1.课题背景及意义

随着全球石化能源的日益枯竭及生态环境的日益恶化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。为此，研究与开发可再生能源成为当今世界各国能源政策的发展重点。而风能作为可再生能源的重要组成部分，近些年逐渐进入人们的开发视野。随着能源需求的增长,陆上风电开发的日趋饱和,人们越来越多的把目光投向海上风电。

按照我国权威研究机构的数据分析，中国近海10m水深以内海域的风能资源约1亿kW，20m水深以内海域的风能资源约3亿kW，30m水深以内海域的风能资源约4.9亿kW，与陆上风能资源相比毫不逊色。中国拥有十分丰富的近海风能资源，我国海上风能的量值大约是陆上风能的3倍，因而海上风能具有广阔的开发和应用前景。由于海上风电场处于严酷的海洋大气环境中，不仅存在着高盐雾、高湿度等腐蚀问题，还会受到影响基础结构的撞击，如船舶靠泊、漂浮物的撞击等，也还遭受到各种海洋生物的影响，如海洋动物、贝类、植物类等。因此海上风力发电机组的控制及安全保护系统的设计是当前仍需进一步研究的主要问题之一。

2.海上风电机组的控制

海上风电机组在控制原理上与陆地风力机没有大的不同，其核心目标仍然是可靠、高效、安全。由于海上风力机现场操作与维护上的不便，因此对控制系统的安全可靠性、远程监控、远程维护等提出了更高的要求。

海上风电机组的控制具有以下特点：

1）大量采用冗余技术：由于维护上的不方便，使得海上风力机的可靠性要求更高。因此，海上风电机组控制系统在设计上大量采用了冗余技术。比如传感器、执行机构、通信线路等，都采用多重备用方案。

2）远程控制与在线诊断：对机组的每个设备都配备传感器，远程监控系统通过通信线路（光缆或无线通信）不断监测机组和设备的状态，并做在线诊断。

3）智能化控制：智能化控制技术得到广泛应用。通过在线诊断技术，控制器可以预先做出动作，避免故障点的发生，提高机组可靠性。

另外还需要有优化的维护策略，全面的防雷保护设计，以及防腐设计等[1]。