摘 要

风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，开发利用可再生能源是我国能源发展战略的重要组成部分，海上风电场具有风资源优越、环保、节约土地、规模大等优势。由于海上风电场建设水域为适宜于船舶航行的可航水域，工程建设将改变该水域的通航条件，在海上形成永久性碍航区，风电场风机本身受复杂海况的影响，存在一定的风险。同时，风电场对航海雷达也会造成影响

本文为保障船舶安全航行和海上风电场工程自身安全，对莆田石城渔港风电场对目屿雷达站和兴化湾雷达站影响的有关内容进行研讨与分析，并参考国内外对海上风电场在雷达影响方面的研究，对海上风电场对航海雷达影响程度形成初步结论。

关键词：海上风电场；航海雷达；电磁波

Abstract

Wind energy is renewable, no pollution, high energy and broad prospects for energy development and utilization of renewable energy is an important part of China's energy development strategy, offshore wind farm has the wind resource superiority, environmental protection, conservation of land, large scale and other advantages. The offshore wind farm construction is suitable for ship sailing waters navigable waters, the project will change the conditions of the navigable waters, the permanent navigation area formed in the sea, the influence of wind machine itself by complex sea wind farm, there is a certain risk. At the same time, wind farms have a bearing on marine radar。

In this paper, for the protection of the safe navigation of ships and offshore wind farm project of their own safety, discussion and analysis of the relevant contents of Putian rock fishing wind farms on the island. The radar station and the Gulf of Xinghua radar station influence, and refer to domestic and foreign offshore wind farm on the radar, form the preliminary conclusion to the influence degree of offshore wind farms on marine radar。

Key words：Offshore wind farms; Marine radar; Electromagnetic waves

目 录

第1章 引言 1

1.1 研究的背景及意义 1

1.11国内外研究现状 1

1.2研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2

1.2.1基本内容 2

1.2.2研究目标 2

1.2.3技术方案 2

第2章 风电场、雷达站概况及雷达技术参数 3

2.1 风电场概况 3

2.2 雷达站概况 5

2.3 航海雷达技术参数分析 7

2.3.1核心技术参数概况 7

2.3.2 距离分辨力的计算分析 9

2.3.3 方位分辨力的计算分析 10

第3章 基于理论计算风电场对雷达的遮挡效应 12

3.1 雷达电磁波的遮挡传播理论模型 12

3.1.1 雷达电磁波绕射模型 12

3.1.2 距离上的遮挡影响 14

3.1.3 方位上的遮挡影响 15

3.2 遮挡影响实例计算分析 15

3.2.1 兴化湾雷达影响分析 15

3.2.2 目屿雷达影响分析 19

3.3 综合分析 22

第4章 国内外海上风电场对雷达观测的影响分析 24

4.1 海上风电场对船载雷达的影响 24

4.2 海上风电场对岸基雷达的影响 26

4.2.1 理论分析 26

第5章海上风电场对雷达观测影响的总体结论 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1. 研究的背景及意义

风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，大力发展清洁能源已成为当今各国重要的战略选择。与陆上风电场相比，海上风电场具有风资源优越、环保、节约土地、规模大等优势。2009年5月26日，我国国家能源局下发了《国家能源局关于印发海上风电场工程规划工作大纲的通知》，布置开展全国和各省的海上风电场工程规划工作。

本文为保障船舶安全航行和海上风电场工程自身安全，分析研究海上风电场对附近VTS岸基雷达和船载雷达影响程度，优化风电场平面布置方案，参考国内外对海上风电场在雷达影响方面的有关标准和研究，对莆田石城渔港风电场对目屿雷达站和兴化湾雷达站影响的有关内容进行研讨与分析，初步形成影响程度的结论。

1.11国内外研究现状

对于海上风机形成的雷达阴影区、假回波、方位分辨率，2004年英国海事与海岸警卫局（MCA）和QinetiQ公司对Hoyle风电项目实测数据，可以得出基本结论：风机给附近工作船雷达造成一定的阴影区，对风机附近的小目标丢失的危险，但不会对1000m之外的目标探测造成干扰，同时风机也不会对1000m之外的船舶雷达观测造成明显扇形阴影区影响。船舶航路与风机距离小于500m时，对X波段（3cm）雷达回产生明显干扰；距离小于800m时，在雷达上产生较明显多重反射回波。距离小于1.5 mile时可能在屏幕上出现假回波。当小型船舶接近风机300m时，难以从风机阵列中区分其回波。MCA和QinetiQ公司对Hoyle风电项目实验数据说明，选择不同的发射脉冲宽度，雷达距离分辨力不同，具体关系是：脉冲宽度越大，距离分辨率越差，反之越好。这说明对岸基雷达和船载雷达来说，较小的发射脉冲宽度，对提高风机雷达图像的距离分辨力有很大帮助。

张杨等人的《国外航海雷达现状及发展趋势》一文中通过运用多种新体制、新技术，能够有效提升雷达设备可靠性，增强其在雨雪杂波、海杂波下的目标发现能力。航海雷达将会从现有的单一磁控管脉冲体制，发展为固态化、多频段配合使用的多功能航海雷达系统。