风机基础

参评专利 “严重液化场地风机基础承台周围地基土加 固结构”，所需原材料主要为土工格室（日常所用土工织物， 由强化的 HDPE 片材料压制而成）及水泥，当地均有销售， 且成本较低。三道加筋结构层及其间的水泥土均由开挖素土 拌合水泥而成，地表 2 米范围内回填素土（以便复耕）。参 评专利已在河南省濮阳市濮阳一期、濮阳二期、濮阳分散式 等风电场得到广泛应用，并推广到许昌市鄢陵风电场等多个 项目，累计加固液化土地基风机基础逾 40 台。通过本专利 的实施达到了液化土地基处理、提高桩基水平承载力、保证 风机基础及风电机组安全稳定运行的目的，同时大大降低了 业主方建设过程中协调工作，且不影响地表农作物耕种。

本项目研制出特殊的定位浮箱作为近海三桩导管架基础的施工辅助工装，对沉桩施工进行精确控制，同时配合大型浮吊船安装上部导管架结构，攻克近海导管架基础的施工难点，保证了施工程质量，并已在江苏大丰（H12）200MW海上风电项目、江苏蒋家沙300MW海上风电项目等近海风电项目中成功应用，取得了显普效果。 六、创新点、效果归纳及专利申请或授权情况： 1、本项目研制出具有自主知识产权的近海三导管架基础定位浮箱，解决了近海导管架基础浮态沉桩精度控制的难点，同时可以应用到五桩导管架基础，实现了导管架基础型式在近海风电的实施应用，提高风机机组运行稳定性同时降低了工程造价。 2、项目成果目前已在江苏如东200MW风电项目、江苏大丰200MW海上风电项目及江苏蒋家沙300MW海上风电项目成功应用，成果显著，受到业主、施工单位的一致认可，将成为未来海上风电三桩导管架基础施工的主流方式。 3、本项目成果关键技术获得授权发明专利1项，实用新型专利1项。

风机基础作为风电场的重要组成部分，其具有单位体量大，投资占比大，对施工技术及措施有较高要求等特点。以云南风电场为典型代表的山地风电场对风机基础的设计在安全性、经济性有更高的要求。 统计目前的工程实际，山地风电场常采用的基础形式主要有圆形拓展式基础和圆形梁板式基础。圆形扩展式基础的优点是施工工艺简单，施工工期短，可操作性强等，缺点是混凝土及钢筋用量较大；圆形梁板式基础的优点是混凝土用量相对较少，基础占地也较小，其缺点为体型复杂，配筋、支模复杂，工期相对较长。基础与风机塔筒连接的形式有基础环式和错栓式。基础环连接形式的优点是基础环吊装、调平方便，整体性较好，缺点在于基础环拼装时焊接要求较高，对调平精度要求高，且需要穿孔钢筋错固于混凝土内，钢筋用量高，且基础环与混凝土易松脱；错栓式连接的优点是错栓用钢量小于基础环，基础混凝土大部分处于受压状态，不宜产生裂缝，基础耐久性 好。但错栓式连接需要进行错栓张拉、二次灌浆等工序，施工要求高，施工周期相对较长。 为提高山地风电场风机基础安全性和经济性，我院结合现有风机基础形式、基础与塔筒连接方式，研发新型的风机基础，在保证结构安全性的前提下，减少了钢筋及混凝土的用量，达到节约工程投资，减少+工程占地，缩短建设周期的目的；并对现有基础环的形式进行改进，以加强其与混凝土的错固可靠性。

7月7日，经过14小时的不间断作业，乌兰察布风电基地一期600万千瓦示范项目红格尔第四风电场首台风机基础浇筑顺利完成。

本项目为风电高塔架技术（防洪型）国内首次大批量应用，提升了风电场的发电量，为低风速区域的风电场开发树立了标杆；混合塔架的应用，大大减少了用钢量，为节能减排做出了贡献；该技术成功经受住2016年洪水考验，为全国范围内有防洪需求的风电场提供了样本；由于钢筋混凝土工程量的增加，提高了当地政府的税收，并为当地人员提供了就业岗位：减少风机基础、箱变征地成本，少征用水田和鱼塘；抑制了塔底噪音传播，减低对附近居民的影响：混凝土段不仅无振动，空间还大，且冬暖夏凉，提升了运维人员舒适度提升。

海上风电运维技术研究，阴极保护研究及电位在线监则、脉冲电磁法腐蚀疲劳早期无损检测等运维技术在海上风电的研究及成功应用，为我国海上风电运维技术开创性地展开新篇章。本课题积累了设计参数、生产标准和施工经验，可提高我国在海上风电运维调度、风机基础防腐材料选择和维护、防腐系统在线远程监控领域的海上风电技术实力。该项目成功完成后，对促进海上风电行业快速发展，大幅提高我国海上风电行业水平，起到积极作用。为国家改善能源结构，倡导绿色能源，促进国家经济和环境保护的和谐发展发挥重要作用。

本项目属于新能源领域，海上风机基础结构的研究是该领域的重难点。 本项目依托国电舟山普陀6号海上风电场2区工程，针对海上风机基础设计中海洋土物理力学参数的选取、厚游泥地基中大直径桩基桩-土相互作用机理和承载特性、高桩承台基础波浪荷载计算、防撞及高强预应力错栓连接等关键技术问题，开展了系统深入的研究，形成了大涌浪、厚染泥海域风机基础设计成套技术。 本项目通过现场原位试验和室内土工试验等，对海洋软土强度和变形特性进行了全方位评定，建立了适用于海上风机基础设计的海洋土物理力学指标评价体系：基于国内桩长最长海上试桩工程首次系统性地从室内土工试验、离心模型试验、现场试桩、三维数值仿真以及理论分析等方面全方位研究厚游泥质地基中大直径桩基承载特性，提出了厚游泥质地基中大直径桩基承载力分析的修正方法，建立了完整的江浙近海海域典型粘性土循环弱化因子取值体系和相应循环弱化p-y曲线体系采用离心模型试验、三维数值仿真等手段，结合现场试桩，开展海上风机高桩承台基础优化设计，重点研究了波浪荷载、船舶撞击下基础结构的响应以及高强预应力错栓连接，形成了一套较为全面 的海上风机高桩承台基础设计优化理论。

所属科学技术领域：该技术属于海上风电开发与利用技术领域，应用于海上风电风机基础设计与优化，自动化程度高，分析精度和效率达到行业领先水平，“一键式”批处理分析功能行业领先，填补了行业软件空白，实现了海上风电场风机基础设计阶段的智能化、自动化分析，是海上风电开发强有力的工具，可促进我国海上风电规模化发展，具有十分显著的工程应用和推广价值。 海上风电风机基础自动分析系统综合采用VBA语言，MATLAB程序语言及有限元软件ANSYS APDL语言进行开发，并形成一套海上风机基础自动分析软件。该软件界面友好，自动化程度高。通过与多个著名商业软件对比，其分析技术和效率达到行业领先水平，具有十分显著的工程应用和推广价值。