2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海上風(fēng)電技術(shù)在海洋能源領(lǐng)域的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號內(nèi)）1.與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電場址選擇的首要考慮因素通常不包括：A.風(fēng)資源質(zhì)量（風(fēng)速、風(fēng)向穩(wěn)定性）B.海床地質(zhì)條件與承載能力C.海上交通條件與航道限制D.噪音對附近居民的影響2.海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，通常適用于水深較淺、海床地質(zhì)條件較好的場址的是：A.漂浮式基礎(chǔ)B.單樁基礎(chǔ)C.導(dǎo)管架基礎(chǔ)D.殼體基礎(chǔ)3.海上風(fēng)機(jī)葉片相較于陸上風(fēng)機(jī)，通常設(shè)計(jì)得更長的主要原因是：A.需要更大的掃風(fēng)面積以捕捉更強(qiáng)的風(fēng)能B.為了減少材料使用，降低成本C.更方便運(yùn)輸?shù)胶Ｉ习惭b地點(diǎn)D.為了更好地抵抗鹽霧腐蝕4.連接海上風(fēng)電機(jī)組與陸上電網(wǎng)的主要電力傳輸方式是：A.架空輸電線路B.海底通信光纜C.海底高壓電纜D.水下聲學(xué)通信5.海上風(fēng)電場施工過程中，對大型風(fēng)電機(jī)組葉片進(jìn)行吊裝的主要設(shè)備通常是：A.水下機(jī)器人B.海上移動起重機(jī)（如龍門吊）C.潛水員D.水下鉆探平臺6.海上風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)的主要功能是：A.將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能B.使機(jī)艙始終對準(zhǔn)來風(fēng)方向，以最大化捕獲風(fēng)能C.驅(qū)動葉片進(jìn)行變槳調(diào)向D.維持風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)定7.以下哪項(xiàng)不屬于海上風(fēng)電對海洋環(huán)境可能產(chǎn)生的直接影響？A.施工和運(yùn)營期間產(chǎn)生的噪音和振動B.海纜鋪設(shè)對海床生物棲息地的占用C.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)釋放的混凝土對海水pH值的影響D.大規(guī)模風(fēng)電場對鳥類遷徙路線的空中阻擋8.衡量海上風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的核心指標(biāo)是：A.初始投資成本B.運(yùn)維維護(hù)費(fèi)用C.平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）D.政府補(bǔ)貼額度9.漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)主要克服了傳統(tǒng)固定式基礎(chǔ)在哪些方面的限制？A.水深限制B.海床地質(zhì)條件限制C.風(fēng)資源限制D.并網(wǎng)電壓等級限制10.海上風(fēng)電智能化運(yùn)維的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在：A.減少現(xiàn)場人工巡檢次數(shù)B.利用傳感器、無人機(jī)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)和故障診斷C.提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率D.降低海纜的故障率二、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出每個(gè)名詞的準(zhǔn)確定義或解釋）1.風(fēng)功率密度2.單樁基礎(chǔ)3.海上風(fēng)電度電成本（LCOE）4.偏航系統(tǒng)5.漂浮式海上風(fēng)電三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡潔明了地回答下列問題）1.簡述選擇海上風(fēng)電場址需要考慮的主要自然條件因素。2.與陸上風(fēng)機(jī)相比，海上風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨哪些主要挑戰(zhàn)？3.簡述海上風(fēng)電場施工過程中需要克服的主要環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。4.簡述海上風(fēng)電并網(wǎng)的主要技術(shù)難點(diǎn)。四、論述題（每小題10分，共20分。請結(jié)合所學(xué)知識，圍繞下列主題進(jìn)行較為全面的論述）1.