1.1 海上风电发展概况
风能是由地球表面大量空气流动所产生的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度，据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能资源约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。自20世纪70年代初第一次世界石油危机以来，能源日趋紧张，各国相继制定法律，以促进利用可再生能源来代替高污染的不可再生能源。从世界各国可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展速度最快，产业前景也最好。风力发电相对于太阳能、生物质能等新能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，被称为最接近常规能源的新能源，因而成为产业化发展最快的清洁能源技术。
进入21世纪，全球可再生能源不断发展，其中风能始终保持最快的增长态势，并成为继石油燃料、化工燃料之后的核心能源。截至2011年底，全球风电装机容量达到了2.38×105MW，累计装机容量实现了21%的年增长率。全球超过75个国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1GW，风电正在以超出预期的发展速度不断增长。目前，丹麦用电量的28%来自风电，西班牙用电量的16%来自风电，德国用电量的8%来自风电，风电已成为欧洲国家能源转型的重要支撑，这也为全球能源结构转型树立了榜样。欧洲风能利用协会将在欧洲的近海岸地区进行风能开发利用，希望2020年风力发电能够满足欧洲居民的全部用电需求。
我国的风力发电始于20世纪80年代，发展相对滞后，但是起点较高。自从2006年1月1日开始实施《中华人民共和国可再生能源法》后，中国风电市场前期取得稳步发展，后期发展势头迅猛。如今在全球的风电发展中，中国的发展速度最快，截至2012年6月，中国并网风电达到5.26×104MW，国家电网调度范围达到5.03×104MW，超过美国，跃居世界第一。2012年8月发布的《可再生能源发展“十二五”规划》提出，到2015年，风电累计并网运行达1×105MW。与此同时，中国风电发展也存在着诸多制约因素，如风能资源与用电市场分布不一致导致严重弃风问题，风电上网电价补贴方式问题，风力发电税收政策转型问题等。
海上风能资源较陆上大，发电量高，而且海上风电具有不占用土地资源、受环境制约少、风电机组容量更大、年利用小时数更高、更具规模化开发的特点，使得近海风力发电技术成为近年来研究和应用的热点。中国可开发和利用的风能储量约为2.58×106MW，其中陆地上风能储量约2.38×106MW（依据陆地上离地50m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约2×105MW。海上风能资源丰富，有巨大的蕴藏量和广阔的发展前景，特别是东部沿海水深50m内的海域面积辽阔，距电力负荷中心很近，随着开发技术的成熟，海上风电必将成为中国东部沿海地区可持续发展的重要能源。
1.1.1 国外海上风电发展概况
目前国外已建成且投入商业运行的海上风电场基本上都在欧洲，这主要是由于欧洲基本不受台风的影响，发展海上风电具有优势条件。自20世纪80年代起，欧洲就开始积极探讨海上风电开发的可行性。
瑞典于1990年安装了第一台试验性海上风电机组，离岸350m，水深6m，容量为220kW，该机组1998年停运。1997年开始在海上建立5台600kW的风电机组。2000年，兆瓦级风电机组开始在海上应用示范，并规划筹建11座海上风电场，截至2008年已建成15座海上风电场。
丹麦发展海上风电也较早，全国有6%的电力来自近海风电场。1991年丹麦在波罗的海洛兰岛西北沿海附近建成了世界上第一个海上风电场，安装11台450kW风电机组，1995年又建成10台500kW海上风电机组，2003年还建成了当时世界上最大的近海风电场，共安装80台2MW风电机组。出于对环境的考虑，丹麦的海上风电场只关注那些偏远的水深在5～11m之间的海域，所选的区域必须在国家海洋公园、海运路线、微波通道、军事区域等之外，距离海岸线7～40km，以使岸上的视觉影响降到最低。根据丹麦政府能源计划法案，2030年以前丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，其中，近1/4的风力发电量是由海上风电场供给。最近，丹麦政府提出到2050年全部摆脱对化石能源的依赖。
