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CWPE2018:中国质量认证中心新能源处风能部部长赵玉——《海上风电场升压站评估》

2018-11-15 来源:东方风力发电网 浏览数:2505

2018年11月14日上午,由中国电器工业协会风力发电电器设备分会、中国电工技术学会风力发电技术专业委员会、东方风力发电网主办,江苏中车电机有限公司承办的第三届中国海上风电大会暨风电电气装备高峰论坛在北京四川五粮液龙爪树宾馆隆重开幕。中国质量认证中心新能源处风能部部长赵玉在嘉宾演讲环节发表了题为《海上风电场升压站评估》的演讲。

   2018年11月14日上午,由中国电器工业协会风力发电电器设备分会、中国电工技术学会风力发电技术专业委员会、东方风力发电网主办,江苏中车电机有限公司承办的第三届中国海上风电大会暨风电电气装备高峰论坛在北京四川五粮液龙爪树宾馆隆重开幕。


 
  中国质量认证中心新能源处风能部部长赵玉在嘉宾演讲环节发表了题为《海上风电场升压站评估》的演讲:
 
  现在为大家介绍海上升压站的评估,为什么选择这个是因为这个比较特殊,在设计的阶段就需要三方介入。海上做项目都要做项目认证,但是升压站必须在设计的过程中同时进行,在国际上这个升压站出现了很多问题,从网上虽一搜都能搜到升压站各种各样的事故的发生,即便小的事故也给大家带来了直接损失。升压站是整体电量集中的点,一天停掉就会损失很多发电量。
 
  从三个部分来介绍:升压站的特点及要求,意义及必要性以及它的评估流程。
 
  海上升压站有一些特点,最明显的就是海上的,所以要防盐雾、湿热、生物霉菌,所有的都要面对,对陆上的业主来说其实还是特别需要关注的事情。当然沿海类似于广东、广西、福建都要有抗台和狂浪的要求,还有强紫外线,因为都是亚热带地区这些要求,在这里对电器设备有更高的要求,这个电器设备不只是升压站,整机机组设备也要提出更高要求。目前型式认证中的标准对电机有要求,对海上也有要求。我们机构提了更高要求,就是要求它必须做到冗余,可能对电器部件来说可能费用不太高,但是要维护起来特别难,因为出海特别困难,所以就要求他做电器的冗余,当然在整机做的时候遇到很多事前因为成本一下子提高了,业主也没有这个要求,但是我觉得无论从整机厂的角度和业主的角度来说都是收益的,因为整机厂有冗余,就不用第一时间去现场做维护,就可以调用设备进行工作,等一次出海的时候再两个设备进行更换。
 
  运行维护很明显,首先要运输船,跟陆上比要更困难一些,要采取远程监控、设备监控,海上升压站设计基本都是无人职守的,海上运维是另一个难点,但不在这个课题上。
 
  运输安装的要求,海上环境恶劣要看天气,所以海文水文也很复杂,所以在运输和安装吊装的时候都需要时机,需要安装器具都是比较多的,也比较难的,所以这个也会带来一些问题。在这种情况下才造就我们在海上升压站每做一步规划之前都要对它进行评估,保证一次完成工作,不出现反复。
 
  总体要求因为它是电能汇集和送出的枢纽平台,首先要保证安全可靠运行,只要可靠安全运行整个发电量才能得到保证。其次要考虑它的经济性。
 
  这选址的问题,对海上升压站有一个建议的选址,只要大家做调研应该有所了解,就是说从地形、升压站应该放在软土层,放在有粉砂层掩埋的地方,主要是为了改善它的受力调整。海底平坦的区域这大家有能理解,减少海上升压站地形带来的变化,因为有地震的地方肯定对海上升压站有直接的冲击。升压站还要放便于运维的,对于维护来说和成本都是比较容易的。海上升压站的现场水深、水文条件都要考虑。海上升压站的电缆总费用最少,升压站应该布置在风电场中央地带,整个风场机电、线路、海底电缆长度最短、鲜笋最小。因为我们更关注机组,更关注升压站的大的部件,对电缆就不太重视,但我们中心是一个3C的机构,电缆是个3C产品,所以电缆也是很关键的在运输中,所以我们就强调了一下,因为对于我们来说可能成本不太高。还有避开航道、港口、保护区这些地方,升压站应尽量避开航道、以及港口进出通道、自然保护区、渔业保护区,否则渔船过的时候经常把电缆给刮断,因为前期都是可选位置的,我们尽量减少这些情况的发生。
 
  他有总体的要求就是根据功率要求和结构特点,满足设备可靠性便于维护,尽量紧凑,他还遵循线路上、后海上,先水上后水下,因为海上施工,水上施工难度更高,所以尽量把风险减小。从国外海上升压站运行经验看,海上腐蚀性环境对电气设备的使用寿命影响更大,且海上检修维护的成本很大,为保证电气设备长时间可靠运行。
 
