海上风电技术起航──记一次深入的英国海上风电考察

　　三、分享逾四十年的海上工程经验
　　位于苏格兰阿伯丁的JP Kenny 总部，凭籍其40 余年的海洋工程经验，结合海上风电场实际设计和安装操作，带领考察团观摩位于苏格兰东岸对外25 公里海域的Beatrice 海上风电场。Beatrice 是国际知名的深海示范项目， 总成本4100 万欧元，两台5 兆瓦机组于2006 年安装在45 米水深，导管架基础高度70 米，桩高海平线下44 米，塔筒高度59 米，叶片长度61.5 米，机组总重约655 吨。这个项目的目的在于设计和验证在新机组、深海域、远离岸的条件下建立海上风电场的商业可行性，Beatrice 也因此在工程建设上实现了许多技术创新和突破。
　　海上机组电缆接入系统，一般分为外接与内接两种方式（I&J tube）。电缆从海床的埋点到机组或变电站平台的吊起点安全转接需要考虑周全，这部分经常在原始设计当中被忽略，但应该在项目早期尽早考虑在内。针对现在国内滩涂范围内的电缆接入系统安装，从成本上考虑会有一定的优势，然而值得注意的是场址潮差会使水深0 ～ 10 米范围的设备运作能力暴露。移动沙波会使电缆暴露于空气之中而增加腐蚀和损坏的风险，疲劳载荷会因潮汐流频繁活动而增加，而潮间带的水域通常携带更浓聚物（沉淀物）和生物质而导致海洋微生物滋生并发生侵蚀反应，同时移动沙波带来的各种影响和风险需要得以量化。
　　与陆上风电场相比，海上风电场的运维策略更加重要。海上风电场的进入性制约、不确定性和短暂天气窗口使维护难度加大，成本比陆上昂贵。英国海上风电场数据显示，运维费用约占年成本的2%，英国海上风电场第一阶段规划的机组可利用率已显著提升，但仍只能达到90% ～92%。在提高机组可利用率的研究中，最重要一点是通过场址情况、运输和进入机组系统相关的浪高和风速限制、故障状态、运维资源（如人员、船只）分布以及机组表现趋势分析等建立运维模型。经过优化模型作出的运营策略，预计可为英国海上风电场第三阶段规划节约成本120 亿英镑。
　　四、经验的延续
　　此次英国海上风电考察，全方位了解了从测风到运维的一系列高新技术运用和国际经验，促进了国内外专家的交流和友谊。到访Beatrice 和Whitelee 风电场现场更是深入了解了在操作运维上的各种技术问题，将前瞻性的技术发展带回国内，并在产业链的各环节分享。