海上风电建设及运维

海上风电建设及运维江苏海上龙源风力发电有限公司目录龙源如东海上风电建设介绍龙源如东海上风电运行维护海上风电面临开发的挑战龙源如东海上风电建设介绍风机基础海上风电风机基础主要有重力式基础、单桩基础、多桩基础、浮式基础。龙源海上机基础——单桩基础在已建成的海上风电场中广泛应用，单桩基础特别适于浅水及中等水深且具有较好持力层的海域。单桩基础的优点是施工简便、快捷，基础费用较小，并且基础的适应性强。龙源如东海上风电建设介绍龙源如东海上风电建设介绍龙源海上风机基础单桩基础制作预热、顶部法兰加工、组焊及过渡段法兰焊接。龙源如东海上风电建设介绍龙源如东海上风电建设介绍龙源海上风机基础——多桩基础多桩基础采用3根或以上的钢管桩，钢管桩顶部采用钢桁架与基础段相连，基础段顶部设法兰与塔筒相连。多桩基础主要用于单机容量较大、水深较深的场区。导管架制作组件焊接防腐喷漆成品8钢结构防腐由重防腐和牺牲阳极构成的钢结构防腐体系；由于受潮汐影响，其防腐体系较近海困难。现场按防腐要求实施的钢结构基础9龙源如东海上风电建设介绍龙源海上风机基础——低桩砼承台基础坐滩施打PHC管桩制作钢板围堰一期混凝土浇筑基础钢筋绑扎二期混凝土浇筑成型基础海上升压站（龙源拟实施的海上升压站立面图）龙源如东海上风电建设介绍海底电缆220kV海底电缆复合光缆，主要有两种结构形式：1)单芯电缆结构2)三芯电缆结构龙源如东海上风电建设介绍龙源海上海底电缆——三芯海底电缆龙源如东海上风电建设介绍龙源如东海上风电建设介绍龙源海上风机安装——分体式吊装风机安装龙源如东海上风电建设介绍龙源如东海上风电建设介绍海底电缆敷设1)海缆登陆2)深水区敷埋3)海缆风机侧引上龙源如东海上风电建设介绍海底电缆敷设——海缆登陆海缆登陆示意图龙源如东海上风电建设介绍海底电缆敷设——海缆深水区敷埋海缆深水区敷埋示意图施工船牵引钢缆HLA-5型水力机械埋设机导缆笼海床龙源海上风电运维面临的困难龙源如东海上风电运行维护开发项目少，经验缺乏龙源如东海上（潮间带）风电场（包括3万千瓦试验风电场、龙源如东15万千瓦示范风电场，以及5万千瓦示范风电场扩建）。运维费用高，任务紧海上风电开发刚起步，海上风电运行维护经验缺乏，运维困难，但运维费用高（大约为陆上费用的2倍，约占度电成本的25%）。探索科学、合理、高效、可行的运行维护模式，是大规模开发海上风电急需研究的课题。龙源如东海上风电运行维护风电场海域有其特殊性，通达困难，作业时间短江苏沿海宽阔的滩涂及浅水海床，运维作业受潮汐影响明显，既有台风等恶劣工况，还存在较多的江淮气旋大风，团雾、雷雨天气，又有大幅浅滩，潮间带各潮汐影响明显，通达困难，交通设备选择困难，海上维护作业有效时间短，安全风险大。龙源如东海上风电运行维护样机比重大，故障率高，维修工作量大目前国内海上风电开发刚起步，基本使用国产样机，机组运行试验周期短，没有很好的试验和论证，使用的风机为陆上风机改造而成，而复杂恶劣的海上环境，使得风机故障率居高不下。在风机质保期内，厂商采取人海战术，配置了庞大维护人员，及时处理故障，维持合同约定的风机可利用率。而出质保后，运行商如没有相应规模的运维技术力量投入，可利用率会明显降低。龙源如东海上风电运行维护开发量小，大型维修装备缺乏潮间带风电场海域特殊的海洋水文工况，大型设备更换需要使用专用浅吃水甲板驳船，潮间带风电开发量太少，难于供养大型潮间带专用船舶，如潮间带风电开发结束后专用船舶改造用于普通水上施工，潮间带风电场大型检修时将无海上专用船舶可用。海上风电运行维护风电场处于特殊海洋工况，防腐问题突出海上风机基础采用钢结构，盐雾腐蚀、海洋附着生物等海洋因素对基础、设备防腐要求较高，防腐工作专业性强，工作量大。而潮间带海域工况特殊，风机钢结构基础主要处于潮差区与浪溅区，且有大量海洋附着生物，防腐困难。被海洋生物覆盖的风机基础海上风电运行维护-此种运行维护模式的主要弊端是运行维护费用较高，且风电场运行厂商没有自己的维护技术人员储备，容易受制于人风电机组出质保后仍然由整机厂家负责运行维护-此种维护模式运行维护费用较低，且可以培养锻炼风电场运行维护相关人员，但由于相关运行维护人员技术水平较低，无法保证风电机组可利用率.风电机组出质保后由风电场运行维护人员负责维护-此种模式维护费用介于上述两者之间，但是可以通过第三方服务公司经过培训的专业技术人员来保证运行维护的质量保证风电机组可利用率.