本文主要内容：
1. 气候框架会议和金融机制
2. 风电原理
3. 海上风电
4. 风电场设计和安装
5. 海上风电安装运维船舶简述
*注：以下为文章部分内容节选。
二：风电原理
常见的有水平轴和垂直轴（还有vortex），我们只讨论水平轴风机。
限于篇幅只做最简略介绍，详细介绍请参见Tony Burton：《Wind Energy Handbook》
水平轴风机主要由以下部分组成：
1.叶片（Blade），是风机的核心，与风向形成角度提供升力，从而使Rotor转动。
2.Pitching System
液压控制模式
电动控制模式
可以根据风速大小来调整叶片的迎风角度，达到较大效率。
当风速较大需要停机时，可以把叶片调整到0度。
3.低速轴，高速轴和变速箱。
因为风机叶片的旋转速度不能满足一般发电机发电转速，所以会用一个变速箱来连接两根轴。
高速轴：
变速箱;
4.发电机，在高速轴的带动下，可以发出60HZ的交流电。还有一种是液压驱动电机，可以省去变速箱部分。
高速高压发电机，可以适用于大型风机，尤其是海上风机。
5.旋转系统（Yaw system），可以根据风向来调整风机的朝向。
6.传感器等
• Rotational speed of the rotor
• Rotational speed of the generator and its voltage/current
• Lightning strikes and their ge
• Outside air temperature
• Temperature in the electronic cabinets
• Oil temperature in the gearbox
• Temperature of the generator windings
• Temperature in the gearbox bearings
• Hydraulic pressure
• Pitch angle of each rotor blade (for pitch-controlled or active-stall-controlled
machines)
• Yaw angle (by ing the number of teeth on the yaw wheel)
• Number of power cable twists
• Wind direction
• Wind speed
• Size and frequency of vibrations in the nacelle and the rotor blades
• Thickness of the brake linings
• Condition of tower door, open or closed
7.控制系统，作用是根据传感器数据来调整风机状态，尽量提高效率，减小载荷。
8.变压器，变频器。
因为风机发出的电电压远低于电网电压，所以需要调整以后才能并网使用。
9.桩体，对风机进行支撑。
三：海上风电
海上的摩擦系数小，平均风速较大，湍流影响小，所以近岸海上是理想的风电场所，不过由于造价较高（一般为陆上2-3倍），限制了建造的规模。
海上风电分为固定式（Fixed bottom）和浮式（Floating）两种。
固定式根据底座（Foundation）和支撑结构（Support Structure）形式的不同，主要分为以下几种：
Monopile
底座采用钢材+混凝土的组合提供强度，重量，连接结构内采用灌浆，底座和支撑结构连接处加入泥浆固化连接。Monopile形式需要特别校核疲劳强度。
Monopile通常用于30米水深以内。
下图中混凝土块做为沉底增重用的
2. Jacket
当水深达到30米以上时，采用Monopile费用会增加很快，用Jacket模式可以替代Monopile。
一般在石油平台中采用4-8条腿，考虑经济性，风电一般采用3-4条腿。
Jacket适用范围较广，在30-200米水深都能够采用。
3. Tripile
当水深在30-50米的时候，采用Tripile模式比Monopile稳性强度和材料节省都会好很多。
我国如东风电场就是采用这种模式（虽然腿多点，但是结构形式类似）。
4. Tripod
Tripod比Monopile稳性好，比Jacket便宜，优点跟Tripile类似，跟Tripile的区别是Tripod受浪的作用力比Tripile大，但是承重比Tripile要多，比如Tripile一般可以承重400吨，而Tripod承重可以达到700吨。
不过浅水地区不能用这种形式，因为底座在水下，防止船只误撞。
5. Gravity-Based
第一座近岸海上风电就是重力式底座，参考了海洋平台的模式，采用混凝土和压载沉底来保证稳性。
不过如果考虑拆除作业的话，重力式会比较麻烦。
因为海上风电首先开发的是浅水地区，所以Monopile形式居多。
当水深继续增加时，采用Jacket在经济性上就会大量增加成本，这时浮式风电在成本上可以取代Jacket。
浮式风电的环境非常复杂
因为欧洲近些年风电发展迅速，浮式风电相关的研究也有很多很多，如有兴趣可以翻翻几位大牛的论文和著作。
