給低風速海上風電裝上“定海神針”

中國海裝5兆瓦海上風電機組批量運行一年，表現搶眼

“隨著陸上風電可開發的區域逐漸減少，而海上風電資源豐富，且沿海地區經濟發達，電網容量更大，風電接入條件更好，近年來風電行業逐漸由陸上向近海發展。”華能江蘇清潔能源分公司運行維護部副主任、如東海上風電場場長周國棟在2018年 “最美風電場”活動中接受中國電力報記者采訪時表示。

以華能如東八仙角海上風電項目為例，該項目總裝機容量為30萬千瓦，共有海上風機70臺，其中安裝20臺中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司（簡稱“中國海裝”）5兆瓦機組，是5兆瓦海上風機的首次大規模應用。

中國海裝5兆瓦海上風機創多項第一

“八仙角海上風電項目于2016年4月正式開工建設，2017年9月30日全部投產。共安裝70臺風機包括4兆瓦、4.2兆瓦和5兆瓦三種風機機型，其中5兆瓦海上風機為國內首次批量應用。該項目創造性采用‘大孤島’模式，配套建設兩座110千伏海上升壓站和一座220千伏陸上升壓站，保證風電機組特殊工況下的偏航、防腐和通訊功能。此外，該項目還成功克服兩個超長海纜的淺灘敷設難題，成功實現總長31.5公里海纜國內首次陸上耐壓試驗。”華能江蘇清潔能源分公司運行維護部副主任、如東海上風電場場長周國棟重慶海裝風電工程技術有限公司海上運維中心總經理劉城告訴中國電力報記者。

據介紹，2016年12月31日，中國海裝啟動該項目首臺H1571-5兆瓦風電機組吊裝工作，2017年8月11日，完成最后一臺5兆瓦機組吊裝，至此，20臺中國海裝5兆瓦風電機組高高聳立于黃海之上。2017年9月8日，20臺機組順利完成調試并網。這20臺“海裝造”5兆瓦機組是我國第一個完成海上低電壓穿越測試的機型、第一個獲得設計認證和型式認證、第一個具有自主知識產權并批量生產的海上風電機組。

“H171-5兆瓦機組傳承了上一代H151-5兆瓦機組的先進技術，采用葉根分離載荷、螺栓疲勞載荷計算、變槳軸承設計迭代分析方法、系統分解等技術，同時優化了增速箱和變槳、偏航軸承齒輪安全系數，最終保證了機組的安全性和可靠性。”江蘇海裝風電設備有限公司副總經理陳瀾介紹說。中國海裝171-5兆瓦機組風輪直徑為171米，其掃風面積足以停下兩架空客A380,相當于3個足球場的面積。該機組單位千瓦掃風面積高達4.59平方米，與傳統海上風電機組相比，單位千瓦掃風面積增大30%以上，在6.7米/秒的風速下即可實現年等效利用小時數3000小時的目標，為中國低風速海上風電場提供了一個新的選擇。

“2018年全年，中國海裝風機累計發電量3.23億千瓦時，年利用小時數3235小時，可利用率達98.8%，年利用小時數名列第一。”周國棟說，針對風機出現的一些技術問題，中國海裝能夠很快的響應并提出解決措施，同時中國海裝在運維服務方面響應及時，現場運維工程師專業技能強、吃苦耐勞，兢兢業業，克服海上運維諸多不利因素，保障機組可靠穩定運行。

八仙角海上風電項目高發電量的背后，離不開中國海裝技術和裝備以及運維的支持。特別是中國海裝H171-5兆瓦機組采用了全球5兆瓦中最輕的葉片，主梁為碳纖維真空灌注，主梁厚度及長度均為當時全球第一。中國海裝5兆瓦海上機型沿著樣機、小批、批量化各個階段一步步扎實走來，最終獲得了持續的技術優化，以保證如東八仙角海上風電場如此高的發電量。

數字化運維打造“智慧風場”

“作為華能集團第一個海上風電場，在海上風電設備管理、運維船舶管理等均無經驗可循，八仙角風電場根據實際情況，在生產準備階段編制了《如海風電場海上變電站管理規定》《如海風電場運維船管理規定》等有關規定，并在后續工作中及時修訂、豐富、完善規定內容，目的是為公司其他海上項目提供經驗。”周國棟告訴中國電力報記者。

在數字化運維方面，八仙角海上風電場從2018年2月開始實行“南京遠程監控，現場無人值班、少人值守”的運維模式。南京遠程監控中心24小時值班，負責設備監控操作、數據統計總結、設備異常或故障時聯系現場人員、指導運行方式調整等運行相關工作；現場人員24小時待命，負責設備巡檢、維護、消缺等相關工作。監控中心和現場人員圍繞 “安全穩定多發電”這一主線，保持緊密溝通、兩點聯動，有力的保障了設備安全經濟運行。

八仙角海上風電場每位員工手機里都安裝了有關潮位、海浪、風況預報的軟件，同時也向江蘇南通氣象服務中心申請了每日的氣象服務。

“每一個員工都能夠在運維軟件里收到他們需要做的工作工作任務，比如說在哪個碼頭乘坐哪艘船，到哪臺機組去做運維，需要帶什么東西，和誰一起，誰是組長、負責人等信息。”劉城說，App里還包括安全學習、注意事項、危險源識別等功能，在此之后還可以通過App對運維、巡檢工作做出總結，以數據形式進行存檔，并將較為規范的操作步驟記錄下來作為培訓范本。