本书系统地介绍了海上风电场的设计、建设和运行的理论与技术：在设计方面，主要介绍了风资源特性与测量评估、海上风电场宏观选址、海上风电场微观选址、海上风电场电气系统设计、海上风电机组和升压站基础结构设计及海上风电场技术经济分析及环境影响；在建设方面，主要介绍了海上风电设备运输、海上风电场施工建设及海上风电场施工管理；在运行方面，主要介绍了海上风电场功率预测、智能控制及故障诊断技术；最后简单介绍了海上风电与海域综合利用的相关内容。本书的主要特色有两个：一个是针对海上风力发电面临的特殊挑战，系统地阐述海上风电场的设计、工程建设和运行维护中的理论和技术；另一个是结合作者的研究与教学经历，引入海上风电相关领域的最新研究成果。本书可以作为海上风电场设计、建设与运行维护工程技术人员的培训和自学教材，也可供海上风电相关领域的科研人员参考。

提高海洋资源的开发利用能力，不仅是海洋强国的战略之一，也是海上丝绸之路国际合作的重要内容。我国海域辽阔，海上风资源丰富，海上风电开发利用潜力巨大，且靠近城市经济中心，输电距离较短。因此，海上风电在我国推动绿色低碳转型战略，实现“碳达峰、碳中和”国家目标中占据重要地位。 过去十几年，世界海上风电科技进步和产业规模都保持了高速发展势头，促进了海上风电度电成本的快速下降。从2022年开始，我国海上风电取消了电价补贴，迈入平价和大规模开发阶段。如何降低全生命周期的度电成本，成为海上风电科技进步的核心目的。海上风电场的风资源测量与评估、设计、工程建设和运行维护等全生命周期每个环节的技术，都对降低海上风电的成本、提高效益产生重要影响。 本书系统地介绍了海上风电场的设计、建设和运行维护的理论与技术，引入海上风电前沿技术，进行海上风电的降本增效。 本书由刘永前、韩爽、阎洁等编写。其中，刘永前编写了第1章和第6章，韩爽编写了第2章、第3章和第4章，阎洁编写了第5章、第7章和第8章。乔延辉、马晓梅、张浩、马远驰、陶涛、任晓颖、李宁、于越聪、王航宇、张永蕊、李玉浩、陈阳、郭子仪、张策等参与了部分内容的编写和修改校核工作。全书由刘永前统稿。 本书在编写过程中参考了国内外大量文献，在此谨向相关文献的作者表示诚挚的感谢。 由于作者水平所限及相关技术的快速发展，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者不吝指正。

第1章 绪论 1.1 概述 1.2 海上风电的主要特点 1.3 海上风电的发展现状 1.3.1 欧洲海上风电 1.3.2 我国海上风电 1.4 海上风电的主要问题和发展趋势 1.4.1 海上风电的主要问题 1.4.2 海上风电的发展趋势 第2章 海上风资源特性及测量评估 2.1 引言 2.2 海上风资源特性 2.2.1 风随高度变化特性 2.2.2 风的湍流特性 2.2.3 海上风能资源分布及特点 2.2.4 热带气旋 2.3 海上风资源测量 2.3.1 海上风资源测量要求 2.3.2 海上风资源测量技术 2.4 海洋工程环境因素及观测 2.4.1 海流 2.4.2 海冰 2.4.3 波浪 2.5 海上风资源评估 2.5.1 海上风资源评估一般步骤 2.5.2 风资源评估不确定性分析 2.6 海上风资源前沿技术 2.6.1 海上风资源评估数值模拟技术 2.6.2 GNSS-R海面风场反演技术 第3章 海上风电场设计 3.1 引言 3.2 海上风电场宏观选址 3.2.1 基本概念及流程 3.2.2 基本原则 3.2.3 海上风电场宏观选址影响因素 3.3 海上风电场微观选址 3.3.1 海上风电场微观选址基本概念及流程 3.3.2 海上风电场微观选址基本原则 3.3.3 海上风电场微观选址影响因素 3.3.4 海上风电机组选型方案 3.3.5 海上风电场微观选址技术 3.4 海上风电场电气系统设计 3.4.1 海上风电场电气系统构成及主要设备 3.4.2 海上风电场送出系统设计 3.5 海上风电机组与升压站基础结构设计 3.5.1 海上风电机组与升压站基础结构分类及设计 3.5.2 海上风电机组与升压站基础防腐蚀措施 3.6 海上风电场技术经济与环境影响分析 3.6.1 海上风电场投资成本与经济效益分析 3.6.2 海上风电场对环境的影响及应对措施 第4章 海上风电场建设 4.1 引言 4.2 海上风电设备运输 4.2.1 部件交付 4.2.2 码头拼装 4.2.3 海上运输 4.3 海上风电场施工建设 4.3.1 海上风电场施工建设流程 4.3.2 海上风电场安装施工 4.3.3 海上风电场专业安装船 4.4 海上风电场施工管理 4.4.1 海上风电场施工进度管理 4.4.2 海上风电场施工安全管理 第5章 海上风电功率预测 5.1 引言 5.2 海上风电功率预测面临的挑战 5.3 海上风电功率预测的分类及意义 5.3.1 按照时间尺度划分 5.3.2 按照预测结果划分 5.4 面向海上风电功率预测的数值天气预报 5.4.1 海上数值天气预报模式 5.4.2 数值天气预报的人工智能修正 5.5 海上风电集中式功率预测方法及系统 5.5.1 模型优势 5.5.2 集中式预测建模原理 5.5.3 海上风电场群集中式功率预测系统 5.6 海上风电爬坡事件预测 第6章 海上风电智能运行控制技术 6.1 引言 6.2 海上风电运行控制面临的挑战 6.3 面向功率提升的海上风电场尾流控制 6.3.1 尾流快速计算模型 6.3.2 集成模型 6.3.3 控制模型 6.3.4 快速寻优算法 6.4 面向风电机组延寿的海上风电场疲劳载荷控制 6.4.1 海上风电机组疲劳载荷 6.4.2 适用于疲劳载荷控制的疲劳损伤计算方法 6.4.3 疲劳载荷优化控制应用 6.5 面向电力系统辅助服务的海上风电场（群）优化运行控制 第7章 海上风电机组故障诊断与健康管理 7.1 引言 7.2 海上风电运维面临的挑战 7.3 海上风电场运维和健康管理 7.3.1 维护策略 7.3.2 可达性估计 7.3.3 维护路径优化 7.4 海上风电设备故障诊断 7.4.1 海上风电场故障诊断技术分类 7.4.2 海上风电机组关键零部件故障诊断 7.4.3 海上风电送出系统故障诊断 7.5 海上风电运维技术前沿 7.5.1 智能诊断技术 7.5.2 数字孪生技术 第8章 海上风电与海域综合利用 8.1 引言 8.2 海上风电与海水淡化 8.2.1海水淡化技术 8.2.2 海上风电与海水淡化协同发展 8.3 海上风电制氢 8.3.1 优势与挑战 8.3.2 海上风电－氢能综合能源系统 8.3.3 海上风电制氢模式探讨 8.3.4 全球海上风电制氢项目及发展方向 参考文献