德国是欧洲地区风力发电的主阵地，由于缺乏合适的场地，德国陆上风电场的新建工作将在今后10多年中减缓，从而转向海上风电场的强制建设，目前已在12mile
开外的深水地区，以及近海地区建造了风电场。根据德国2002年公布的战略纲要，到2030年的长期目标中，包括德国海岸地区、专属经济区（EEZ）和国土外围12mile范围内将达到2.5×104MW的安装容量，产生7×1010～8.5×1010kWh的电力。最近，德国提出到2050年80%的电力来自可再生能源。
2003年底，英国3个战略海域（利物浦海湾、沃什湾以及泰晤士河）的15个工程总装机容量逾7000MW，英国计划到2030年开发建设4.8×104MW的海上风电。
荷兰政府2010年达到1500MW装机容量的目标已经实现，爱尔兰海上风电场的领路者Arklow Bank电场已经达到25MW的装机容量，并将扩大至500MW。在爱尔兰东海岸地区正在进行另外6座电场的调研，拟达到1000MW的装机容量。
综上所述，海上风电场在欧洲已较为成熟。到2011年底，欧洲已建成53个海上风电场，分布在比利时、丹麦、芬兰、德国、爱尔兰、荷兰、挪威、瑞典和英国海域，装机容量达到3813MW，另有5603MW的风电场在建设中。欧洲风能协会2010年发布的海上风电发展目标是：到2020年装机容量达到4.0×104MW,2030年达到1.5×105MW。截至2012年2月，已建最大的海上风电场是英格兰西海岸坎布里亚郡外的Walney风电场，装机容量367MW，所占海域达73km2。当前在建的世界上最大的海上风电场为英国London Array风电场，共安装175台3.6MW风电机组，装机容量630MW。截至2012年8月英国离岸风力发电量，位居全球第一，估计到2020年，其离岸风场发电量将达3.1×1010kWh。
相对欧洲而言，北美海上风电发展较晚，截至目前还没有较大规模的风电场真正投入运行。加拿大目前准备建设的最大海上风电场是在安大略湖的Trillium风电场，装机容量为414MW。由于涉及环境法案的阻力，美国在2012年1月才在政策上基本确定支持尝试建立海上风电场，目前在风能资源丰富的东海岸已经陆续有相关计划得到支持，比较大的是Cape Cod风电场，预计装机容量可达454MW。
1.1.2 国内海上风电发展概况
在国外海上风电开始进入大规模开发阶段的背景下，我国海上风电场建设也拉开了序幕。我国东部沿海风能资源可开发量在50m高度约为2×105MW、70m高度约为5×105MW，不仅资源潜力巨大且开发利用市场条件良好。但是由于我国沿海经常受到台风影响，建设条件较国外更为复杂。
我国目前已建成的海上风电总装机容量约为250MW，其中上海东海大桥海上风电项目是我国首个大型海上风电项目，总装机容量102MW，采用34台3MW风电机组，2010年6月全部并网发电，其二期项目为1台单机容量5MW的样机，2011年10月并网运行，为我国首台并网运行的最大单机容量风电机组。江苏如东32MW（潮间带）试验风电场，共安装16台海上试验机组，分别为6台1.5MW风电机组、6台2.0MW风电机组、2台2.5MW风电机组和2台3.0MW风电机组，该项目于2009年6月15日开工建设，2010年9月28日全部投产发电。
根据我国2012年8月发布的《可再生能源“十二五”规划》，2015年我国海上风电将达到5×103MW，海上风电成套技术将形成完整的产业链；2015年后将实现规模化发展，达到国际先进水平；2020年海上风电将达到3×104MW。截至2012年8月，我国已开展前期工作和拟建的海上风电项目约24个，主要分布于江苏、浙江、上海、山东、福建和广东等地，江苏风电发展的步伐最快，有三个较大规模的风电场集中在该区域。2011年6月江苏如东150MW海上（潮间带）示范风电场开工建设，一期100MW工程选用17台华锐3MW风机和21台西门子2.38MW风机，2011年年底投产发电。二期50MW工程选用20台金风科技2.5MW风机，经过4个月的建设，于2012年11月23日投产发电。江苏大丰海上风电示范工程拟安装100台3MW风机，离岸直线距离约55km，场区水深3～13m，一期工程规模200MW，占用海域面积130km2，预计总投资近50亿元。此外，江苏响水县近海风电场200MW示范项目拟安装67台3MW风机，总工期约32个月，工程总投资35.4亿元。
中国海上风力发电已经开始起步，且建设规模有望迅速增大，然而海上风电场建设至今没有国际通用的标准或规范，相关结构设计和施工工艺等基本问题亟待开展系统性的研究和探索。