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第1章 海上风能与海上风力发电发展现状2

1.1海上风能与风电开发2

1.1.1海上风能的特点2

1.1.2海上风力发电机组的发展现状6

1.1.3海上风力发电机组应具备的特点9

1.2欧洲海上风力发电发展现状10

1.2.1欧洲海上风电技术的发展回顾10

1.2.2欧洲目前和近期开发的海上项目11

1.2.3欧洲开发海上风电的潜力13

1.2.4欧洲发展海上风电的经验15

1.3中国海上风力发电发展现状19

1.3.1中国发展海上风电的自然环境19

1.3.2中国风电场的发展现状20

1.3.3中国海上风电发展面临的问题22

1.3.4中国发展海上风电的对策24

第2章 海上风电开发的优劣势分析31

2.1海上风电场建设31

2.1.1海上风电场选址原则31

2.1.2海上风电场的配置32

2.1.3海上风电场的成本33

2.2海上风电开发的优势35

2.2.1高质量的海上风资源35

2.2.2更多可以借鉴的经验36

2.3海上风电开发面临的制约因素37

2.3.1盐雾腐蚀对风力机的影响37

2.3.2台风的影响40

2.3.3海浪的载荷43

2.3.4撞击的风险49

2.3.5海上风电场建设的困难51

2.3.6运行与维护63

第3章海上风力机区别于陆上风力机的特殊性68

3.1海上风力机技术路线选择68

3.1.1风力机故障分析68

3.1.2主要的技术路线73

3.2风力机基础多样化设计76

3.2.1基础设计条件要求76

3.2.2常见的基础形式77

3.2.3几种基础方案比较86

3.2.4基础设计流程88

3.3基础的施工91

3.3.1重力式基础施工91

3.3.2单桩式基础施工91

3.3.3三脚架式基础施工94

3.3.4导管架式基础施工96

3.3.5群桩基础施工97

3.4风力机防腐密封设计102

3.4.1主要的防腐蚀措施102

3.4.2海上风力机防腐措施104

3.4.3海上风力机密封措施106

3.4.4密封圈性能比较108

3.5风力机基础防撞击设计108

第4章 海上风力机防腐蚀系统设计111

4.1防腐涂装111

4.1.1铸造件112

4.1.2锻造件113

4.1.3焊接件116

4.1.4高强螺栓联结件120

4.1.5风力机基础121

4.2加强密封122

4.2.1机舱罩和导流罩123

4.2.2齿轮箱123

4.2.3主轴承和回转支承124

4.2.4发电机125

4.3耐腐蚀材料应用125

4.3.1增速箱辅配件125

4.3.2发电机辅配件126

4.3.3液压站126

4.3.4集中润滑系统127

4.3.5非高强螺栓联结件127

4.4电气柜系统防腐127

4.4.1变桨柜128

4.4.2主控柜129

4.4.3变流器130

4.5防腐防锈工艺132

4.5.1涂料防腐工艺132

4.5.2防锈油防锈工艺144

4.5.3润滑脂防锈工艺152

4.5.4达克罗涂层及镀锌层修补工艺153

4.5.5工艺螺纹孔防护155

第5章 防台风加强设计与应对策略158

5.1台风破坏的分析158

5.1.1台风的形成158

5.1.2台风的分布规律159

5.1.3台风浪的形成和传播160

5.1.4台风的主要特点及其对海上风力机的影响161

5.1.5台风破坏的原因分析162

5.1.6台风影响等级划分三维坐标体系165

5.1.7抗台风加强设计总体思路166

5.2传动链增强设计167

5.3机舱罩的加强设计170

5.3.1加强机舱罩连接部位170

5.3.2舱内设置钢板加强筋171

5.4风速风向仪选取172

5.4.1灾难性气候对风电机组的破坏172

5.4.2测风仪的分类及特点173

5.4.3风力机风向仪的故障原因及设计原则173

5.5测风仪应急预案176

5.6台风期间控制策略176

5.7质量阻尼器减振设计177

5.7.1阻尼器的分类177

5.7.2结构上使用阻尼器的特点179

5.7.3阻尼器的安置形式180

5.7.4海上风力机使用阻尼器的作用183

5.8海上风力机抗台风控制策略185

第6章 海上风力机发电能力优化设计187

6.1风力机转速的优化187

6.1.1控制过程概述187

6.1.2控制目标188

6.1.3控制策略分析188

6.2优化模型因数分析192

6.3优化设计流程193

第7章 海上风力机可靠性设计196

7.1机械部件裕度设计196

7.2紧固连接件防松防锈197

7.2.1紧固连接件总体设计原则197

7.2.2紧固连接件松动的原因197

7.2.3防松设计基本原则198

7.2.4防松措施199

7.2.5防锈201

7.3电气系统冗余设计201

7.4电气元件降额设计202

7.5电控柜体设计202

7.5.1变桨系统运行环境及影响202

7.5.2变桨柜设计原则及措施203

7.5.3海上环境对控制系统的影响204

7.5.4主控柜设计原则及措施205

7.6发电机冷却方式206

7.6.1冷却系统的结构和组成206

7.6.2冷却系统的防护209

7.6.3两种方式维护及运行对比212

7.7变流器可靠性增强设计212

7.7.1环境要求212

7.7.2可靠性影响因素214

7.7.3可靠度分配218

7.7.4可靠性增强措施218

第8章 海上风力机的维护与可维护性设计221

8.1海上风力机的维护221

8.1.1安全221

8.1.2叶片的维修保养222

8.1.3轮毂的维修保养223

8.1.4变桨轴承的维修保养224

8.1.5变桨电机的维修保养224

8.1.6变桨减速机与变桨小齿轮的维修保养225

8.1.7变桨控制柜的维修保养226

8.1.8主轴及主轴承的维修保养226

8.1.9增速箱的维修保养227

8.1.10高速轴刹车的维修保养229

8.1.11高速轴联轴器的维修保养233

8.1.12发电机的维修保养234

8.1.13机舱底架的维修保养235

8.1.14偏航系统的维修保养236

8.1.15塔筒的维修保养237

8.1.16机舱罩与导流罩的维修保养238

8.1.17机组的非正常状态处理及复位方法238

8.1.18废品处理239

8.2可维护的风力机结构设计240

8.2.1拆卸中存在的主要问题240

8.2.2可维护性结构设计准则240

8.2.3可维护性结构设计流程241

8.2.4结构设计241

8.3大部件维护专用吊装设备243

8.4大部件维修工艺流程245

第9章 海上风力机标准及认证252

9.1海上风力机各种标准的对比252

9.1.1 IEC 61400-3253

9.1.2 GL海上风电指南253

9.1.3丹麦建议书254

9.1.4 DNV-OS-J101254

9.1.5 IEC WT01254

9.1.6 GL指南和IEC标准对风力机载荷的对比255

9.2海上风力机标准与陆上风力机标准的比较257

9.2.1陆上风力机标准257

9.2.2海上风力机标准259

9.3海上风力机认证262

9.3.1型式认证262

9.3.2项目认证264

第10章 海上风电开发与风力机制造技术发展趋势270

10.1海上风电场建设与风电开发利用的发展趋势270

10.2海上风力机制造技术展望273

10.2.1机组功率趋向大型化274

10.2.2碳纤维叶片274

10.2.3高翼尖速度277

10.2.4高压直流（HVDC）技术和机组无功功率输出可控技术277

10.2.5单位扫掠面积的成本曲线降低278

10.2.6智能电网278