Summary of Technical Specifications for Offshore Wind Farm Facilities

尽管我国海上风电发展很快，但在项目开发过程中逐步暴露出一些问题^[5]，典型问题如下：

1)技术标准体系尚不健全。目前国家只在海上风电场建设前期的规划(预可研和可研)阶段出台了一些相关标准要求，而在设计、陆地制造、海上施工、运营、弃置等阶段，尚未形成系统的、全生命周期的技术要求。各单位只能依靠各自的理解，套用电力行业、水工行业或建筑行业规范，这无疑对海上风电场建设的安全质量造成潜在的风险。

2)海上安全技术要求并不明晰。涉及到海上风电场设施安全的相关技术要求缺乏明确规定，如逃救生、防火、消防、无线电、信号配备、防污染等，均无权威规范可依，也没有明确的主管机关监管要求，对相关建设单位造成一定的困扰。

3)建设采标尚不完善。欧洲海上风电场开发经验往往来自于传统的海洋工程，如各类风机支撑结构、海上升压站结构以及浮式风机基础形式，溯其根源，都来自于传统的油气设施类型，其海上风电场的规范标准技术要求也来自于传统海洋工程的相关做法。目前国内海上风电行业建设采标往往采用电力行业、水港或建筑行业标准，部分也采用了海洋工程规范标准，造成设计中采标多样，分散多线，这与遵循主线规范标准的建设理念相悖。从国外经验看，传统海洋工程行业的规范和做法较为成熟，较其他行业规范存在明显优势，能够较好地指导海上风电场设施设计建造，尤其是深远海的海上浮式风电设施，更隶属于传统的海洋工程范畴。

4)海上施工阶段缺乏统一的规范标准。例如，缺乏海上吊装和打桩的施工技术标准依据，导致现场施工过程中能否作业争论较大；缺乏电缆埋设深度的具体技术要求，当海上风电场的电缆埋设跨过航道时，如埋设深度不够，容易遭到抛锚破坏，等等。缺乏统一的技术标准，使得海上施工设计缺少规范性和可操作性，给海上施工带来诸多安全风险。

5)海上风电场海事安全监管以及海事保险检验尚不清晰和明确。海上风电场设施涉及到的人命及财产安全、防污染等海事监管要求仍不明确，如海上升压站的救生、消防验收该由谁来承担，防污染该由谁来监管，这些问题目前仍未得到解决。欧洲海上风电成熟的海事保险检验对于保证设施质量和安全、保险商的切身利益发挥了重要的积极作用，但在国内目前仍未被业界所接受，推行起来举步维艰，还需要很长的路要走。

目前国外海上风电设施规范标准主要以国际电工委员会(IEC)颁布的系列风机规范以及船级社发布的相关规范标准。

1)IEC 61400规范

IEC 61400系列标准是海上风电工业中常用的标准，并且已成为世界各国进行风电设施设计的基础标准。欧洲各国的风力发电机组标准、检验规则围绕IEC 61400系列标准建立。

2)国外船级社规范标准

以DNV-GL船级社为代表，借鉴海洋工程相关经验，结合欧洲海上风电场设施特点，发布了一系类关于海上风电场设施的相关规范标准。近几年，美国船级社(ABS)、日本船级社(NK)也相继颁布了关于海上浮式风机的相关规范。

3)海上油气行业规范标准

传统的海上油气行业规范标准也能够为海上风电场设施提供一定的借鉴意义，如ISO系列标准、API系列标准等。

目前，由于我国海上风电场技术规范标准体系尚未建立和健全，项目建设关于海上风电标准采标并不系统和全面，往往还附加水工、建筑和海工等行业规范标准。项目实施各个阶段我国已有的海上风电技术标准如表1所示。