  评估的意义和必要性。
 
  由于恶劣的环境和远离海岸的距离,海上升压站无形中有很多风险点,海上升压站的事故频发,国内因为建的海上风电场比较少,国际这个事故网上一搜都能搜出一堆。所以必须有一个独立的第三方认证机构对海上升压站进行评估和监督的评估,以最大化的降低风险。海上升压站项目主要风险分析如下:政策风险、技术风险、环境风险、经济风险、运维风险、健康和安全。
 
  政策因素,《海上风电开发建设管理办法》是专门有的,是国能新能2016年394号文件,对海上风电项目建设评估,做了后评价,新建项目投产一年后,项目建设单位应视实际情况,及时委托有资质的咨询单位,对项目建设和运行情况进行后评估,并向省级能源主管部门宝贝。还有海上风电设计方案、建设施工、验收及运行等必须遵守国家、地方、行业相关标准、规程规范,国家能源局组织相关机构进行工程质量监督检查工作,郑重说一下,我们升压站在2017年能源局就有标准了,是3115号专门针对这个做了一个规范。因为几个借助都跟我说我们想做,但是没标准,不能老按国外的标准,咱们标准委员会早在兵马未动粮草现行就把标准给写好了,而且还是最新可用的标准。
 
  《风电发展“十三五”规划》中也规定了要求完善标准检测认证体系。进一步完善风电标准体系,制定和修订风电机组、风电场、辅助运维设备的测试与评价标准,完善风电机组关键零部件、施工装备、工程技术和风电场运行、维护、安全等标准。已经提出这个要求了。


 
  下面是评估流程,无论国际国内的依据所有的认证机构给你出具的证书上都是NBT3115-2017风电场工程110千伏-220千伏海上升压变电站设计规范,就按这个来做,所以其实是有的。升压站评估工作基于海上升压站的风险分析,设计评估目的是为了满足法律法规的条件下,分析评估它的风险点,把这个风险降到最低,根据功能区分,升压站分为十个模块来进行。然后我们的证书上的标准,就是能源局的标准,2017年颁布的,十个模块全部涵概。主要升压站从以下十个方面进行评估:升压站基础设计评估;升压站电气系统一次部分的设计评估,二次部分的设计评估,消防和排水部分的设计评估,通风与环境维持系统的设计评估,逃生与救生计划的设计评估,照明、导航和其他辅助系统的设计亿评估,主要部件和升压站顶部模块制造质量监督评估,运输及安装监督和调试监督,所以大家看完这十个模块就知道,它已经把你想不到的,想到的风险全给你考虑了,逐条根据分析,相当于把潜在的风险点逐渐消解掉了。
 
  十个模块逐一介绍就是做了哪些工作。升压站基础设计评估肯定第一时间考虑它的强度,顶得住载荷,无论什么情况强度都不能出问题,所以你看它需要评估的对象就是载荷条件,基础结构材料、防腐、包括辅助设计,在这种情况下假如进行基础概念的合理计算,升压站跟别的产品不太一样,都是从你初步设计开始介入,初步设计的时候在提出来,在详尽设计中进行完善,跟一般产品不太一样,传统概念是做完了产品再做认证,这个是个预知的产品,是在产品做完之前做认证,这样做完之后后期就去做优化,因为后期这些东西已经建好了,通过各种优化途径来降低成本,而不是达不到认证的一个基础目的,所这是跟其它产品不太一样的地方。
 
  审核评估工作主要分为概念设计的合理性及初步计算,所有这些数据我们每一项都要考虑到,在任何情况下无论极限疲劳都要满足这个要求。升压站基础审核的工作包括初步设计审计报告和基于客户反馈更新所得修订版的设计审计报告,其他产品是提交给认证机构的基本上是终版的,他就是从你刚开始设计的时候介入,然后把这个问题规避掉。所以这是一个Pro的概念,作为升压站的评估指南上会看到Pro这个概念。
 
  升压站电气系统的一次部分的设计评估,主要是中严转化为高压,电缆经济可靠转到陆地电网,电气系统一次部分设计直接关乎升压站功能的实现,工作内容包括高压侧母线接线形式选择的评估,高压侧主要部件如高压GIS开关等选型评估,主变压器的选型评估,中压侧母线接线形式选择的评估,中压侧主要部件如中压GIS开关等选型评估,过电压保护,绝缘匹配和接地系统设计评估,站用电等等。
 