論述海上風(fēng)電發(fā)展面臨的的主要技術(shù)挑戰(zhàn)及其可能的解決方案。2.結(jié)合當(dāng)前發(fā)展趨勢，論述海上風(fēng)電與其他海洋能源（如波浪能、潮汐能）或新興技術(shù)（如氫能、儲能）相結(jié)合的必要性和潛在前景。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.A4.C5.B6.B7.D8.C9.A10.B二、名詞解釋1.風(fēng)功率密度：指單位面積上接收到的風(fēng)能功率，是衡量風(fēng)能資源強(qiáng)度的重要指標(biāo)，通常用瓦特每平方米（W/m2）表示。2.單樁基礎(chǔ)：一種用于固定海上風(fēng)電機(jī)組塔筒的基礎(chǔ)形式，主要由一個(gè)垂直樁身和樁帽組成，適用于水深較淺、海床地質(zhì)條件良好的區(qū)域。3.海上風(fēng)電度電成本（LCOE）：指建設(shè)運(yùn)行海上風(fēng)電場在整個(gè)生命周期內(nèi)平均生產(chǎn)每兆瓦時(shí)（MWh）電能所需的總成本，是評估海上風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的核心指標(biāo)。4.偏航系統(tǒng)：海上風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵組成部分，用于驅(qū)動機(jī)艙根據(jù)風(fēng)向的變化旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)輪始終朝向風(fēng)向，以最大化捕獲風(fēng)能。5.漂浮式海上風(fēng)電：一種不依賴固定海床進(jìn)行支撐的海上風(fēng)電技術(shù)，通過漂浮式基礎(chǔ)（如浮桶、張力腿式、Spar浮筒式）將風(fēng)電機(jī)組固定在深海海域，克服了固定式基礎(chǔ)的水深限制。三、簡答題1.選擇海上風(fēng)電場址需要考慮的主要自然條件因素包括：風(fēng)資源質(zhì)量（年平均風(fēng)速、風(fēng)速風(fēng)向的穩(wěn)定性、風(fēng)功率密度）；水深條件；海床地質(zhì)條件（承載力、穩(wěn)定性、是否為軟弱地基）；海水流況（流速、流向）；海洋環(huán)境條件（臺風(fēng)、海浪、潮汐、鹽霧腐蝕等）；以及電網(wǎng)接入條件（距離陸上電網(wǎng)的遠(yuǎn)近、海底電纜鋪設(shè)的可行性）。2.海上風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：需要承受巨大的風(fēng)載荷、波浪力、海流力、地震力等復(fù)合載荷作用；需要適應(yīng)復(fù)雜多變的海洋地質(zhì)條件（如軟土地基、基巖面不規(guī)則）；必須具備高耐久性，抵抗海水腐蝕、海洋生物附著等影響；施工難度大、成本高，尤其是在深水和復(fù)雜海況下；海上運(yùn)輸和安裝的局限性。3.海上風(fēng)電場施工過程中需要克服的主要環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括：惡劣海況（大風(fēng)、大浪、臺風(fēng)）對施工船舶和設(shè)備安全構(gòu)成威脅，可能導(dǎo)致施工延誤甚至事故；施工活動（如打樁、吊裝）產(chǎn)生的噪音、振動和海洋污染物（如油污、混凝土碎屑）可能對海洋生態(tài)環(huán)境造成影響；海上作業(yè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)較高；天氣突變帶來的突發(fā)狀況。4.海上風(fēng)電并網(wǎng)的主要技術(shù)難點(diǎn)包括：海上風(fēng)電場距離陸上負(fù)荷中心通常較遠(yuǎn)，導(dǎo)致輸電距離長，線路損耗大；海上電壓等級提升和匯集形成的巨大容量電力需要高效、可靠地傳輸至陸地電網(wǎng)，對海纜和升壓站技術(shù)要求高；需要解決海上風(fēng)電的波動性和間歇性對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，可能需要配合儲能或其他調(diào)節(jié)手段；海上電氣設(shè)備長期運(yùn)行環(huán)境惡劣（高鹽霧、潮濕、腐蝕），對其可靠性提出嚴(yán)苛要求；并網(wǎng)控制的穩(wěn)定性和靈活性問題。四、論述題1.海上風(fēng)電發(fā)展面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)及其可能的解決方案：*挑戰(zhàn)一：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在深水、復(fù)雜地質(zhì)條件下的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。深水或軟弱地基上傳統(tǒng)固定式基礎(chǔ)成本高、技術(shù)難度大。