1)在规划阶段，我国已经具有一系列针对于海上风电场工程项目前期的编制规程。

2)在设计阶段，除表1所示的几部规范标准外，我国暂无其他的统一标准。设计院在对海上风电场设施进行设计时，主要依据我国的水工、建筑、海工行业标准或国外相关标准，涉及到LRFD/WSD结构设计规范、结构荷载规范、抗震设计规范、结构钢规范、桩基设计规范和防腐技术规范等。目前，国标《海上风力发电场设计规范》处于征求意见状态暂未发布，该规范涵盖基础资料、风能资源电力系统、总体设计、风电机组选型、布置及发电量计算、电气、建筑与结构、给排水、供暖、通风和空气调节、辅助及附属设施、施工组织设计、消防、信息系统、环境保护与水土保持、劳动安全与工业卫生等方面内容。

3)在陆地建造阶段，除《海上风力发电工程施工规范》(GB/T 50571—2010)、《海上风电场钢结构防腐蚀技术标准》(NB/T 31006—2011)外，我国暂无其他的统一的技术标准，主要采标水工、建筑、海工行业标准或参照国外相关标准。

4)在海上施工阶段，除《海上风力发电工程施工规范》(GB/T 50571—2010)外，目前还有1部能标《海上风电场工程施工安全技术规范》处于送审阶段暂未发布。

5)在运营阶段，一般前期的运营均由风机制造商完成风机的运营维护，企业参照厂家运维说明、国外标准或其它行业标准开展工作。近日，新颁布的国标《海上风力发电机组运行及维护要求》(GB/T 37424—2019)将于2019年12月1日起生效，填补了国内运维标准的空白。

6)在弃置阶段，目前由于尚未涉及到风电场设施弃置的工程实例，所以我国暂无相关的规范标准。

综上，我国海上风电场建设除规划阶段具备较完善的技术要求，其他阶段相关技术要求尚不明晰，均需进一步补充，有待建立完整的海上风电场技术规范体系。

中国船级社(China Classification Society，以下简称CCS)是国家船舶与海洋工程技术研究和检验机构，依据国家有关法规和国际公约、规则，为船舶及海上设施提供技术规范和标准，并进行法定检验、入级检验和认证认可等服务。CCS于2006年开始进入海上风电场设施及装备领域，开展规范标准研究与制定、装备入级与检验及相关认证和技术咨询工作。

对于海上风电施工装备，如自升式风电安装平台、浮式起重船等，CCS按照传统的海上设施进行入级检验，目前国内所有自升式风电安装平台已建、在建合计40多座，均入级CCS，拥有数量已经位居世界第一位。对于海上风电场设施，如海上升压站、海上风机支撑结构等，CCS积极地开展相关技术探索和研究，充分借鉴和参考CCS在海洋工程领域近40多年的经验，结合海上风电场设施的具体特点，按照“全领域、全生命周期”的海洋工程理念，建立了较为完善的海上风电场设施技术规范体系，系统地提出了海上风电场设施涉及安全、环保等方面的技术要求。目前，CCS完成海上风电场设施规范标准5部、在编规范4部，同时受国家海事局委托，编制关于海上风电场在内的固定、浮动设施法定检验技术规则2部。具体规范体系如表2所示。同时，该规范体系随着国内海上风电的发展不断扩充和完善。

下面主要对《海上风电场设施检验指南》、《海上升压站指南》和《海上风电场设施施工指南》展开介绍，其他规范标准也是对海上风电场设施的具体类型或不同阶段提供相关的技术要求，在此不再一一赘述。

《海上风电场设施检验指南》(2017)主要结合海上风电场设施的具体特点，借鉴和参考传统海洋工程经验，对海上风力发电机组、海上风机支撑结构、海上测风塔以及升压站进行系统研究，提出了具体检验技术要求，可为第三方检验和相关方提供指导。

指南分别由4章正文、1个附录组成。第1章明确本指南的目的、适用范围、定义、检验与证书的要求。第2章对海上风力发电机组提出了具体的检验技术要求；第3章给出了海上风力发电机组下部支撑结构及测风塔的相关检验技术要求；第4章给出海上升压站检验的具体技术要求；附录1为海上风电场设施符合证书样例。具体内容详见指南^[6]。

