上风力机标准 161
8.2.2 海上风力机标准 162
8.3 海上风力机认证 164
8.3.1 型式认证 164
8.3.2 项目认证 166
第9章 海上风电开发与风力机制造技术发展趋势 171
9.1 海上风电场建设与风电开发利用的发展趋势 171
9.2 海上风力机制造技术展望 173
9.2.1 机组功率趋向大型化 173
9.2.2 碳纤维叶片 173
9.2.3 高翼尖速度 176
9.2.4 高压直流（HVDC）技术和机组无功功率输出可控技术 176
9.2.5 单位扫掠面积的成本曲线降低 176
9.2.6 智能电网 176
附录 风电专业术语汉英对照 178
参考文献 190