2

深海浮式风电不一样

技术的大幅变更，自然会催生出不同的产业链环节。

目前，海上风电主要是单桩风电，也就是固定式的风电，而漂浮式风电则是一个运动型的平台，必须对现有固定式的控制策略进行优化，使风力涡轮机可以在接近最佳效率值的情况下运行，并通过减少疲劳载荷来保证其可靠性。

所以，较固定式风电来说，浮式风电在风电机组（风机+塔筒）、浮体系统（基础+系泊+动态海缆系统）、安装施工等环节均有着较大变化。

风电机组延续了大型化的发展趋势，但也出现了许多不同的新型设计理念。

在漂浮式项目中，常规大型化风机同样可应用于深远海，但面临工作环境的改变，进行了结构加强和控制策略的改进，多种更加适合远海的创新性设计也逐渐出现：

首先是双体漂浮式风机，2019年，由西班牙公司EnerOcean牵头研制的一款新型漂浮式海上风力发电机进入使用阶段，也成为了全球范围内首个双体漂浮式海上风机，有着容量大、易组装、可随风向调整、建设成本低等优点。

而在去年9月，我国风电龙头企业明阳智能也发布了“蓝色能动号”双转子漂浮式海上风电平台，搭载两台明阳智能MySE8.3-180超紧凑半直驱海上风机，总容量可达16.6MW，也刷新了全球容量最大、重量最轻的双转子抗台风漂浮式风机纪录。

而在双体漂浮式风机外，还有异型塔筒、单双叶片等新型风机形式，分别有着成本低、安装便利等众多优势。

但从总体来看，浮式风机创新结构设计体现了开发商在降本增效上所做的努力，但其并没有多大的产业链更迭替换空间，只是属于结构上的优化改进。

浮体系统作为浮式风机与固定式风机最大的不同之处，也有着最多的改变。

首先是为风机机组提供浮力和稳定性的钢结构的浮式基础，目前，主流的浮式基础结构主要分为立柱式、半潜式、张力腿式以及驳船式四种。

资料来源：国盛证券研究所

其中，立柱式依靠将大部分重量放置于尽可能低的位置来降低整个系统的重心，进而获得稳定性，具有结构简单、垂向波浪激励力小、稳定性较好等特点，但对工作水深有着更多地要求，通常需要大于100m水深。

而半潜式设计意在最大限度地减少暴露在水中的表面积，最大限度增加体积，垂直圆柱体的大小和距离决定了稳定性，有着风机通用性强、水动力性能好、适用范围广地优点。

张力腿式风机则是最新且技术风险最高的平台基础形式，通过多个张力腿的方法来保证整个风机的稳定性，具有平台垂向运动性能优良的特点，但该结构往往需要丰富的制造、安装相关经验，在国内尚未推广。

驳船式则借鉴了船的设计，主要平台均浮在水面以上，兼具结构形式简单、容易制造、稳性较好、部署灵活的特点，也是目前应用较多的复试基础设计。

浮式基础之下，便是由张紧器、系泊线和锚固等装置组成，通过连接海床为浮式基础提供定位作用的系泊系统了。

而系泊系统中最重要的部分莫过于系泊线，是连接浮式基础和海床的关键构件，主要有悬链式、张紧式、张力腿式三种形成。

悬链线式

张紧式

张力腿式

而三种系泊也对应着不同的浮式基础设计：半潜式、立柱式漂浮式风机常采用悬链式系泊，该类型系泊线为钢链结构，钢链因其具备制造成本低、工序简单、强度高等优点，是目前使用最广泛的系泊材料，但其占据海床空间较大，重量随着水深增加而急剧增大。

而张紧式、张力腿式在重量与占据空间方面有一定改善，但从安装角度来看，则更为复杂，所以截至目前，悬链式系泊为建设主流方案。

此外，在实际的建设中，也存在着许多优化降本的方案，例如国内，“引领号”及“扶摇号”均采用9点悬链式系泊方案，即三个立柱各有三条系泊缆，三条系泊缆共用同一个锚固基础，通过共享的方法，大幅降低成本。

除系泊系统外，还有进行用电传输的动态海缆部分。

与固定式风机不同，漂浮式风机有着运动的空间，也决定了海缆将会被设计为可运动的状态。此时，动态海缆不仅要承担传输电力的作用、还要抵御各种环境载荷耦合所产生破坏的能力，因此在设计动态海缆结构时，要考虑各种载荷对海缆结构的影响。

而在风机本身结构之外，前往深远海安装施工也成为了产业链中必不可少的一部分。

漂浮式风机的大部分组件可于陆上建造组装，安装受窗口期影响很小，但浮体运输、浮体吊装、组装、风机吊装及系泊缆铺设等部分必须于海上作业，并且对作业时的季节、天气等各项因素有着极为严苛的要求，这也催生了对安装船的需求，并对安装船起吊能力、作业水深、可变载荷及甲板面积提出了更高的要求，供应缺口即将出现。