该指南已经在国内几个新建的海上风电场设施检验项目中得到了应用。

《海上升压站平台指南》(2019)以CCS《海上风电场设施检验指南》为依据，充分借鉴和参考国内外海洋工程行业及CCS在海上设施领域的相关经验，结合目前国内已建、在建以及正在进行检验的海上升压站工程项目，研究海上升压站功能需求和设计特点，梳理海上升压站相对于固定式海洋油气平台的异同点，编制形成《海上升压站平台指南》，并开展海上升压站载荷抗力系数法和抗力系数适用性研究，提出海上升压站LRFD设计载荷分项系数和载荷抗力系数，纳入指南具体技术条款。该指南可为海上升压站的第三方检验和相关方提供参考。

该指南由11章正文、2个附录组成。第1章明确该指南的适用范围、定义、检验与证书的要求。第2章至第12章给出了总体布置、结构、电气一次、电气二次、机械和公用系统、消防安全、逃救生、通信与信号、防污染设备的技术要求。附录1、2分别为海上风电场设施符合证书样例和海上升压站平台图纸审查范围。具体内容详见指南^[7]。

该指南已经在江苏海域几个新建的海上升压站检验项目中得到了应用。

针对目前国内海上风电场施工过程相关规范标准的缺失问题，CCS编制形成《海上风电场设施施工指南》(2019)。该指南主要参考国内外海洋工程施工过程的相关经验，结合国内海上风电场施工具体特点，对海上风电场设施施工的全过程提出了具体技术要求，可为第三方检验、海事保险检验以及相关方提供指导。

该指南共分为8章：第1章明确该指南的适用范围和依据、定义、检验与证书的要求；第2章给出了海上风电场设施施工规划与设计的相关要求；第3章提出了施工设计与施工过程的环境条件操作要求；第4章对各种码头装船形式给出了详细的技术要求；第5章针对各种海上运输形式和运输过程的船舶稳性、强度及设施本身提出相关技术要求；第6章对整个海上作业环节，包括吊装、沉桩、嵌岩、连接、筒型基础安装、辅助工装等提出详细要求；第7章主要给出了海缆敷设和海缆保护等过程的相关规定；第8章给出了人员健康与保护的相关内容。具体内容详见指南^[8]。

随着国内海上风电主战场的南移，国内海上风电的发展进入了艰难期，尤其是广东、福建复杂的地质条件和恶劣的海洋环境，适用于江苏等海域的单桩、高桩承台等海上风机支撑结构型式很难广泛地应用于南海地区，尤其是嵌岩桩的施工成本及难度问题，迫切地需要对风机基础型式和施工工艺进行进一步探索和研究。同时，随着海上风机容量进一步加大，海上风电逐步向深水发展，传统的固定式风机基础不再适用，浮式风机必将得到广泛应用。

因此，对于国内海上风电场设施规范的发展，必将面向适用于南海海域的新型的风机支撑结构和施工工艺以及深远海的浮式风机基础，包括将来可能出现的浮式升压站等。这些新颖的海上风电场设施必将对国内海上风电场设施规范研究提出更高的挑战。同时，随着国内更多的海上风电场走向运维阶段，运维甚至弃置相关的规范标准亟需出台，这也是必须提上日程的重要工作。

CCS紧跟海上风电场设施发展趋势，依托多年的海洋工程浮式设施经验，开展了海上浮式风电设施的研究工作，并开始了《海上浮式风机入级规范》的编制工作，拟从入级原则、设计条件与载荷、结构设计、稳性与分舱、定位系泊系统以及平台系统与设备等几个方面给出详细的技术要求，以期为国内海上风机下部结构设计、入级检验以及相关方提供技术指导。

国内海上风电开发如火如荼，但相比较欧洲较为成熟的技术规范体系，我国关于海上风电设施的设计、建造、安装、运维以及弃置的规范标准尚欠缺很多，更没有形成体系，势必对国内海上风电产业的健康、持续发展产生影响。尤其是当海上风电进入深远海、浮式风机应运而生时，其载荷响应、运动表现、结构强度、稳性等要求更属于海洋工程范畴，传统的海洋工程学科应发挥更大作用。CCS经过多年在海上风电领域的研究和积累，初步形成了较为完善的海上风电设施规范体系，愿与业界共同努力，一起构建海上风电场设施技术规范体系，为国内海上风电健康、持续发展保驾护航。