【聚焦海上風電】市場規模達萬億元 海上風電開發須合理布局

　　指主要用于海上風電運維的大部件更換(齒輪箱、發電機等)的船舶，典型特征為具備一定的起重能力，擁有自升式平臺，能適應水深40米以內大多數海域作業，具備DP定位及較長的自持能力。

　　風電運維船是海上風電運維的主要裝備。國外海上風電運維過程中，專業運維船作為最重要的可達性裝備被普遍應用到各海上風電場，由單體船、雙體船以及三體船等船型組成。

　　國內海上風電剛剛起步，國內運維船處于起步階段，目前普遍使用的是普通運維船，主要由交通艇和漁船發展而來，近年以來逐漸出現簡易功能的雙體船。現有的運維船基本可以達到每年200天的出行天數，然而隨著離岸距離加大，以及天氣更加惡劣的南方區域海上風電的開發，出行天數將會降低。風電運維船專業化必將是未來的趨勢。

　　根據發改委能源研究所的數據，結合BTM海上運維成本構成來推算，海上風電的運維成本占總成本的20%左右，運維船舶相關的費用又占了運維成本的20%左右。從現階段的實際情況來看，國內在運維船上的投入是不足的，應進一步加大。然而這一情況正在變化，由于前期使用交通艇無法滿足風電場需求，現已經開始建造更好的運維船，不過目前建造的運維船仍難以滿足風電場的需求，而后會建造更好的專業運維船，這是一個循序漸進的過程。

　　到2020年，按開工建設規模1000萬千瓦，累計并網容量500萬千瓦，平均單機功率按5MW計算，我國開工建設約有2000臺海上風力發電機組，累計并網約有1000臺海上風力發電機組。按照每30臺機組需要一艘專業運維船，再加上海上風電場開發區域不同和海上風電運維主體不同等因素，海上風電專業運維船的需求會近百艘。海上風電專業運維船也將是一個不可小覷的市場。

　　海上風電運維船的配置

　　海上風電場運行維護需綜合考慮離岸距離、氣象海況、機組故障率、維護行為、發電能力、運維經濟性等因素來進行運維船的配置。一般來說較大規模的風電場采用船隊形式，如交通艇、專業運維船、專業運維母船、救援監護船及其他專用工程船舶。

　　運維船配置的一般原則是：天氣較好、離岸較近的采用普通運維船，天氣復雜、離岸較近的采用先進的專業運維船，天氣較好、離岸較遠的采用普通運維船或專業運維船和運維母船，天氣較復雜、離岸較遠的采用專業運維船和運維母船。

　　影響運維船參數的環境因素主要包括距離、水深、波高、風況等。一般而言抗風能力超過抗浪能力，所以波高是更關鍵的因素。國內風電場主要集中在黃海北部、渤海灣、黃海、福建和廣東等區域(各區域環境情況見表1、表2)。

　　根據環境情況、運維船的航速、運維船環境適應能力等條件、機組數量、機組性能、運維能力等因素建立了一個可利用率的估算模型，通過該模型計算出來的某海上風電場的相關數據(見表3)。從中可以看出，機組單臺年故障次數超過5次時采用普通運維船可利用率小于95%;如果采用專業運維船，單臺年故障次數為5次時可利用率超過96%，當機組單臺年故障次數3次，可利用率可以達到98%。

　　海上風電運維船調度

　　海上風電機組相對于陸上來說故障率更高，因為它們面臨的是一個更加惡劣的環境、更高難度的維護方式等。隨著海上風電的發展，海上風電場建設不得不需要轉移到離岸更遠的地方，更深的水域。由于這一變化，運維成本將會增加，同時面臨更遠的運輸距離，更惡劣的氣候條件和更嚴峻的物流挑戰。為降低海上風電場運維成本及提高風電場可利用率，需要合理的規劃海上風電場運維工作，針對不同的故障信息，選擇最優維護方案。模型的建立需要考慮運維船配置、氣候參數、風機具體故障、處理故障需要時長及人數等要素。

　　重點考慮氣象、運維船模式、機組故障模型、相關費用來制定運維策略，建立模型進行分析，最終計算風場的發電量、故障時間及運維費用等，以綜合收益最大來選擇合適的運維策略。

