近年海上風電發展態勢迅猛，海上風電具有單機容量大、占地面積小、接近負荷中心等優點，同時，也伴隨著技術要求復雜、建設和運維難度大、運維成本高等挑戰。隨著海上風電大規模裝機投運，一些技術風險也浮出水面，通過設備驗收環節，提前暴露潛在的風險，并及時進行整改或預防，對海上風電場健康平穩運行至關重要。在第七屆全球海上風電大會上，來自鑒衡認證中心的解決方案工程師楊乾坤，做了“海上風電場設備驗收”的報告，以下為報告實錄：
我今天分享的主題是海上風電場設備驗收，一共分為三個部分，分別是海上風電設備驗收的背景及存在問題、設備驗收內容、以及針對行業開展設備驗收的一些思考建議。
1、背景與問題
根據中國可再生能源學會風能專業委員會（CWEA）的數據統計，從2017年至2021年，我國海上風電裝機容量呈指數級擴張，僅2021年一年的新增裝機量就比此前累計裝機量還要多，至2021年底，我國海上風電累計裝機量已經達到25.35GW，領先全球；同時，海上風電設備招標的價格也快速降低。這客觀上給海上風電設備安全穩定運行帶來了一定的風險。基于對海上風電場建設投資成本的考量，企業開發設計海上風電場時，提高設計精細度，裕度下降，調整配置；或者犧牲一定發電量；施工建設階段盡可能縮短工期等等，降低了海上風電場的可靠性，長期來看也影響海上風電場收益。
海上風電與陸上風電相比更為復雜，風險更高：在技術難度、施工難度、標準體系、監管難度、環境復雜程度、人才儲備等方面都還存在諸多風險點。舉例來說，海上環境條件復雜：有臺風、浪涌、潮汐、極寒、鹽霧與海水腐蝕、霧團、雷電、水生物等等，在渤海地區的海上風電場還會面臨極寒天氣，需要考慮海面結冰對支撐結構的影響，葉片結冰對機組安全和發電性能的影響。
從風電場選址設計到在役運營的各個環節均有相應的風險控制手段，今天要討論的海上風電設備驗收。建設階段的單位工程驗收、啟動驗收、工程移交生產驗收及竣工驗收，在進入運營期后，也要面臨升壓站、支撐結構、海纜出質保驗收及海上風電機組出質保驗收，驗收環節多，且每個驗收環節都有較多相關方的參與，這些驗收環節如果存在疏漏，將會對海上風電場的安全、穩定運行帶來風險。由于驗收不到位埋下許多隱患，后期引起故障頻發、關鍵部件失效、維護費用成倍增加等，最近海上發生多起案例，并網數月至1年左右的海上風電機組出現了大部件損壞，花費大量時間開展分析、維修工作，給業主帶來了巨大的損失。
2、海上風電場設備驗收內容
以往企業更多的從流程控制的角度，能夠對工程領域具有普遍性的風險有很好的控制，對于設備的專項風險控制較為薄弱，鑒衡根據多年的海上風電技術研究和檢測工作，在現有驗收流程的基礎上，提出了基于標準和風險分析的海上風電設備驗收的總體思路，對于風電標準與海上風電風險的深度研究至關重要。通過有效合理的設備驗收，將驗收環節把控到位，提前規避風險，為運維期制定合理的維護計劃，能夠在充分考慮風險管控和最優成本的前提下，為海上風電場健康平穩運行保駕護航。在這里主要介紹5個方面——海上風電機組風險與驗收、機組支撐結構風險與驗收、海上升壓站風險與驗收、海底電纜風險與驗收、驗收模式及體系。
海上風電機組風險與驗收
海上風電機組風險主要有場址適應性問題、機組健康狀態數據采集問題、發電量不達標問題、數據采集問題、技術路線、機組、關鍵系統部件的技術成熟度、防腐蝕/防雷擊/抗臺風/葉片防凍等技術措施、以及人員的安全防護設計等，基于上述問題，針對以下4個方面提出驗收的要點：
● 設計與現場一致性評估
審查機組/部件型式認證證書、場址適應性文件、合同文件、技術協議等完整性與風險項審查，關注合規性、完整性、識別風險項；一致性審查關注葉片（含防雷/防結冰設計）、塔架、齒輪箱、發電機、主控、變槳、變流器等。
● 抗臺策略與驗證
主機廠家都能認識到根據自家機型特點設計相應的抗臺方式，例如主動對風、被動偏航、主動收槳、變槳制動等，策略上基本不會有太大問題；但抗臺策略實現的效果如何，需要在現場進行實測驗證，包括安全鏈、啟停機、UPS電源功能等。
● 功率曲線驗證
由于風資源條件的變化，通過實發電量難以直接反映機組發電性能。而通過SCADA數據分析功率曲線存在SCADA風能否代表風輪前風速的問題，通過無關風發電量擔保的方式則可能為機組中后期安全穩定運行埋下隱患，因此通常通過功率曲線驗證機組發電性能。而功率曲線驗證建議按照標準通過實測的方式，結合海上條件使用3D激光雷達，以滿足客觀性、準確性的要求。
● 設備質量與試運行檢查
主要包括關鍵部件/部位專項檢測，防雷系統、防腐密封檢查、風機系統、監控系統、接地系統、升壓變，SCADA數據質量與完整性、記錄文件審查等。特別需要關注數據質量完整性，由于海上風電所處環境特殊，數據質量不完整不但影響日常運維對機組健康狀態有效的掌握，而且一旦出現問題將難以進行根因分析。
