近年来，我国海上风电发展迅速，大量海上风电场投入运行。本书从海上风电机组这一核心发电设备入手，针对海上特有的风浪流耦合环境和地质条件，简要介绍海上风电机组设计技术、海上风电机组基础结构、海上风电机组施工技术、海上风电机组运行和维护、海上风电机组标准及认证等内容。本书包含海上风电发展现状和海上风电机组运行环境等背景知识，以海上风电机组的设计、施工及运行和维护为主线进行系统介绍，可作为大学工科专业本科生和研究生学习海上风电机组的参考书，也可作为风电工程技术人员的参考书，部分内容也可作为大众科普读物。

大力发展风力发电（简称风电）是我国能源变革的重要战略，也是我国实现“30·60”碳达峰、碳中和目标的重要路径。碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统变革。可以预见，在未来几十年，中国工业的技术结构、产业结构和发展方式将会发生重大变化。风力发电是可再生能源中一种非常重要的利用形式。全球已有90多个国家都对风力发电进行规模化的开发和建设。自2010年起，中国风力发电装机容量已经超过美国，成为全球风力发电装机容量最大的国家。截至2020年底，全球累积风力发电装机容量超过733GW，中国风力发电装机容量占比超35%。2020年，全球新增风力发电装机容量为111GW，中国新增风力发电装机容量占比近65%。 近年来，我国海上风电发展迅速，大量海上风电场开工建设，一些大型风电机组投入运行。与陆上风电相比，海上风电环境复杂、施工难度大、运维成本高，加上我国海上风资源品质较差（平均风速低、极端风速高）、风电机组与关键零部件可靠性低等限制因素，度电成本较高。在此背景下，本书从海上风电机组这一核心发电设备入手，针对海上特有的风浪流耦合环境和地质条件，简要对风电机组设计技术、海上风电机组基础结构、海上风电机组施工技术、海上风电机组运行和维护、海上风电机组标准及认证等方面进行介绍。本书可作为大学工科专业和研究生学习海上风电机组的参考书，也可作为风电工程技术人员的参考书，部分内容也可作为大众科普读物。 本书内容编排如下。第1章绪论，介绍了海上风电的发展现状。第2章介绍了海上风电机组运行环境。前两章为读者提供了了解海上风电和海洋环境的背景知识。针对海上风电和海洋环境条件：第3章了介绍海上风电机组设计技术；第4章介绍了海上风电机组基础结构；第5章主要对海上风电机组施工技术进行了介绍；第6章介绍了海上风电机组运行和维护。这4章以设计、施工及运行和维护为主线对风电机组进行了系统介绍，构成了本书的主体部分。为使读者对海上风电机组有一个较为全面的认识：第7章介绍了海上风电对海洋的影响；第8章对海上风电机组标准及认证进行了简要介绍。 在本书撰写过程中，得到了很多专家学者的帮助，华北电力大学风力发电教研室的部分研究生也参与了书稿的整理，在此一并表示感谢。由于编者水平有限，书中错误和疏漏在所难免，敬请广大读者批评指正。

第1章 绪论 1.1 全球海上风电的发展与现状 1.1.1 海上风资源概况 1.1.2 全球海上风电的发展 1.1.3 国际主要海上风电项目 1.2 中国海上风电的发展与现状 1.2.1 中国海上风浪条件概况 1.2.2 中国海上风电的发展 1.2.3 中国代表性的海上风电机组项目 1.3 海上风电机组技术 1.3.1 海上风电机组技术现状 1.3.2 国际主要大型海上风电机组 1.3.3 中国目前主要的大型海上风电机组 参考文献 第2章 海上风电机组运行环境 2.1 台风 2.1.1 台风的形成条件 2.1.2 台风的结构 2.1.3 中国沿海地区台风气候特征 2.1.4 台风对风电机组设计的影响 2.2 海洋水文环境 2.2.1 海流 2.2.2 海浪 2.2.3 海冰 2.3 海洋地质 2.3.1 海洋沉积物 2.3.2 海域分类 2.4 其他海洋坏境 2.4.1 