  升压站电气系统的二次部分设计评估因为它是无人职守的,对计算机监控系统的设计评估,继电保护系统的设计评估,应急电源及直流电源不间断电源的设计评估,二次系统综合布线的设计评估,视频监控与通讯系统的设计评估,升压站跟机组跟认证不太一样,是一个系统的评估,风机的载荷,叶片,风机的强度很固定的,我把它的计算机系统都评了,这对我们CQC来说难度系数也不高,所以这个也都不多难,但是这个工作是都做的,保证中途监控的时候不能出问题,否则升压站什么状况不知道也很担心。所有设计相关的数据包括但不限于电气二次设计详细图纸,电气二次综合布线详细图纸等等都不念了,电气系统二次部分的设计审核评估工作包含初版和后面的。
 
  消防和给排水部分的设计,升压站都有要求,基于给排水系统对于升压站安全运行紧急情况下非常重要,所以我们这块也有设计。消防措施、电气设备防火测试的评估,火灾报警及消防联动系统的设计评估,给排水系统设计评估,底下所列的是所需要的数据和所需要提供的报告。
 
  通风与环境维护系统的设计评估,海上升压站的外部环境恶劣,为了系统可靠的工作需要在站内提供相应的环境维持系统,如通风冷却,除湿,除盐雾,必须时的加热等等设备。这些辅助设备对于海上升压站一次和二次设备正常运行,达到设计寿命提供必要的保障,包括室内空气质量控制参数确定的评估,隔热防腐设计评估,通风机空调系统设计评估,噪音和震动控制的设计评估,下面也是数据和报告。
 
  逃生与救生计划的设计评估,其实陆上也有这个设计评估,但不像海上做得这么强制要求,海上就要求必须有强制的一项,陆上也有,但是大家评估的时候都评估的比较简单。海上升压站虽然设计为无人职守,但是经常需要人员上站进行必要的维护和检修工作,因此必须制定相应的逃生和救生计划,配置相应的设备,内容包括:警示标记、逃生通道的设计评估、逃生与救生设备的评估,逃生与救生预案评估,后面还是个可选项,做到这么多了,可选项可以作为必选项了。
 
  照明、导航和其他辅助系统的设计评估,海上升压站的正常运行还需要配置照明系统、导航系统,海上防撞警示系统,紧急避难室等等。内容包括照明系统的设计评估,海上防撞及警示系统的设计评估,导航系统的设计亿评估,紧急避难室和急救设备的设计评估,下面给出要求,这些要求就会包含这些内容。
 
  这是建造的要求,为了评估和监督升压站所需主要部件供应商提供的产品与经批准的设计是否一致,从根本上进行质量管控,需要制造监督服务。该监督服务在制造商生产主要组件和结构的车间,以及升压站顶部模块的生产场地等地点进行,这边就是它给出了要做的这些东西,对部件和升压站的要求是否一致,施工组织规格书,生产检验人员的资质等等,通过一系列保证产品出场以后是没有问题的。
 
  运输与安装的监督,就是海上升压站的要求有点像项目认证,所有的监督都是项目认证要求必须进行。海上升压站大部件及顶部模块的运输和安装是质量管理的关键阶段。本服务旨在确保在运输和安装过程中,主要部件的振动和载荷不超过设计的要求,运输和安装的顺序很重要,运输和安装监督从制造商的生产现场装货开始到升压站的海上整体吊装完成,基本上属于项目认证的一部分,包括运输安全的技术文件,这个是工作的具体内容我不读了,大家可以回去看PPT,它可能也是把主要的工作写上去了,还是一些工作没有完全列到PPT里面。一旦偏差了,他要评估这个部件还是否适合安上去,不是一票否决的。
 
  调试监督,这个我强调一下,为了评估升压站的安装调试与制造商提供的操作说明的复合型,认证机构需检查调试记录,并且至少应对升压站的调试进行见证。因为升压站无人职守,所以在调试的时候所有的第三方都要求给他见证,保证正常运行。典型见证的方案首先得有程序,其次自动及手动启停理性程序,控制系统软件及设置的检查,保护系统所有部件的功能检查。出现任何一个小问题之后首先是自我保护,而不是首先废掉这个升压站,所以认证机构都要做现场检查,不仅仅是审查记录,最终出个调试报告。
 
  主要的工作就讲完了,因为我现在跟业主打交道比较多,他们每次都说升压站马上要建完了,我说我只能给你做各种预警点,其实最好的就是我在建之前,在建的时候就完全没问题了,或者不是完全没问题,就是减少事故发生率。
 
  中国质量认证中心简称CQC,是中央机构编制委员会批准,由原国家质量监督检验检疫总局设立,国家认监委授权。这是我们的国际国内合作伙伴,这是只要国际的资质我们应该是中国最全的,列了好多,不仅仅是IEC。国内资质我们应该是全部涵概。这是我们的一个产品介绍,多边互认还有单边互认的,这是我们的业务范围就是认证+技术服务。
 
  (发言整理自现场速记,未经本人审核)

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