解決方案：大力發(fā)展漂浮式基礎(chǔ)技術(shù)，包括浮桶式、張力腿式、Spar浮筒式等，克服水深限制，拓展優(yōu)質(zhì)深水海域資源；優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，采用新材料、新工藝，提高基礎(chǔ)自身的強(qiáng)度、耐久性和抗環(huán)境載荷能力。*挑戰(zhàn)二：風(fēng)電機(jī)組在惡劣海況下的可靠性與耐久性。海上環(huán)境腐蝕性強(qiáng)，風(fēng)、浪、流、冰、臺風(fēng)等極端天氣對設(shè)備考驗(yàn)嚴(yán)酷。解決方案：提高風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件（如葉片、齒輪箱、軸承、塔筒）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和制造工藝，采用耐腐蝕材料（如復(fù)合材料葉片、涂層保護(hù)）；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)；研發(fā)適應(yīng)極端環(huán)境的專用風(fēng)機(jī)型號。*挑戰(zhàn)三：大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、高電壓輸電的技術(shù)難題。海上風(fēng)電場規(guī)模日益增大，輸電距離通常很遠(yuǎn)，對海纜和升壓站技術(shù)提出挑戰(zhàn)。解決方案：發(fā)展大容量、高電壓等級的海底電纜技術(shù)（如動態(tài)海纜、柔性直流輸電技術(shù)VSC-HVDC），降低輸電損耗，提高輸電可靠性；優(yōu)化海上匯集站和陸上升壓站的設(shè)計(jì)，提高電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。*挑戰(zhàn)四：海上施工、運(yùn)維的技術(shù)難度與成本。海上作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，運(yùn)維成本高，人力成本占比重。解決方案：發(fā)展大型化、多功能的海上施工船舶和裝備；利用無人機(jī)、水下機(jī)器人等技術(shù)進(jìn)行自動化巡檢、安裝和維修；應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù)（如數(shù)字孿生）優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維管理，提高效率，降低成本。*挑戰(zhàn)五：對海洋生態(tài)環(huán)境的影響及協(xié)同管控。海上風(fēng)電開發(fā)可能對海洋生物、棲息地、航道等產(chǎn)生影響。解決方案：嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評價(jià)制度，科學(xué)選址，避開敏感生態(tài)區(qū)域；采用低噪音、低振動的施工設(shè)備和技術(shù)；加強(qiáng)施工期和運(yùn)行期環(huán)境監(jiān)測，及時(shí)采取緩解措施；開展生態(tài)補(bǔ)償和修復(fù)研究。2.海上風(fēng)電與其他海洋能源或新興技術(shù)相結(jié)合的必要性和潛在前景：*必要性：*互補(bǔ)性：海上風(fēng)電具有波動性和間歇性，而潮汐能、波浪能等海洋能源通常具有較好的穩(wěn)定性和預(yù)測性，兩者結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)能源輸出功率的平滑和互補(bǔ)，提高整體供能的可靠性和穩(wěn)定性。*資源協(xié)同：許多海上風(fēng)電場址附近可能同時(shí)存在其他海洋可再生能源資源，如潮流能、波浪能等，資源整合開發(fā)可以提高海域利用效率，降低綜合開發(fā)成本。*系統(tǒng)優(yōu)化：將海上風(fēng)電與儲能技術(shù)（如鋰電池、液流電池、氫儲能）結(jié)合，可以有效平抑風(fēng)電的波動，提高電力系統(tǒng)對可再生能源的消納能力，實(shí)現(xiàn)更靈活的能源調(diào)度。*技術(shù)融合：結(jié)合智能化技術(shù)（如大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)）對海上風(fēng)電場及其他海洋能源設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測、管理和優(yōu)化調(diào)度，可以提高能源系統(tǒng)的整體智能化水平和運(yùn)行效率。*拓展應(yīng)用場景：海上風(fēng)電平臺可以作為海上能源綜合樞紐，為其他海洋產(chǎn)業(yè)（如海水淡化、海洋牧場、海上制氫）提供電力支撐，形成“海上孤島”能源系統(tǒng)，拓展海上空間的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。*潛在前景：*提高能源系統(tǒng)靈活性：海上風(fēng)電+儲能/其他可再生