漂浮式海上风力发电机组首要的目标是能够保证其基础的稳定性，基础结构物在其拖航、安装和使用过程中，必须具有抗倾覆和抗滑移的能力。由于漂浮式海上风力发电机组在复杂的海风与波浪的作用下会前后左右的大幅度摇摆，并周期性的上下震荡，要求机组传动系统与轴承有更高的结构强度和疲劳强度；并要求所有设备能在大角度倾斜时能正常工作。

立柱式基础（单立柱基础）是一个很长的圆柱形浮筒，整个浮筒浮力远大于总重量（包含风力发电机组）。整个风力发电机组加浮筒的重心要远低于浮心，当基础发生倾斜时，重心和浮心之间形成回复力偶可抵抗基础的倾斜运动，即使极强台风也不能使基础严重倾斜。由于浮筒较长，要求水深大于100 m。

立柱式基础的系泊系统可以是悬链线式，也可以是伞形张紧式。

半潜式基础由3个、4个或更多分布的浮筒组成，浮筒间刚性联结，总浮力远大于总重量（包含风力发电机组），重心要低于浮心，浮筒一半以上沉入水中。当风机倾斜时，下沉端浮筒浮力增加，升起端浮筒浮力减小，产生抵抗基础倾斜运动的回复力矩。

在每个浮筒下方有垂荡板，可以对垂直方向的震荡产生阻尼，增加系统的稳定性。

半潜式基础适用水深范围较广，大于40 m均可安装，而且可以在港口安装好（包括风力发电机组）再拖到目的地进行系泊安装。

图2（a）是3个浮筒的半潜式基础结构示意图。塔架设在一个浮筒上。图2（b）是该半潜式基础漂浮在海面的示意图，是连接锚链后的沉入海水的深度。半潜式基础的系泊系统采用悬链线式。

某5 MW海上风力机组半潜式基础的侧浮筒直径10 m，中心浮筒直径5.5 m，浮筒圆心距离60 m，垂荡板直径20 m，浮筒深30 m，吃水20 m，排水量6542t，锚链数量6根，每根锚链长度600 m，水平方向分布角度60°，每根锚链重量265t。

下面介绍二个半潜式基础。

2021年12月7日，三峡引领号机组正式并网发电，容量5.5兆瓦，轮毂中心高度距海平面约107米，叶轮直径158米。3根立柱下共有9根系泊缆把它拖住，可抵抗最大风速超70米/秒的17级台风，大大高于当时国外漂浮式风电机最高适应风速50米/秒。是全球首个抗台风型漂浮式风电机组及基础平台。离岸28公里，水深30米。

图3是三峡引领号机组的照片，（a）图是半潜式基础外观图（未下水），（b）图是安装在海中的三峡引领号机组。

全球首创一个平台搭载两个风机，两座塔筒呈“V”字形排列、搭载两台8.3兆瓦海上风机，总容量16.6兆瓦是全球单体容量最大漂浮式风电平台。叶轮最高处达219米，空中最大宽度约为369米。漂浮式基础长117米，宽105米，高39.5米，其浮筒不用钢材，采用超高性能混凝土材料制造，也为全球首创。整座风电平台排水总量约1.5万吨，2024年12月11日并网发电。。图4是明阳天成号机组的照片，（a）图是半潜式基础外观图（在岸边安装），（b）图是安装在海中的明阳天成号机组。

张力腿式基础(TLP)的结构形式有多个浮筒或单个浮筒。浮筒浮力远大于总重量，浮心高于重心。与半潜式基础不同的是浮筒都在水面下，通过垂直向下的缆绳的系泊张力平衡浮筒向上的浮力。由于浮筒在水面下，受波浪影响较小。图5（a）是有3个浮筒的张力腿式基础结构示意图。图5（b）是该张力腿式基础漂浮在海面的示意图。

