在能源问题日益严峻的形势下,风能逐步成为当今世界上发展最为迅速、应用最为广泛的可再生能源。风电机组作为风能资源开发利用的直接载体,由于其自身容量的增加和风电场的规模化和海洋化,风电机组自身和整体风电场的安全稳定运行日益成为风能资源发展面临的重要问题。雷电由于其强能量、高电压、大电流、高频率的特性,会对风电的有效利用和安全开发造成极大的威胁。特别是目前伴随着风电机组单机容量的提升,风机整体高度的增加,使其自身的引雷能力大大提高；另一方面,在海上风能大力开发的背景下,风机运行工作的环境日益恶劣,海洋大气环境潮湿多雨,雷暴现象相当频繁,也加大了风电机组遭受雷击的概率。在风电机组遭受到雷电袭击时,携带巨大能量的雷电流一般会在机组的桨叶顶端的接闪器(或机舱尾部的避雷针)注入,由桨叶内部设置的金属导体引流,再经机舱的导流路径进入塔体顶端,经过塔体进入风机的接地装置,最终泄流入大地。雷电流在整个风机上向下泄流的暂态过程中,一方面会导致风机各部位暂态电位发生变化,电位跃升现象的存在,有可能对设备造成反击或绝缘破坏；另一方面,将在风电机组的塔筒内部产生瞬态变化的电磁场,可能会对电力、信号线路和电子、控制系统内产生电磁干扰,进而威胁到风电机组的安全稳定运行。本文首先结合海洋接地环境的分层特性,建立了海上风机接地电阻模型,提出了海上风机接地电阻数值计算方法；本文根据海上风机桨叶旋转特性,建立了考虑叶片旋转因素的桨叶波阻抗模型,并利用圆锥天线理论推导了塔体波阻抗数值计算公式,进而提出了海上风机雷击暂态一体化模型。在研究雷电特性的基础上,本文选取了合适的雷电流模型,并利用软件ATP-EMTP搭建海上风机雷击暂态一体化模型,模拟雷电击中风机后的波过程,并探讨了各类影响因素(如雷击点位置、桨叶旋转位置、桨叶长度、塔体高度、雷电流参数等)对雷电暂态过程的影响规律。以风电机组塔筒内部电磁场为研究对象,通过对风机塔体部分利用基于有限元方法的Ansoft Maxwell软件对海上风电机组的塔简进行建模、仿真,计算了海上风机周围空间电磁场。对比分析海上风机上、下底所在两个平面的磁感应强度最大值的分布情况可知,海上风机周围空间磁场分布在水平方向上呈现对称性,强度反比于靠近塔壁的距离；在竖直方向上,磁场分布自风机塔筒顶端至塔筒底部,逐渐趋于均匀。