　　總結和展望

　　海上風電運維船作為海上風電運維重要的裝備，對我國海上風電的發展具有一定的影響。運維船智能調度是海上風電智能運維的必備條件，高效合理的船隊配置和調度技術是降低海上運維成本，提高發電量的關鍵措施之一。在發展海上風電運維船的過程中，我們應該借鑒國外成熟的經驗，同時，還應該根據我國的實際情況來發展適用于特定環境、特定工作模式的海上風電運維船。

　　海上風電運維的目標是在全壽命周期內，降低運維成本，降低發電損失，提高風電機組的發電量，從而提高客戶收益。海上風電運維與陸上風電運維最大的區別在于可達性差，造成運維難度的加大和運維成本的提升。為了解決海上風電運維的難題，我們需要創新海上風電運維模式，圍繞服務調度展開相關工作，從而形成全面的海上風電運維解決方案。(來源：中國能源報)
  

高效海上風電安裝平臺呼之欲出

三航新能源“風華號”自升式風電安裝船縮短海上風電建設周期

 

　　乘風破浪，御風而行，近幾年我國海上風電發展前景越來越被看好，《風電發展“十三五”規劃》指出，未來海上風電有望成為風力發電領域新的增長點。我國近海風力資源豐富的優勢，相比陸上風電，海上風電機組單臺裝機容量更大，對于設備的技術水平、可靠性，施工等方面具有更高的要求，故隨著海上風電的快速發展，更先進的海上風電安裝平臺的市場需求將不斷擴大，基于海上風電發展不俗的前景，風電安裝船也頗受市場青睞。

　　海上風電建設快速發展

　　安裝平臺需求增大

　　根據中國可再生能源學會風能專業委員會發布的《2016年中國風電裝機容量簡報》顯示，截至2016年底，我國海上風電累計裝機容量達到163萬千瓦，其中新增裝機容量59萬千瓦，同比增長64%。根據《風電發展“十三五”規劃》指出，到2020年，我國海上風電開工建設規模達到1000萬千瓦，力爭累計并網容量達到500萬千瓦以上。近兩年，陸上風電因棄風限電發展速度放緩，為了實現“十三五”規劃的目標，可以預見的是海上風電發展在未來幾年將呈快速發展狀態。

　　“十三五”以來，海上風電場開工建設如火如荼，海上風電安裝船供不應求。海上風電安裝船是高度精密的海上設施，能將風機和基礎安裝設備運輸至風電場址，并配備適合各種安裝方法的起重設備和定位設備。縱觀全球，盡管專用的海上風電安裝船數量已從2005年的兩艘增至2014年的40艘以上，但與當　 前大量規劃中或在建的海上風電項目相比，風電安裝船的供應量仍十分有限。

　　量身定制海上安裝平臺

　　深挖“降本增效”空間

　　作為海上風電專用安裝維護設備的核心，風電安裝船的建造能夠降低海上風電開發成本。據統計，在海上風電建設項目中，風機組設備成本占比不到50%，安裝和建設成本卻占20%以上，這成為降低成本的潛在環節。要想降低成本，海上風電行業需要更新安裝理念，在選擇安裝船和安裝方式時兼顧投資成本和回收效益，有效挖掘降本增效的空間。

　　中交三航(上海)新能源工程有限公司(簡稱“三航新能源”)為海上風電安裝量身定制的1000噸自升式風電分體安裝平臺船“風華號”是集大型設備吊裝、風電設備打樁、安裝于一體的自升式海上風電安裝平臺，自出廠以來就備受業界關注，在一次又一次工程中不斷證明其強大實力，以及得到業主的認可。

　　職業生涯首秀，便挑戰施工條件最惡劣的福建莆田平海灣風電場。5、6月份正值雨季，面對大霧、大風、長涌、大雨多種惡劣天氣，面對從沒謀面過的湘電5兆瓦大型風機，“風華號”雖是“初生牛犢”，卻也是一步一個腳印，典型施工、工地例會、逐時編排計劃。7天一臺，5天一臺，3天一臺，安裝速度不斷提高，大大縮短工期。