導讀
近年來,受益于全球能源清潔化目標的提出,推進能源生產和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系,是實現我國“雙碳“戰略目標的必由之路。新能源產業已經成為新興科技產業的重點投資領域,其中最活躍的風電行業也迅速駛入發展快車道,然而這是一條機遇與挑戰并存的賽道。
海上風電大有可為 運維安全誰來守護
我國海上風電資源豐富,具有運行效率高、輸電距離短、就地消納方便、不占用土地、適宜大規模開發等特點,海上風電已成為我國大力發展可再生能源的必然選擇,在推進綠色低碳發展方面大有可為。
行業前景雖然一片向好,但是“風電運維安全”不容小覷、不可忽視。隨著海上風電規模不斷擴大,海上風電場建設延伸到離岸更遠的地方、更深的水域。隨之而來的是更遠的運維距離、更復雜的運維環境、更危險的運維作業條件。由于海上環境復雜,在高海況的波浪、風等因素影響下,海上風電運維作業危險性高,作業窗口期減少,降低了海上風電場可利用率,海上風電運維通達已經成為制約海上風電場提質增效的重要因素,其中運維安全是海上風電場平穩運行的關鍵環節。
打破國外技術壟斷 填補國內市場空白
不同于陸上風電運維,因海上風電風機安裝在淺海或遠海,需船舶或直升機才能到達機組位置,海上運維作業更復雜、風險更高。運維船是目前海上風電運維主要可達性交通工具,為海上風電機組運行和維護提供便利條件,能夠安全便利地將人員和設備運送到風力發電機組,最大程度縮短和降低運維時間及成本。
根據目前現有運維模式和交通工具,由于潮汐影響,大多數機組作業窗口時間為 2.5~4 小時,當維護保養所需時間較長時,人員需留在風機上,直到下一作業窗口時間才能接回。兩次漲潮間隔時間至少 12 小時,基本上有一次是在夜里,海況瞬息萬變,條件惡劣,留在風機上人員的安全無法得到保障。
海上風電運維相對于陸上風電,最大挑戰是運維的可達性,對于不同風況、波浪、流速,特定的運維船方能在復雜多變的海上環境下安全、快速地到風電場。由于運維船自身運動受波浪影響,當接近海上風機或海上升壓站時,船體晃動劇烈,面臨運維人員如何從運維船上安全登乘到風機或升壓站上的難題。為解決海上風電運維問題,配置專業的海上風電運維船和運維登乘裝備是有效途徑。目前,國外已經推出專業運維登乘裝備,但價格高,與國內運維船不匹配,且售后服務難以保證。因此,為海上風電運維提供安全可靠、經濟適用的專用登乘廊橋成為了國內風電行業亟需啃下的“硬骨頭”。
為助力海上風電場提質增效,積極響應國家對海上風電安全風險的防控要求, 千堯科技(北京千堯新能源科技開發有限公司)自主研發并推出了國內首臺“海上風電運維登乘廊橋”,打破了國外同行在該領域的技術壟斷,并于江蘇、福建 海域的海上風電場示范應用,已具備 2 個系列(GWA、GWP)、多種型號的批量化生產交付能力,涵蓋主動式、混動式運動補償功能,在運維船與海上風機基礎之間搭建安全轉移通道,保障人員換乘安全,增加有效作業窗口期,提升運維效率,填補了國內市場空白。
守護風電運維安全 提升風電經濟效益
千堯科技海上風電運維登乘廊橋按照船級社規范、相關行業標準要求研發設計,運動補償精度高、響應速度快;構造簡潔,重量輕,操作維護簡單,可方便搭載到中小型風電運維船上,保障人員、物資安全轉移,提高海上風電運維工作效率,增加有效作業窗口期,進而提升風電場經濟效益。
千堯科技GWA系列登乘廊橋具有船體縱搖、升沉、艏搖等運動補償功能,并配置運動傳感器、液壓系統監測傳感器,能夠對廊橋系統狀態進行實時監測、預警;同時還配置姿態傳感器,實時監測運維船的運動、姿態數據;系統采用冗余設計、失電保護設計,失電情況下可進行設備回收;該廊橋適用于 30m 以上運維船,滿足1.5m 及以下波高海況作業需要;手柄結合人機界面操作,簡單易用。
圖1 GWA系列廊橋場內測試現場
圖2 GWA系列廊橋海試現場
GWA系列登乘廊橋于 2021 年 9 月示范應用于福建海域風電場,運維船長 35m,截至目前應用狀態良好。
圖3 GWA系列登乘廊橋應用于福建海域
2022 年 10 月應用于江蘇鹽城海域風電場,運維船長35m,截至目前應用狀態良好。
圖4 GWA系列登乘廊橋示范應用于江蘇海域
GWP系列登乘廊橋則采用自適應補償技術,具有高柔性、實時響應的特點,完全補償運維船升沉、縱搖、橫搖、艏搖等多自由度運動;1.5m 波高及以下海況,手柄操作完成廊橋裝置的連接和回收操作;配備高精度的位移、位置、角度傳感器,實時監測記錄俯仰、伸縮、艏搖等數據;具備限位保護(運動范圍)、過載保護功能(電氣設備過載);采用系統冗余設計、失電保護設計,具備預警功能。
圖5 GWP系列登乘廊橋
該廊橋于2023年2月應用在浙江地區東海海域,成功實現了對接和補償功能 。
結語
千堯科技作為國內風電智慧化解決方案最佳供應商,立足于可再生能源物聯網領域,集結國內海上風電行業、海洋工程等各領域專家,組建了一支高素質、懂現場、重實踐的專業人才隊伍,專注研發運維登乘廊橋產品,為海上風電運維作業安全保駕護航!