浮动风电参考了海洋平台的设计经验，形式主要有：
1.TLP
TLP形式，可以减小风机的运动，对风机平稳工作是有利的，缺点是TLP平台安装比较困难，技术和费用较高。
2. Semisubmersible
半潜式的优点是可以在近岸调试好，然后拖到风电场利用锚链（悬链线）给风机定位。
3. Spar
Spar型稳性更好，与海洋平台的区别是，风电平台受风的影响很大，所以形式进行改进。
相关性能数据不进行论述，有兴趣的可以参考相关论文（如去NTNU论文库查找）。
4. 风电+潮汐能
这是非常有前途的想法，此处不过多描述。
四：海上风电场设计与安装
这里的内容太多太多，有兴趣的可以去阅读T. Burton, K. Thomsen和M. Kaiser的书, 本文只做粗略介绍，参考资料过多不再列举。
注意：一定要做全寿命设计分析，考虑维护和拆除时费用。
1.海上风电场初期设计需要有详细的风，浪，海底地质的数据，根据风速统计，空气密度选择风机型号，优化风机分布间隔，选择风机底座形式。
风机有切入风速（cut-in，此时风机开始发电），额定风速（rated），切出风速（cut-out）和极端风况（EOG，EDC,ECG,ECD,EWS）等参数。
当风速达到切入风速时，风机开始发电，达到额定风速时，即可达到风机的额定功率，当风速增大到切出风速时，此时风机需停机，当然实际中是数据离散型的，非曲线。风机和桩的强度需满足极端风况下的安全要求（参见IEC等规范）。
详细的风速分布是评价一个地点是否拥有风电条件最重要的数据，可以计算出有效发电时间/功率，风机需要满足的强度。
比如在上海周边海域设计海上风电场，需要考虑台风的影响，夜晚和白天风速差别（白天用电高峰，晚上是用电低谷），季度统计风速对比上海季度用电变化等等，单单一个平均风速并不能较好的描述此处的风能资源。
2.风电场的设计和布置。
根据风，浪和海底地质的情况来决定风机位置，电缆走向，选用合适的风机型号，底座形式。
3.风电场的安装
风电场由风机，变电站，分支电缆+输电电缆和陆上电站组成。
风机的安装过程：
一般来说，Monopile的Foundation和Transition part的安装需要一或两艘船或者设备来完成：
液压锤是打桩利器
Jacket基座需要吊重大的浮吊或者半潜吊
风机和Tower的安装，同样根据吊装能力和风机的大小来决定安装步骤：
Tower的安装
Tower外部和内部都有直梯便于安装和维修时候使用
机身和叶片的安装：
a. 机身和叶片一件一件安装
b. 机身+2片叶片
机身分拆安装
c. 全套一次安装
变电站的安装
电缆的铺设
五：风电场建设和维护用到的船舶
简单介绍一下主要种类，勘探，辅助钻桩，拖船和小的辅助船就不介绍了。
1.风电基座安装船
重力式底座和Jacket需要浮吊或者半潜吊
Monopile需要配备液压锤等设备，考虑到North Sea的海况和底座安装需要持续的时间，Jacking system是比较好的选择，拥有较高的Operating window，绕桩吊也近乎成了标配。
2. 风机安装
对吊高有高的要求，同样对定位和稳性要求高
Ulstein的风电安装船设计
现在为了节省成本，有的风电安装船要求高配+一站式服务来达到高施工窗口和高效率要求，既可以安装基座又能安装风机，DP2+绕桩吊+宽敞甲板成为必然的趋势。
当然为了提高效率，还有其他概念设计，如Huisman的设计：
大部分准备工作在陆上就能完成，这样可以极大提高效率。
3. 物资补给船
Feeder，可以给施工船舶/平台补充物资，达到高的施工效率。
GL的Feeder设计：
GL有领先的集装箱运输经验，把twist lock的概念用到Feeder上，可以极大提高运输效率。
3. 铺缆船以及其他设备
4. 人员输送船，居住船
因为风电安装不同阶段需要各个分包商入场安装调试，需要技术人员按进度进入和替换。
5.风电维护船
如果是人工维护检查，风电维护船需要快速性和舒适性。
六自由度运动补偿登船平台，这玩意挺好玩的
如果需要更换部件，则需要吊机等设备。
或者是带自航能力的自升式维护平台
当然如果是自己能走的自升式维护平台也是可以的
其他还有抛石船等
限于篇幅，风电的经济性，智能电网，中国风电优缺点无法写在这一篇里了，简单描述一下。
1. 中国风电能量分布跟中国电量需求区域错位，适合安装风电的地区电力极度富裕。
风力资源富裕海域受台风影响大，设计安全条件和成本高。
2. 风电具有不稳定，无法准确预测，电网弹性需求大的特点。
风电依赖于风速，而风速是不稳定的，需要智能电网技术配合，同时需要另外一种电力资源来填补波谷，其他发电资源大概需要达到风电发电能力的大约50%来做风电的合理调节。
比如丹麦的风电输送同样是不稳定的，但是挪威有足够的水利资源发电来补足波谷。
3. 欧洲的海上风电有足够的自然条件和财政支持，但是风能充足地区已经达到较高利用率，未来浮式风电研究依然是主要方向。
4. 风电船舶设计关键词：风机大小和重量，未来风机发展趋势，基座形式，Operating window，经济模型（主要参数对比）。
原标题：全面的风电知识图文介绍，值得收藏.
