1.1　海上风电场的发展

我国海上风电起步于2007年，从渤海湾安装第一台试验样机开始，经过11年发展，截至2017年底，海上风电累计装机容量已达279万kW。风电机组设备制造基本上实现了系列化、标准化和型谱化，发电机型有双馈式、直驱式和混合式，单机容量从1.5MW迅速发展到目前6MW级。施工和运维船舶方面，国内施工企业和造船企业都积极研发制造适应海上风电施工、安装、运输的装备船舶，具备了大直径桩基沉桩、风电机组整体与分体安装能力，高压海缆敷设船只及专业运维船只也在不断建造发展。风电机组的发电功率与风速的三次方成正比。海上的风速比陆上高20％左右，在同等发电容量下海上风电机组的年发电量比陆上高70％。陆上风电机组的年发电利用小时数是2000h，海上风电机组达到3000多h。

至2017年底，我国海上风电场新增装机共319台，新增装机容量达到116万kW，同比增长96.61％。我国海上风电场处于起步阶段，与陆上风电相比，海上风电面临自身技术层面的问题，包括风电机组技术、施工技术、输电技术、运维技术等。

1.1.1　海上风电项目

根据国家能源局、国家海洋局《海上风电开发建设管理办法》（国能新能〔2016〕394号）文件对“海上风电项目”定义为：沿海多年平均大潮高潮线以下海域的风电项目，包括在相应开发海域内无居民海岛上的风电项目。国家海洋局《关于进一步规范海上风电用海管理的意见》（国海规范〔2016〕6号）文件对“海上风电项目”的定义为：海上风电的规划、开发和建设，原则上应在离岸距离不少于10km、滩涂宽度超过10km时海域水深不得少于10m的海域布局。单个海上风电场外缘边线包络海域面积原则上每10万kW控制在16m2左右，除因避让航道等情形以外，应当集中布置，不得随意分块。

1.1.2　海上风电场的定义

（1）根据国家能源行业标准《海上风电场钢结构防腐蚀技术标准》（NB/T 31006—2011），对“海上风电场”定义为：建造在海洋环境中的由一批风电机组或风电机组群组成的电站。

（2）根据国家能源行业标准《海上风电场风能资源测量及海洋水文观测规范》（NB/T 31029—2012）定义为：在沿海多年平均大潮高潮线以下海域开发建设的风电场，包括在相应开发海域内无居民的海岛上开发建设的风电场。海上风电场包括潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场和深海风电场。

1）潮间带和潮下带滩涂风电场。该风电场指在沿海多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域开发建设的风电场。

2）近海风电场。该风电场指在理论最低潮位以下5～50m水深的海域开发建设的风电场。

3）深海风电场。该风电场指在大于理论最低潮位以下50m水深的海域开发建设的风电场。

1.1.3　海上风电场的构成

海上风电场按工程项目构成划分，是由海上风电机组、海上升压变电站、陆上升压变电站（或集控中心）、风电场电气设备、风电场建筑设施和风电场组织机构六大部分构成。按设备设施的构成划分，是由海上风电机组、海上风电场电气系统等组成。

海上风电机组由风轮、叶片、机舱、发电机、塔架、基础（桩承式基础、重力式基础、浮式基础）等组成。

海上风电场电气系统由一次设备和二次设备组成。一次设备由风力发电系统、集电系统、升压变电站及场用电系统等四个部分组成，其中风力发电系统主要包括风力机、发电机、换流器（变流器）、升压变压器（箱式变压器）等；二次设备通过电流互感器、电压互感器同一次设备取得电的联系，是对一次设备的工作进行监测、控制、调节和保护的电气设备，包括测量仪表、控制、继电保护及自动装置等。

1.1.4　海上风电场的优势

海上风电场与陆上风电场相比，海上风电场的优势如下：

（1）海上风能资源丰富，不占用土地资源，不受地形地貌影响。据资料表明，我国拥有发展海上风电的天然优势，海岸线长达1.8万km，可利用海域面积300多万m2，可开发风能资源约7.5亿kW，是陆上风能资源的3倍。根据中国气象局风能资源详查初步成果，我国5～25m水深线以内近海区域、海平面以上50m高度范围内，风电可装机容量约2亿kW·h。

（2）风速高，风电机组单机容量大，年利用小时数高。陆上地形高低起伏，对地面的风速有很大的减缓作用。而海上平均风速高，风向改变频率也较陆上低。据资料表明，我国沿海地区50m高处全年风速不小于8m/s的时间占40％，不小于10m/s的时间占20％。