气候环境 2.4.2 盐雾 2.4.3 雷电 参考文献 第3章 海上风电机组设计技术 3.1 一体化设计 3.1.1 内容与意义 3.1.2 传统设计与一体化设计对比 3.1.3 优势与难点 3.1.4 应用 3.2 可靠性设计 3.2.1 概述 3.2.2 机械零部件可靠性设计 3.2.3 齿轮箱可靠性设计 3.2.4 发电机可靠性设计 3.2.5 变流器可靠性设计 3.2.6 展望 3.3 防台风设计 3.3.1 台风的基本特征 3.3.2 台风对风电机组造成的破坏 3.3.3 防台风设计技术 3.3.4 其他防台风措施 3.3.5 总结 3.4 防腐蚀设计 3.4.1 概述 3.4.2 腐蚀环境与腐蚀速率 3.4.3 防腐蚀设计形式 3.5 防雷设计 3.5.1 雷电的形成与危害 3.5.2 雷电破坏机理 3.5.3 防雷设计原则与定义 3.5.4 防雷击措施 3.5.5 防雷装置的检查和维护 参考文献 第4章 海上风电机组基础结构 4.1 海上风电机组基础结构种类 4.1.1 桩（承）式基础 4.1.2 重力式基础 4.1.3 桁架式导管架基础 4.1.4 多桩承台基础 4.1.5 桶式基础 4.1.6 漂浮式基础 4.2 海上风电机组基础设计 4.2.1 动力学设计 4.2.2 动力学方程数值解法 4.2.3 疲劳设计 4.3 基础防护设计 4.3.1 基础防撞设施 4.3.2 防冲刷防护处理措施 4.4 本章小结 参考文献 第5章 海上风电机组施工技术 5.1 海上风电机组基础结构施工 5.1.1 单桩基础施工 5.1.2 多桩基础施工 5.1.3 多桩承台基础施工 5.1.4 导管架式基础施工 5.1.5 重力式基础施工 5.1.6 浮式基础施工 5.1.7 桶式基础施工 5.1.8 各种基础施工的优缺点对比 5.2 海上风电机组安装施工 5.2.1 单叶式安装施工 5.2.2 兔耳式安装施工 5.2.3 三叶式安装施工 5.2.4 各种安装方式的优缺点对比 5.3 海上风电机组海缆施工 5.3.1 海缆及海缆附件的选择 5.3.2 海缆铺设施工装备 5.3.3 海缆铺设施工技术 5.4 本章小结 参考文献 第6章 海上风电机组运行和维护 6.1 可靠性的特征量 6.1.1 概率指标 6.1.2 寿命指标 6.1.3 可修复产品的维修指标 6.2 海上风电机组故障分类 6.2.1 叶片和变桨系统故障 6.2.2 主轴承故障 6.2.3 偏航系统故障 6.2.4 齿轮箱 6.2.5 发电机和变流器故障 6.2.6 其他故障 6.3 海上风电机组状态监测技术 6.3.1 用于状态监测的信号及检测技术 6.3.2 风电大数据平台 6.4 海上风电机组故障诊断技术 6.4.1 海上风电机组故障诊断技术概述 6.4.2 风电机组齿轮传动系统扭转振动模型及固有特性分析 6.4.3 风电机组齿轮传动系统振动响应分析 6.4.4 风电机组齿轮传动系统故障模型 6.4.5 风电机组传动链健康状态实时评价模型 6.5 海上风电场运维 6.5.1 天气因素 6.5.2 运维人员 6.5.3 备品备件 6.5.4 维护方法 6.5.5 海上交通方式 参考文献 第7章 海上风电对海洋的影响 7.1 对环境的影响 7.1.1 对物理环境的影响 7.1.2 对化学环境的影响 7.2 海上风电对生物的影响 7.3 融合发展新模式 7.3.1 海上风电+海洋牧场 7.3.2 海上风电+波浪能 7.3.3 海上风电+制氢、储氢 参考文献 第8章 海上风电机组标准及认证 8.1 概述 8.2 海上风电机组标准 8.2.1 通用的几类标准 8.2.2 海上风电机组标准的挑战 8.3 海上风电机组认证 8.3.1 风电机组认证的发展 8.3.2 海上风电机组型式认证 8.3.3 海上风电机组项目认证 8.4 风险评估 参考文献