今年年底，我國將正式進入浮式海上風電項目示范階段。2021年將是我國浮式海上風電發展元年，也代表著我國海上風電逐步摸索步入“深遠海”海域。

發展深遠海海上風電場的必要性

按照國際通用慣例以及實際工程經驗，對于海上風電，一般認為水深大于50米為深海風電，場區中心離岸距離大于70千米為遠海風電。

圖1 海上風電平均水深和離岸距離預測

1、歐洲在深遠海海上風電產業發展的引領作用

歐洲仍然是深遠海域海上風電領域的先行者，多個海上風電強國已在深遠海域進行布局。例如，英國的Hornsea One風電場、德國的Hohe See風電場、Albatros風電場、Sandbank風電場等離岸超過100千米；Hywind風電場、Windfloat風電場水深超過100米，尤其是Hywind風電場部分水深甚至超過200米。

圖2 英國Hywind深遠海海上風電場

2、我國近海資源趨近飽和

雖然我國海岸線長，可利用海域面積較廣，海上風力資源儲備豐富。近年來，在能源轉型壓力的推動下，海上風電產業快速發展，目前已開展前期工作與建設的近海資源趨近飽和。

3、深遠海海上風電受限較少

隨著海上風電技術的不斷成熟，開發規?；某遍g帶及近海風電場已不存在技術制約，但其會受到用海緊張的影響，并會對生態環境、漁場、航線產生影響，這對近海海域風電場的建設和發展存在一定程度的制約。而深遠海域更廣、風能資源更豐富，且不會與近海養殖、漁業捕撈、運輸航線等發生沖突。

4、深遠海風速更高、開發潛力巨大

據了解，50米以上水深的海洋風資源占據總資源比例大，在歐洲、日本，這一比例高達80%，在中國、美國，這一比例高于60%。充分發掘豐富的深遠海海上風能資源，有助于加快沿海省份能源轉型。我國沿海省份經濟發達，總耗能約占全國的一半且用能仍以化石能源為主，減排壓力大，能源結構亟須調整。依靠加速開發深遠海海上風電，可以有效推進沿海地區的能源供給側結構性改革。

深遠海海上風電與浮式海上風電
從長遠來看，海上風電從潮間帶、近海走向深遠海域是必然趨勢。由于浮式海上風電具有可擺脫海底地質條件束縛、不受水深限制等優勢，將成為未來深遠海海上風電領域重要的發展方向。歐洲是浮式海上風電發展的中心，占全球裝機容量的一半以上。

目前我國浮式海上風電發展處于初級階段，首批4個浮式海上風電項目計劃于今年年底前安裝完成并試運行。其中，中國海裝承擔的位于瓊州海峽東口的徐聞羅斗沙海域的風電項目是目前國內唯一水深超過50米的海上風電項目，水深達63米，采用“H152-6.2兆瓦（MW）抗臺型Ⅰ類風電機組+帶有下浮體的半潛型浮式風電平臺+懸鏈線式系泊”的裝備總體方案。風電機組計劃于今年9月下線，浮體計劃于10月下水。

發展深遠海海上風電面臨的挑戰

1管理體系不完善

目前，尚沒有適用于深遠海區域海上風電的建設運維管理辦法，在深遠海海上風電補貼政策、財稅優化政策等方面沒有出臺相關政策?，F行的政策、管理辦法未對深遠海海上風電的特殊性設置專門的管理要求，也未對深遠海海上風電用?；顒庸芾沓雠_專門的管理政策，存在政策真空區。“十三五”以來，我國海上風電并網規模持續增長，海上風電向深遠海發展已是被公認的發展趨勢，建立健全深遠海海上風電管理體系對加快深遠海資源的規劃和開發具有重要意義。

例如，國家能源局應盡快開展我國深遠海海上風電規劃，建立健全深遠海海上風電管理體系，出臺適用于深遠海區域海上風電的建設管理辦法；財政部、國家發改委和國家能源局應出臺針對深遠海海上風電補貼政策、財稅優化政策等，促進深遠海海上風電健康快速發展。可考慮根據離岸距離和水深確定深遠海海上風電補貼標準。此外，國家能源局應加大深遠海海上風電技術創新支持力度，推動深遠海海上風電實現平價化可持續健康發展。