交由市场上第三方专业运行维护服务公司维护海上风电场运行维护模式探讨龙源如东海上风电运行维护海上风电场运维工作内容海上风电场进行正常的生产运行维护工作，必须制定可行的安全生产管理制度和完整的技术标准（1）生产设备的运行监护、操作和数据记录分析（2）风机机组、塔筒、风机钢构基础、升降机及海上升压站平台的日常维护和设备大小修（4）陆上集控中心设备的维护、检修工作（5）风电场内集电海缆、送出海缆及其连接设备的维护、试验工作（6）运行维护船等海上交通运输工具、通讯器材及救生设备的维护（3）风机升压设备、海上升压站输变电设备的维护、预防性试验和设备大小修，消防、救生逃生设备维修龙源如东海上风电运行维护我国潮间带区域使用最为常见的交通工具为拖拉机，速度较快，可用于简单的人员运输，满足离岸较近潮间带机组日常检修维护工作，但因载重量小、牵引力小，无法完成大型零部件的运输和吊装。江苏海上龙源建造中的潮间带区域使用维护的交通工具：厢体部分抗风浪能力海上风电场的平均风速与典型浪高存在一定的线性对应关系，运维船设计可以只考虑浪高而忽略风速。如东潮间带地区有限浪高在1.5m以下的概率为98%，可以满足实际需求，设计该运维船的抗浪能力为1.5m。龙源如东运行维护船建造龙源如东海上风电运行维护船速选择潮位时间短，约4小时；安装了大量国产陆上型风机，故障率较高；可能需要一个潮位在两台机位上作业。运维人员在船上的耐受时间为1小时，最长不超过80分钟。按最远机位时间半小时设计，最高船速为20节，续航能力200海里。龙源如东海上风电运行维护折臂吊车船艏配备一台液压折臂吊，8.56m/480kg，自重950kg，可满足大部分日常运维的需要。海上风电运行维护项目前期工作1、海上风电开发涉及的资料收集困难，投入大。　　前期工作需要开展风力资源测量、海洋水文观测、海底地形图测绘、海洋地质勘测等多项技术勘测工作，而各项专题资料收集困难，投入巨大，如在海上竖测风塔，不仅需要办理海域使用手续，竖塔造价很高，在近海竖一基测风塔一般需要600万元以上。中国海上风电开发面临的挑战中国海上风电开发面临的挑战彰化離岸風機地質探測平台Geologicalsurveyofoffshorewindfarm项目前期工作2、前期涉及部门广、专题多、周期长。与陆地风电相比，海上风电前期工作复杂，前期资金投入大、开发流程复杂、涉及部门多、工作周期长、项目开发权归属存在较大不确定性。前期工作需要开展工程用海预审、海洋环境影响评价、工程安全预评价、地震安全评价、海缆路由调查、接入系统设计、通航安全评估等多个专题报告，涉及到海洋、海事、渔业、环保、港口、电网、安监、军事等多个部门，需要协调的事项很多。中国海上风电开发面临的挑战项目前期工作3、批准的海域面积小，尾流影响很严重　　　　海上的大气湍流度低，风机转动产生的扰动恢复慢，尾流效应更明显，需要更大的行列离，但批准的海域使用面积（风电场外轮廓面积）较小，15km2/100MW，欧洲海上风电一般19.5km2/100MW，且国外海上风电一般是Ⅰ类风电场，而国内很多为Ⅲ风电场，采用单位千瓦更大的Ⅲ风机，转轮更大，造成尾流影响很大，初步估计一个大型风电场，尾流影响超过12%，甚至20%。中国海上风电开发面临的挑战项目实施阶段1、设备选型困难目前国内风机主设备制造业尚未能及时消化国外先进的海上风电技术，国外风机设备水土不服，导致故障率偏高。海上升压站主变等电气设备问题更多。36南通中远船务为丹麦A2SEA公司等单位打造3艘世界最先进的风电安装船中国海上风电开发面临的挑战项目实施阶段2、设计施工存在困难（1）海上风电建设经验缺乏，专用施工装备缺少国海上风电安装船舶的短缺，施工经验不足，另外离岸变电站和海底电缆输电水平也较低。项目实施阶段2、设计施工存在困难（2）天气影响,安全风险大施工受天气影响严重，安全风险大，有效工作天数少，投资大，工效低。国内海上风电施工除受台风影响，还存在较多的江淮气旋大风，团雾、雷雨天气，安全风险大。中国海上风电开发面临的挑战平台事故统计表项目实施阶段2、设计施工存在困难（3）国内海缆制造，海上升压站设计及施工缺少经验。离岸型近海风电比较适合的220KV海缆，国内几家实力较强的电缆厂商对220KV海缆研制，明显准备不足。　220KV海上升压站从布置、设计及施工，在国外先例极少（建成的海上升压站电压等级低于220KV），在国内更是空白，有待进一步研究。（4）海上风电钢结构基础方案质量控制问题亟待解决。在海上风电场建设中，钢构风机基础质量控制要求高，处于海洋腐蚀环境，疲劳荷载作用下的风机钢结构基础，极易因应力腐蚀、腐蚀疲劳降低钢结构寿命，而国内可借参考的防腐标准、规范缺少。　　国外海上风电升压站中国海上风电开发面临的挑战　　运行维护阶段我国海上风电运行维护经验缺乏，专用运行维护装备缺乏，运维作业受潮汐影响明显，既有台风等恶劣工况，又有大幅浅滩，运维通达更为困难。中国海上风电开发面临的挑战