图6（a）所示张力腿式基础的主浮筒在中心，下面的4条延伸腿也是浮筒（属单浮筒结构）。图6（b）是该张力腿式基础漂浮在海面的示意图。

由于张力腿式基础下面绷紧的缆绳张力很大，需要海床上的锚固装置非常牢固，成本高， 安装过程较复杂，不适于较深海域。

驳船式基础类似于船型，多为四边形中间镂空结构，风机塔架位于中心或一端。结构形式简单，便于批量化组装，建设成本较低，可以在港口安装好（包括风力发电机组）再拖到目的地进行系泊安装。驳船式基础水线面积大，稳定性较好。但驳船式平台重心较高，对波浪较为敏感，需根据现场波浪状况对驳船进行优化。驳船式基础适用水深大于30米的浅海区。驳船式基础的系泊系统采用悬链线式。

图7是驳船式基础2种布置图，左图的风力发电机组安装在驳船的一侧，右图的风力发电机组安装在驳船的中部。

图8是驳船式基础的照片。

漂浮式风机作为海上漂浮式结构物，需要通过系泊系统进行位置和运动的约束，系泊系统是由系泊线与锚固装置与海床进行连接，由系泊线的张力约束漂浮式结构物。

系泊形式主要有3种：悬链线式系泊，伞形张紧式系泊，垂向张力腿系泊。

悬链线采用足够强度的钢链条，主要靠锚链重量产生的张力拖住漂浮的风力机基础。悬链线的特点是靠近锚固装置的一段钢链要贴在海床面上（称为卧缆），锚固装置采用抓力锚。在静止状态钢链长度为水深的3倍以上即可呈悬链线状态，但有风时卧缆会被拉起，在极端风速时钢链几乎拉直，抓力锚会被拉起，所以锚链总长必需很长，保证在极端风速时仍有较长的卧缆。对于超大型风力机，水深30m每根锚链总长达500m；水深60m每根锚链总长达900m。所以悬链线式系泊占据海床空间大。这样的锚链长度在额定风速时约有60%的卧缆，在极端风速时只剩下20%的卧缆。

由于悬链线式系泊在船舶广泛应用，技术非常成熟，为立柱式、半潜式和驳船式基础应用。图9（a）是悬链线式系泊示意图（由于图片宽度限制，图中没有显示卧缆部分）。

系泊线由钢缆或其他复合材料缆绳，由拉紧的缆绳张力产生系泊力，缆绳与垂直线夹角通常大于60度。锚固装置采用桩锚或吸力锚，可抗拒斜上方的拉力，但安装成本高，优点是占据海床空间比悬链线式系泊小。见图9（b）图。

伞形张紧式系泊系统适用多种漂浮式基础，适用水深范围广。

系泊线垂直向下连结锚固装置，可抗拒上方的拉力，优点是占据海床空间更小，显然基础容易偏移。见9（c）图。

目前张力腿式基础使用尼龙等合成材料的缆绳，耐磨性好，回复力较大。由于垂向力大，锚固装置采用桩锚或吸力锚，可抗拒上方的拉力，但安装成本高。张力腿式基础目前应用较少。

根据锚固装置的形式和力学特性，可大致将其划分抓力锚、桩锚、吸力锚、重力锚四种。

目前使用最广泛的一种锚固结构，其部分或全部嵌入海底，靠锚的前部锄状结构嵌入海床，与土壤的摩擦力来抵抗外力，其结构与原理同大型舶船的锚。水平方向的固定力最大，随着锚链与海底平面的夹角增加，固定力迅速减小。

通过向海床打入钢桩，通过钢桩与土壤之间的摩擦力来提供系泊线的水平张力和垂向张力。在深水区域作业时，施工费用高。

类似于桩锚，通过安装于钢筒顶部的人工泵使钢筒内外出现压力差，当钢筒内压力小于钢筒外时，钢筒随即被吸入海底，然后将泵撤走。吸力锚能够承受系泊线的水平张力和垂向张力。工作原理参见吸力桶导管架。

主要通过压载与海床表面的摩擦力来抵抗锚链的水平张力，通过压载重量来抵抗锚链的垂向张力；重力锚需要更大的压载体积，应用不广。

比起固定式海上风力发电机组漂浮式海上风力发电机组是庞大的机械设备，风力发电机组加漂浮式基础加锚链系统通常超万吨。所以海上风力机组是高成本工程，目前固定式海上风电单位千瓦造价为陆上风电的2至3倍，远海漂浮式风电单位千瓦造价比为陆上风电的4至5倍。优化设计降低成本也是设计与制造的重要内容。