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[摘要]在迎来了在岸(onshore)风电项目开发建设高潮的同时，海上风电项目开发的预期正被各大投资商迅速提高，但海上风电项目开发与在岸风电项目的开发建设有很大的不同。华南沿海开发海上风电项目必然会面临许多特殊的内、外部条件的影响，充分借鉴欧洲国家在开发建设海上风电项目的经验，将其应用于对华南沿海海上风电项目特殊条件的分析，在充分分析并正确认识这些特殊条件的基础上，做好必要的风险预控措施，采取正确的开发建设程序无疑会大大降低相关风险因素。
海上风电(offshore windfarm)，忽如一夜春风，从南到北，刮遍了我国万里海岸线，各大电力投资商对海上风电项目或已经取得合作开发的意向，或已经取得了地域开发利用权，或已经直接启动了前期研究工作，仅广东沿岸就有好几家投资公司开展了上述相关工作。但海上风电项目在开发程序、风电设备设计、特殊环境条件与陆上风电项目又有很大的区别，没有充分的技术准备和积累将给投资行为带来极大的风险。在开发海上风电项目的过程中，欧洲一些国家的海上风电项目开发经验值得我们借鉴。瑞典是第一个海上风场的国家，早在1990，瑞典便在其东海岸建起海上风场、紧接着便是丹麦、英国以及荷兰，他们是第一批开发海上风场的国家，他们拥有海上风场的第一次经验。这些风场都有一个共性：水深浅于10m, 离岸少于10km，风机台数少于30台。投资费用大概是2200欧元/kW。每年的运行费用为投资费用的1%。紧接着的第二批风场以水深深于20m, 离岸大于20km，风机台数在100到200台之间。考虑了风强度以及海浪等环境的因素。第一批的风场与第二批的风场除了以上的不同外，第二批风场的年运行费用为总投资的5%，此中原因是因为第二批的风场离岸远，水深，受海洋气候的影响更加严重[1]。总的来说，他们已经经历过发展—总结—再发展的一个过程，尤其是对第一批开发的海上风电项目的经验使他们认识到：充分认识海上风电的利弊将决定其项目开发的风险程度。相对陆上风电项目来说，海上风电项目面临的挑战有：更高的投资和运行、维护费用;更多的结构需求;安全和可靠性的更高要求;进入困难;交通工具的安全性问题等。而在华南地区海域开发海上风电项目，必然要考虑到亚热带海洋性气候对风机的挑战!海洋气候对风机发电机、变压器、油系统、冷却系统等设施的影响;雷击、高湿度、台风等各种气候特点的分析;还要考虑亚热带气候和海洋条件中的风机设计，等等。
盐雾和海水的侵蚀：湿度高是海上风场的共同特征，潮湿与带有盐份的空气会对暴露在外的风机设备产生腐蚀;因此，海上风机的发电机以及变压器等电器的设计应考虑此因素。风电机在海上运行时，破碎浪跃过发电机舱顶部的情形是有可能出现的，作为机舱中的变压器和电机等电器部件，受离岸的气候条件、空气中侵蚀的盐份影响，变压器可能出现的问题是绝缘不正确，绝缘故障引起短路;发电机的问题则在于线圈没有发挥其功能。这些经验教训已经不同程度地发生在欧洲的海上风电项目上，而荷斯韦夫(Horns Rev)风电场教训引出的一项设计变化是：修改风机的冷却进气通道，避免变压器暴露在进入的含盐水空气流中。
欧洲的海上风场所在的海域北海(Nord See), 波罗的海(Baltic See)位与N50°到N65°之间。而中国东南沿海纬度大约在N18°到N25°之间。一个位于温带与亚寒带，一个位于亚热带，纬度不同引起的气候条件截然不同。因而对风机性能的要求也有所不同。除了同样应该考虑潮湿，盐雾等海上风场共同的因素外，还应考虑南部沿海的特殊气候条件对海上风电技术所提出的挑战。
雷击的影响：华南地区是我国多雷暴区域，这是由于该地区气温高，湿度大，每当冷暖空气交汇，以及热力对流的旺盛发展都会引起雷暴的频繁出现，海上的雷暴情况暂时不被人类所清楚，仅雷暴登陆后对人类的生命财产的破坏却年年都有新闻，而对风电项目影响较大的如红海湾风电项目，由于该风电项目正处于雷电高发区，且雷电强度发现有超过国标规定的100KA的强度值，给电器设备和由于电气故障而造成的叶轮失速而造成的设施破坏十分严重。因此，海上风电项目规划选址时，应优先考虑应用雷电定位系统，运用相关技术和计算机在线实时监测技术，可实时探测云对地雷击的时间、位置、电流幅值、极性、回击次数等参数。
台风的影响：风机在按风速威布尔(weibull)曲线进行优化设计时，一般地区的极大风速与平均风速之间有一定的对应关系，但在华南由于受西太平洋暖湿气流的影响，按IEC标准选择的适合某地年平均风速的风机将可能不具备抗台风的能力，而华南海上台风的形成，少则几个，多则十多个，其中不乏具备极大破坏力的台风。据1949～1981共33年统计资料[2],南海热带气旋共514次，平均每年15.57次，其中热带风暴11.1次。热带风暴活动多集中在10°N以北海区，10°N以南少见。而一个具体的局部地区，此处仅列在珠江口以西至吴川一带登陆的台风，自1949年至2003年55年间，年平均1.62个。