機組支撐結構風險與驗收
● 設計問題
在驗收時主要通過檢查設計文件，對支撐結構的強度設計、腐蝕裕度、海洋生物允許量，海底沖刷允許量、防海冰設計等情況進行審查，必要時對強度設計進行計算復核。
● 腐蝕問題
外觀目視檢查腐蝕情況，海生物附著；使用專業檢測手段，進行水下超聲測厚，犧牲陽極檢查和電位測量。
● 沖刷問題
在驗收時注意是否設置防沖刷結構，施工是否符合設計要求；使用多波束測深系統與側掃聲吶，直觀、定量地顯示現階段水下結構海底沖刷情況。
● 建造施工質量
關注建造施工質量，上部結構除目視檢查外，導管架支撐與套籠、單樁支撐與套籠平臺等節點，靠船登臨結構等位置，建議使用無損探傷進行檢查；水下結構除目視檢查外，透水構件檢測，根據海底導管架充水情況檢查管壁裂縫（ACFM、FMD）；另外結合制造、施工文件和記錄進行評價。
海上升壓站風險與驗收
海上升壓站設計形式復雜多樣，上下部均應關注結構設計和質量，同樣面臨的腐蝕、沖刷等；此外還應重視涉網性能和電氣安全，海上平臺人員安全等問題。根據統計數據顯示，海上升壓站出現的問題中，設計類問題占10%，而現場類問題占到了90%，其中，電氣類問題占比最多。我們在海上升壓站驗收時，有兩大模塊：升壓站設計與過程文件審查，升壓站設備質量檢查與檢測。
● 升壓站設計與過程文件審查
我們剛才提到，電氣類問題占比最多，所以需要審查電氣設備資料，包含設備技術協議、型式試驗報告、合格證、使用說明書、到貨驗收報告、圖紙等；項目建設期資料，包含施工單位及監理單位過程資料等，以及電網驗收資料等；其次，需要檢查支撐結構設計文件，對其強度設計、腐蝕裕度、海洋生物允許量，海底沖刷允許量等情況，必要時對強度設計進行計算復核；第三，對支撐結構的制造、施工文件和記錄進行審查。
● 升壓站設備質量檢查與檢測
首先需要針對電氣設備，檢查電氣設備儀器儀表、電纜封堵、充油、充氣的密封情況、電氣安全距離情況，檢查直流系統、UPS情況、接地及防雷情況、自動監控系統及監控功能；其次，升壓站支撐結構檢查參考機組支撐結構；第三，還要重點對輔助系統和設備的設備質量和運行狀態開展檢查，這對保證海上平臺人員和設備安全至關重要。
海底電纜風險與驗收
海上風電場的特殊環境要求電纜需要敷設在海底進行電能的傳輸和信號的傳送。歐洲經驗表明，80%的海上風電損失與海纜有關，50%的海纜損失來自安裝時的人為失誤，在過去60個已建成的項目中，只有3個沒有發生過海纜事故。因此如何合理選擇海底電纜路由，控制海纜敷設質量對于海底電纜的安全至關重要。
● 海纜技術評估
檢查海纜選型設計與出廠文件、海纜設計、施工方案；檢查海纜預防性試驗方案和試驗報告，試驗包含耐壓、絕緣、泄露電流等；同時，按照GB/T 41141-2021《高壓海底電纜風險評估導則》等相關標準開展第三方破壞風險評估，包含風險識別、風險分析、風險評價、風險應對等工作；
● 海纜水下檢查
對海底電纜的敷設軌跡、埋深、敷設狀況、海纜登陸、海纜扭曲、海纜間距、保護措施、與其他管線交叉情況、標識等進行檢查；利用多波束測探進行水底地形測量和水下沖刷檢測；利用側掃聲吶進行海底地物地貌探測和水下沖刷檢測；利用高分辨率管線儀進行海纜埋深和路由探測；根據不同的測試方式選擇相應的載體，例如船舶、拖體、水下機器人(AUV) 、遙控潛水器( ROV ) 、載人潛水器(HUV) 等。
驗收模式與體系
基于以上內容，設備驗收工作模式采用現場檢測、資料審核及設計評估相結合的方式開展。通過驗收流程進行質量控制，對存在的問題進行整改，實現設備的質量、安全、性能三方面的全面達標。
3、總結與建議
海上風電場的設備驗收應跟隨單位工程驗收、啟動驗收、工程移交生產驗收、竣工驗收過程并行開展，靈活安排工作周期，不需要占用原工程計劃關鍵路徑。
其次，設備驗收工作的作用不僅僅在當前環節，應關注長期運行狀態的變化，定期開展SCADA數據分析和設備狀態檢驗檢測，提前考慮功率曲線3D激光雷達測試等工作。
第三，應重視運維階段對驗收數據的充分利用。在風電場設備驗收發現和消除風險的基礎上，指導風電場運維策略制定。例如基于工程移交階段、出質保階段驗收結果，估算出水下結構腐蝕速率，制定優化的檢測方案和頻次、維護方案和計劃等。
最后，針對海上風電場建議建立全生命周期風險管控意識，風險防控、風險治理、風險轉移多措施并舉，提前發現隱患，制定策略，規避風險。
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