目前，广东省正在建设的海上风电项目有16个，其中广东省电力设计研究院（简称“广东院”）承担了其中15个项目的咨询或勘察设计工作。在“筑基—精研海上风电项目工程技术”主题论坛会议上，广东院总工程师裴爱国以《广东海上风电支撑结构设计的技术创新与工程实践》为题发表了主旨演讲。
牵头组建海上风电产业联盟
裴爱国先介绍了广东海上风电的发展规划。广东省已经规划的海上风电装机容量中，近海浅水区是9850MW,近海深水区是57OOOMW。近期列入广东省重点工程的项目有16个，建设目标是2020年开工12000MW,建成2000MW以上，2030年建成30000MW。
接着，他谈了广东院与海上风电的渊源。广东院成立于1958年，2012年8月，编制完成《广东海上风电场工程规划》，成为第一个获得国家能源局批准的省级海上风电规划报告。2017年10月，按照省发改委的要求，编制完成《广东省海上风电发展规划（2017—2030年）（修编）》,为广东省海上风电资源科学、有序、连片开发建设提供完备规划和技术保障。
广东院充当了政府智库的作用，在广东省海上风电产业发展方向、海上风电价格补贴政策研究、促进广东省海上风电装备制造与服务产业链科学发展等方面建言献策。广东院还将深度服务延伸至项目前期的所有技术咨询和项目管理工作，以“前期开发+技术咨询+项目管理”模式承接海上风电项目前期工作，稳步推进项目建设相关事宜。
此外，在湛江外罗项目中，广东院在全国首创海上风电工程总承包模式，该模式有利于整个项目的统筹管理，有利于优化设计，有利于设计采购施工综合的合理搭接，有利于降低造价和缩短工期，有利于智慧海上风电场建设。为推动海上风电产业的发展，广东院还发挥行业协会的作用，即将成立的广东省海上风电产业联盟就是由广东院牵头组建和推动相关工作，还将在省自然资源厅的领导下牵头成立广东省海上风电协会。
助力粤港澳大湾区能源发展战略
受广东省发改委的委托，广东院参与了粤港澳大湾区的能源规划工作，其中非常重要的一部分就是海上风电。海上风电是广东省能源结构调整或者转型非常重要的一个战略决策。广东院在这方面主要是做以下几方面的工作，一是原来规划的57OOOMW近海深水区，只是做了简单的规划，现在还需要做更多细化的工作。二是考虑多元化的应用，比如深远海的海上风电与氢能的结合、与海洋牧场的结合、与波浪能的结合，尤其是2030年以后与可燃冰的结合，比如为可燃冰开采供电等。
此外，积极响应国家战略号召，开展粤港澳大湾区科技创新合作，助推海上风电技术创新，已与香港科技大学、香港大学、香港理工大学、南方科技大学、中山大学、华南理工大学等高校科研院所进行了广泛和深入的交流，为大湾区建设科技创新中心作出努力。
多项创新设计运用于广东项目
结合广东院设计的工程项目，裴爱国分享了广东海上风电支撑结构设计的技术创新与工程实践。除了基础型式，重点谈了大直径单桩与土的相互作用分析技术、超大直径单桩嵌岩技术、水下高强灌浆设计技术、海上升压站等技术创新与工程实践。
桩土相互作用是海上风机基础结构设计与施工的难点与核心之一，广东院对大直径单桩与土的相互作用开展了四位一体的研究，包括室内试验、离心机试验、现场试桩和数值模拟，形成了专属的研究成果。在粤电湛江外罗与珠海金湾海上风电项目中，就用到了其中的研究成果，全部采用新型的超大单桩基础。结合桩土专题，也开展了超大直径单桩嵌岩设计研究，对其受力机理问题、循环累计变形及土的疲劳问题、嵌岩桩计算模拟问题、嵌岩长度问题以及共振问题等都进行了详细的分析。粤电阳江沙扒海上风电项目嵌岩比例高达75%,是国内施工难度最大的海上风电场之一，相关研究也运用在了这个项目上。
水下高强度灌浆设计技术也是海上风机基础结构设计与施工的难点与核心之一，广东院在国内首次设计高强水下灌浆连接段，在理论、设计、施工、检验方面形成专著，目前已完成专著1本、专利6项，软件著作权1项。该技术主要是通过比例模型试验、足尺模型试验、数值分析和工程应用相结合等形成成果，并在珠海桂山海上风电项目以及中广核南鹏岛项目应用导管架基础水下灌浆技术。
在海上升压站方面，广东院也做了大量的设计和研究工作，其中在湛江外罗项目中的海上升压站(广东省内第一个海上升压站)，就用了直腿导管架基础。该导管架的基础方案是先进行海底面平整，将导管架置入海底，初次调平后将桩插入腿柱，打桩完毕后，调整好导管架结构，采用皇冠板将桩和导管架焊接起来固定。桩与腿柱之间灌注灌浆材料，保证桩与导管架结构的共同工作。上部平台四根腿插入钢桩，调平后焊接。该项目在合适机位采用直腿导管架基础，有利于建造和施工。
加强深远海风电技术研究
最后，裴爱国还对未来海上风电技术做了展望。他表示，嵌岩桩施工慢，造价高，因此广东院正与其他国外工程公司合作进行吸力桶基础设计研究，预计今年上半年会完成设计。随着广东省海上风电往深远海发展，浮式风电基础设计技术将会大有用处，广东院目前有一个博士后带领团队正在进行相关研究。高压直流集群输电方面，广东院设计了国内第一个柔性直流项目一一南澳岛直流送出，目前已经成功投产。柔性直流输电系统以电压源换流器为基础的直流输电系统(VSC-HVDC)采用了1GBT、IEGT等可控关断元件，可解决向无源负荷送电的问题，实现有功和无功快速独立地控制，提高交流电网的功角稳定性，非常适用于长距离的远海型风电场。通过调研发现，德国已经有大量的海上换流站存在，希望能够借鉴国外的经验，早日推动广东省海上风电大规模输电项目的落地。
海上风电大数据中心，是由广东省发改委批准，在广东院挂牌的项目，经过一年多的努力，目前已经建成试运行。数据中心主要是公益性的，包括了与公共安全、环境保护、电网调度等涉及公共利益的项目，除了免费的公益性服务外，也为业主运维提供增值服务，希望能为广东省海上风电产业高质量发展献计献策。
文：《海洋与渔业》记者 高晓霞