基于台风在登陆后对陆上风电场的破坏影响，人们不禁对在南方开发建设海上风电项目十分担心，针对这种情况，有关部门已经开始行动起来，结合多年在华南追台风的经验，通过对华东和华南地理位置的分析比较后，大胆提出了一些新的建设性意见，在其多年的追台风经历中，广东省内还没有超过70米/秒的极大风，但在福建和浙江却出现了，考虑到台湾海峡的地形作用，台风在到达这里时存在加速的可能性;另一个更有力的发现是，台风“回奕”时的风速有时会大于台风初至时的风速;有鉴于此，可以推定台风极大风值的增大与地形的变化有关，相对而言，台风在经过海面时，由于不存在失压或加速作用因子，对华南沿海海面上台风的极大值的分析计算应该不同于陆上。当然，这一推断还有待海上测风工作和相关工作的进一步实证，但如果这一分析是正确的话，对台风的破坏顾虑就可以减少很多[2]。
炎热与强烈的太阳辐射：为了适应炎热与潮湿环境，应要求风机的设计考虑极端温度的影响。除了气候炎热之外，再加上在机舱上强烈的太阳辐射，容易造成风机的运行温度过高，过高的运行温度对齿轮箱、发电机、电子设备以及控制系统，都会有较大的威胁。在这种情况下，散热系统必须特殊考虑。比如，当环境温度较高时，齿轮箱内油的温度升高，润滑油的润滑性能将变差，在炎热的环境下风机的润滑更多采用主动冷却的方法，且应该考虑加强。此外，强烈的日光照射和紫外线辐射，对防腐层的使用寿命的影响，因此也对机舱外壳所采用的防紫外线材料提出了要求。
华南海上风电项目可能受到遇到的特殊条件还有：1、热带风暴可揿起波高10～14m以上的大浪，这种大浪对结构的损坏和风机受力计算模型的设定，目前还没有较好的解决方案，还有待人们做更进一步调研;2、在相当大的范围内存在低压气旋带，其将导致当地风速轮廓图出现并不是在一定范围(如h=100米)内风速随高度的增加而增大，相反，在其间某个高度会出现风速较大下降的情况;3、此外，还应考虑偏航齿轮暴露于空气中，其润滑脂也暴露在炎热，带有盐份的空气中，润滑性能的应如何保证等问题。
除此之外，恶劣的海上环境对风机的运行维护以及维修所造成的重重困难应更加予以重视。因此，中国华南沿海海上风电由于其与现有的欧洲海上风场由于地理位置的不同而存在较多的特殊性。这些特殊性无论可预见或不可预见，都对海上风电技术提出新的挑战。而借鉴欧洲海上风电的发展历史，对风电技术、海洋生态[3]、风险以及运行费用等因素进行理性的综合的考虑。
针对上述特殊条件的分析，我们可以将上述各因素考虑至海上风电项目的开发程序中来，做到重点关注、有序推进、总结经验、控制风险。
在项目初始阶段，取得相关职权部门的授权，此阶段的控制在于确定调研应该进行至何种深度。这个阶段的调研主要包括地球物理学、地球技术勘探，分析海床及其土壤状况，海底地形情况[4]，调查范围内的海流运动情况，潮汐、波浪的实测统计。从目前的经验来看，地球物理学、地球技术地勘参数、海流、潮汐实测参数等，为获得项目授权、设计过程的提供必要的基础数据信息。同时对相关区域的可用性研究，尤其是与海洋、渔业、军事、环保、航道、生态[3]等部门的预可行性研究是十分必要的;结合上述可能存在的特殊条件所带来的项目风险来选定可以进行海上风电场的区域;确定海上风电场的接入方案和线路;进行为期至少一年的测风工作;确定规模和主要的方案;可行性研究、立项、设计、施工等。其中，对拟定场区的确定、风机设备的选型、工程施工、维护和运行都要考虑华南特殊气候对上述工作的影响。
现在海上风电场的安装方法主要沿用了陆上电场的安装技术和方法，仅针对海上风电场的建设为相关船只和设备做了一些基本的调整。华南海上风电项目的安装必须改变这种方法，对于施工建设用船只，在潮汐来临的各个阶段都会需要深水通道，同样，叶片、塔架、机舱也会需要坚固的堆放区域。初期测量工作期间，天气条件会有影响，同时水深、海浪、潮汐会影响到通向工程现场的通道，从而影响项目建设和整个工程寿命。为了应对这种需求，维护用船只方面的设计已经作了重要改进，从只能在相对平静的条件下运行，发展至目前新建的船只可以应对一定高度的海浪。同时，必须充分考虑各种气候条件变化对项目实施环节的影响，尤其是在建设阶段，应主要关注日程进度和主要设备的成本与气候影响之间的关系。雇用大型施工用船只的花费将很昂贵[3]，节省这些时间的很重要，并且应该特别关注设备维护通道的需求。
而最近的研究表明，尽管南方海上风电项目将受到台风的影响，但中国沿海的平均风速总体呈南高北低的走势，较好的风资源将是对上述各种风险进行控制最有利的驱动力量。结合华南特殊的海上风电项目建设条件，做好选址规划，对重点风险因素做好预控，做好做足前期调研工作，不指望海上风电项目是一蹴而就的事，保持边干边研究，边观望边发展的心态未尚不是一件好事。
