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ROV开启海上风电行业新篇章添加时间:2022-06-23

ROV开启海上风电行业新篇章

(信息来源:博雅工道,转载自海洋知圈)


海上风电是指在潮间带或者近海海域设立风力发电装机来获取风力、转化为电力能源的一种方式。我国风力发电产业起步于20世纪50年代,在经历了早期示范、探索、发展与大规模发展四个阶段后,我国风电产业成绩抢眼,2011年我国新增风电装机容量为1600万千瓦,累计超过4000万千瓦,亮相数据均已位列世界第一,而2015年我国风电规模更是超过核能,成为继火电与水电后国内第三大主力电源。

风能的几个特点:

1、清洁无污染,随处都可开发利用

2、蕴藏量丰富,随时随地都能获取,不受地理空间限制

3、可以再生,永不枯竭

海上风电是如何运转的

(1)首先通过水下电缆(一般为33/66KV)海上的桩基把电力连接到相关的水上变电系统。

(2)接下来水上变电系统使用相应的复合电缆(一般为132/220KV)把电力传输到陆地上的变电体系,再送入各地的电力部门。

目前海上风电装机最主要的几种装配方式,他们各有优势及劣势,在不同的资源配置下,厂商可选择不同的安装方式。

海上风电的优势

风能资源丰富,条件优异

中国海岸线很长,可利用海域面积达300多万平方公里。海上可开发及利用的风能储量约为7.5亿千瓦中国发展海上风电具有极强的地理优势。

风电出力波动性小

由于陆上风电场一般存有障碍物,对风速易造成一定影响,而海上风速相较陆地更为平稳,其出力的波动性低于陆上发电。

单机发电容量更高

海上风电的机型较陆上风电的机型更大,同一地区的扫风面积更大、可利用的风能越多,海上风机的发电容量更大。

不占用大量土地资源

中国东南沿海地区呈现人口集中、经济较为发达、土地资源较为稀缺的状况,而陆上风电需占据大量土地资源较为不便。而海上风电不需要占用大量土地资源。此外,中国沿海地区也是电力负荷中心,电网结构较完善,基础设施建设较好,易对海上风电进行消纳。

我国海上风电的发展

2009年国家能源局印发《海上风电场工程规划工作大纲》,国家出台相关政策积极引导。筹建上海东海大桥海上风电场起步,经过这十几年的不断探索,中国已经超越欧美相关国家,成为海上风电最为重要的锚点之一。截至目前,我国海上风电新增比例已跃居世界第一,这强有力地推动了全世界海上风电行业的发展。

截至2021年12月,我国风电并网装机容量达到30015万千瓦,突破3亿千瓦大关,较2016年底实现翻番,是2020年底欧盟风电总装机的1.4倍、是美国的2.6倍,已连续12年稳居全球第一。

我国海上风电运维存在的困难

海上风电机组故障率高

海上风力机每年的故障率可达 50%,以变流器、发电机、变速箱的故障 为主。由于海上风电机组长期处于海水、高湿度、盐雾的恶劣海洋腐蚀环境中,直接影响了发电机的运行,导致了风力发电机故障。

海上运维作业交通的局限性

目前国内海上运维船并没有很好的职业化,厂商还是会租赁渔船、小商船等方式进行海上运维作业,这在安全性、舒适性、停靠能力、速度及装卸能力都比较差。专业的双体船对于距离陆地较远的海上风电场该船只的燃油消耗问题和运载问题局限性弊端也比较明显。运维母船有着高安全性,高舒适性,高功能性的特点,但它的使用仍然受限于天气状况影响,船只本身过高的建设和运营成本导致国内外应用的数量稀少。

海上运维人员安全管理难度大

海上风电机组设计的特殊性,对运维人员安全问题带来极大的考验。因海上运维技术人员涉及领域繁多,这就要求相关的运维人员在具备极强的专业基础的同时还要具备海上救援的意识能力。另一方面,海上风电场设计、建设、并网、运行和调度等方面的安全管理规范不齐全,作业人员缺乏海上作业上岗安全培训,安全技能水平低等问题突出。

海上运维成本高

相对于陆上风电,海上风电机组风整体维护费用成本较高。部分高端核心设备的开发与生产在我国仍具有局限性,为逐步加大机组容量获得更大发电效率,日常维护难度和成本也相对增加。

海上风电重点产业链

海底电缆

海底电缆在整个工程中所占的比重非常的高。海底复合电缆对整个装机系统电力传输效率起到了非常关键的作用。但由于水下地形恶劣、不易观测等原因,或该地区水下海缆已发生严重缠绕、断裂、腐蚀等情况,这将极大地影响电力的传输效率。

目前使用的检测方式大多是靠蛙人进行摸排,蛙人相比水下机器人设备有优势也有劣势,没有很好的集群性。一个蛙人的能力是非常有限的,水下的情况又是很复杂,所以随着时间的前进、技术的进步,国产设备已经可以很大程度上去代替国外设备进行高难度的水下工作了。

风机基础

受益于全球海上风电装机规模的迅速扩张,运维市场将成为无补贴时代产业发展的新“蓝海”。在风电项目运营过程中,风机能否发挥最佳性能是衡量风电场投资成败的重点。海上风机制造商提供的质保期在5年左右,风电运营商需不断投入运营维护支出。

海上风电运维服务以维修为主,预测性维护较少。如果运用数字化技术,则可以实现机器对海上风电场进行日常监测、故障检测等,提升运维效率。同时,海上风电场的特殊性也对预测性运维的需求更大。受海况、波浪等环境状况影响,人工进入施工区的时间也更长,而借助数字化技术,可有效增强海上风电产业链协同效应,提升价值。

海上风电智能解决方案—ROV

缆控无人潜航器45kgROV采用外部线缆供电,可在水下长期不间断巡游。通过搭载水下机械臂、多波束声呐等配件,能够用于水下建筑物、设施的检查、维修、维护和拆除工作,也可辅助消防救援人员进行地形测量、水下搜救及目标定位,目前水下机器人开展救援工作已经成为水域救援行业不可或缺的中坚力量。

ROV的优势主要有高安全性,节省施工时间,节约成本,检查的质量较高等。在海上风电中可能应用的场景包括冲刷深度监控、J型管喇叭口海缆情况、海生物附着情况、防冲刷保护措施的有效性等。

我司在海上风电的应用案例

江苏某海上风电维护案例

我司应邀请,为海上风电装置进行整体的检查维护工作,使用45kgROV搭载声呐下水检测,开船对目的地进行绕行。利用声呐和视频监控检测出管桩及其周围有腐蚀和冲刷情况。磁力仪和浅剖同时作业。根据海底电缆产生的磁力异常来定位光缆的位置。船舶从两台机组中间切入拉动磁力仪探测海底电缆位置和深度。

大连市某海域海上风电探摸

我司应邀请,使用45kgROV搭载多波束声呐下水对大连市海上风电导管架基础进行了探摸,本次利用声呐和视频探摸到了底桩的主要情况。

海上风电导管架础探摸的顺利完成,博雅工道也积累了宝贵的海上风电相关作业经验。公司以“用科技改变世界、以拼搏创造未来”为愿景,与国内多所顶级院校合作,为几百家单位提供安全、可靠、优质的产品和服务,并获得好评,为客户和国家挽回难以估量的损失,创造了巨大的经济和社会效益。