2標準規范不完善

海上浮式風電裝備作為海上風機與浮式海洋平臺相結合而形成的一種新型發電裝備，需要對風力發電和海洋工程兩大領域的技術進行深度融合，目前相關規范已初步推出，如CCS已編制完成《海上浮式風機平臺指南》，涵蓋柱穩式（半潛式）、張力腿式（TLP）、深吃水單立柱式（SPAR）等目前常見的支撐結構型式，充分考慮了無人值守，事故后果不會造成重大海洋環境污染，浮式風電場具有大范圍、大規模陣列排布特點等因素。但是，針對深遠海海上風電和浮式海上風電的相關標準和檢測認證體系上尚未成熟，對相關標準與規范的完善迫在眉睫。

3成本高昂

浮式海上風電比位于近海、淺海的固定式海上風電的成本更高。浮式海上風電場遠離海岸，受到嚴酷海洋環境的影響大，對相關裝備安全性、可靠性、大型化的要求更高，電網連接和電力基礎設施建設的要求更高，這均導致其初期成本高昂。而遠離海岸、天氣和海況因素影響加劇等也導致中期、后期安裝及運維成本的大幅增加。同時，隨著浮式海上風電場離岸更遠、水域更深，海上風機尺寸更大，與之相關的安裝運維裝備也需要不斷升級，而這種升級必然帶來成本的成倍增長。這使得浮式海上風電的盈利成為一個較大的難題。

根據目前建設條件和技術水平，在平價條件下，近海僅有少量風電項目具備經濟開發價值。深遠海雖然風資源條件相對較好，但工程造價遠高于近海海上風電，尚無政策支持情況下暫不具備經濟開發價值。

然而，由于深遠海風能豐富，未來可實現更大規模發電，在減碳大業中扮演更為重要的角色，其值得得到相關政府的支持和培育，以及企業的長期投入。另外，雖然短期來看成本很高，但更大規模的市場也更容易實現成本的降低，并最終實現平價和盈利。因此，有減碳需求的國家、有戰略眼光的企業應盡早布局，積極進入。

4關鍵技術復雜

深遠海域的海上風電場建設條件的復雜程度、技術難度、工程投資等均與近海風電場不同，所涉及的技術領域更加廣泛，需要對風機設備、風機基礎、施工與安裝、電力輸送、風場監測等關鍵技術進行研究，并通過樣機風場的建設、試驗和研究，為后續大規模開發深遠海域海上風電場提供可靠的數據和經驗。

初步梳理需考慮的關鍵技術及工程難題包括：

1、風能資源準確評估及優化布局

在優化研究近海實體海上測風塔的同時，需加強國內外雷達測風設備的研究，形成深遠海域風能資源測量標準和移動測風設備應用導則，同時兼顧風電場運行期間的風功率預測系統。

2、大型風電機組性能研究與應用

風電機組是海上風電的核心，深遠海域海上風電場所采用的風電機組一般考慮符合大容量、高可靠性等性能要求，同時應滿足國產化自主可控要求。

3、浮式風電總體設計關鍵技術

浮式風電裝備總體設計面臨海洋平臺與風電機組的跨界難題，例如，從“海洋裝備”的角度理解浮式風電。利用海洋工程裝備領域的相關技術標準、技術規范和設計理念、指導思想去設計浮式風電，同時兼顧考慮風電裝備的行業標準和開發規范等。在此，風電機組不能再簡單地視做一般結構物，因為一般結構物通常是靜態并且采用減少風載影響設計，而風電機組與之相反，需要主動捕捉較大風載，需在浮式風電總體設計中重點考慮風載的影響。此外，建議從一體化仿真與一體化設計協同的新思路，解決浮式風電裝備成本、性能、可靠性三個關鍵要素平衡性難題。

4、海上升壓站及長距離輸電技術

深遠海域風電場離岸距離遠，海上輸變電系統設計非常關鍵。海上升壓變電站是風電場的樞紐節點工程，既有變電站的工程特征，又具有海上構筑物的工程特征，需分析其本質特征和要求，才能解決安全可靠、經濟適用等問題。

隨著海上風機的大型化發展、風場區域的不斷擴大及柔性直流輸電技術的進步，深遠海全直流型風電場將成為發展趨勢。全直流風場的發電規模將達到400～1000MW，采用30～60kV的匯流電壓和±320kV左右的輸電電壓。涉及到的相關技術問題包括：風電場的組網方式、風電機組電力的直流變換與控制、直流升壓變換與海上直流升壓站的控制、岸上換流站的并網控制、直流風場的故障隔離與保護等。

結語

深遠海海上風電場是極具活力的新興產業，但未來之路要走得順暢，還需全產業鏈共同努力，解決管理體系不成熟、標準規范不完善、成本高昂等難題。