海上风电升沉补偿

不断增大的风机尺寸为何使海上风电安装吊装更难保持稳定、哪些运动补偿方案适合此类作业，以及市场预计将如何发展。

作者： Tord Martinsen & Peter Wang · 2026年4月 · 审核日期： 2026年8月 · 阅读时长5分钟

风力发电机组安装挑战

海上风力发电机组使用自升式船、重型起重船或半潜式平台安装。随着风机容量超过15 MW，机舱重量超过600吨、叶片长度超过115 m，吊装作业对波浪引起的运动愈加敏感。

升沉补偿发挥重要作用的关键安装阶段：

自升式船升离水面后，波浪引起的船体升沉不再构成影响，但吊臂端点的柔性和风仍然存在；升降循环耗时，且作业水深受限。浮式安装船的作业循环更快，但每次吊装都必须控制波浪引起的运动。

海上风电安装采用多种运动补偿方法：

主动升沉补偿（AHC） — 起重机绞车配备实时运动传感和液压/电力驱动，用于大型起重船的重型吊装。性能按具体系统和海况给出，代价是较高的功率需求和控制复杂性。
被动升沉补偿（PHC） — 气弹簧系统无需外部动力即可吸收升沉运动，成本更低、操作更简单，适用于基础和水下部件吊运。
运动补偿式抱桩器 — 船舶升沉时使单桩或导管架保持稳定的专用框架，用于专用安装船。
缓冲器 — 在溜桩或突发载荷转移事件中提供冲击载荷保护。

对于单桩和过渡段作业，RIGEL等被动装置或ANTARES等自适应装置是具成本效益的首选方案；随后通过吊装筛选确定具体工况实际可拓展的作业窗口，且无需完整AHC系统的复杂性。

自升式船无升沉，支承于海床。重新定位缓慢，且受水深限制。

对比

浮式船舶作业循环更快，可在更深水域作业，但每次吊装都会随波运动。补偿是实现浮式作业循环的关键。

对于单桩和过渡段作业， RIGEL 或自适应型 ANTARES 无需完整AHC系统的复杂性即可拓展作业窗口； POLARIS 用于溜桩冲击工况。

海上风电市场正在快速增长。欧洲计划到2050年安装300 GW海上风电容量，亚太市场（中国、日本、韩国、台湾）也在迅速扩大。风机容量正从12 MW增至20+ MW，推动对更大型起重机和更先进运动补偿技术的需求。

这一增长在多个领域为升沉补偿设备带来机会，包括需要起重机补偿的浮式安装船、使用运动补偿舷梯的人员转运船，以及需要恒张力系统的铺缆作业。随着行业采用浮式基础（半潜式、立柱式、TLP）向更深水域发展，拖航和连接作业期间对有效升沉补偿的需求将进一步增加。

海上风电安装为何需要升沉补偿？

超过15 MW的风机意味着600+ t的机舱和115+ m的叶片，需要从随每个波浪运动的船上吊装。补偿可使这些吊装安全且可重复，并增加气象作业日。

哪些风电安装吊装对运动最敏感？

穿过浪溅区的基础、需要精确垂向定位的过渡段、高度会放大运动的塔筒段，以及机舱/叶片组件，后者吊装高度最高且公差最严格。

选择自升式安装船还是浮式安装船？

自升式船可消除升沉，但重新定位缓慢且受水深限制；浮式船舶的作业循环更快，能够到达更深的场址，但每次吊装都必须控制运动，这正是补偿发挥价值的工况。

海上风电采用哪些运动补偿方案？

大型起重船上的AHC绞车（性能按具体系统和海况给出，但功率需求和复杂性较高）、用于基础和部件的被动气弹簧装置、运动补偿式抱桩器，以及用于溜桩事件的缓冲器。

被动补偿器在风电项目中适用于哪些环节？

浮式基础（半潜式、立柱式、TLP）会增加拖航和连接作业，这意味着更多对运动敏感的海上作业，也使整个项目更需要补偿。

基础安装、单桩就位和TP对接各有不同的DAF曲线。请告知我们项目情况，我们将提供补偿器选型方案。

本页数据的来源及各项数据的适用范围。筛选值为建模估算结果，不能替代依据您自身条件开展的项目专项分析。

风机、机舱和基础质量行业公布数据: 目前正投入运行的15 MW级机组部件质量由风机制造商和安装承包商公布。此处引用这些数据是为了说明吊装规模，具体数值因机型和基础类型而异。
主动补偿超过95%典型性能，并非保证值: 这是调试良好的主动系统的参考值，与我们的主动升沉补偿页面中的比较一致。实际补偿效果取决于传感器、驱动装置和海况，应按具体系统确定，不可直接假定。
本页所述产品供应情况: RIGEL、CYGNUS、ANTARES和POLARIS是Norwegian Dynamics目前提供的装置。VEGA和SIRIUS仍在开发中，此处仅作背景介绍。