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海上風電場集群化安裝協同管理

2025-07-29 00:00:00甘楠
能源新觀察 2025年6期
關鍵詞:風電場風電集群

據國際可再生能源署(IRENA)統計,全球海上風電裝機容量仍保持穩步增長勢頭。海上風電場集群化建設模式也應運而生,該模式通過在特定海域集中規劃、建設多個風電場,實現資源共享與規模經濟,已成為各國推動海上風電產業發展的重要舉措。然而,集群化建設帶來的工程規模擴大、技術復雜度提升等問題,使得安裝協同管理面臨諸多挑戰,成為制約海上風電產業高效發展的關鍵因素,因此開展相關研究具有重要的現實意義。

1.集群化建設的現狀與安裝協同管理面臨的挑戰

1.1集群化建設的現狀

我國海上風電場集群化建設步伐穩健,累計并網容量在全球海上風電市場中占據重要份額。從規模上看,“十四五”期間規劃的五大千萬千瓦級基地集群,各地出臺的規劃規模達9000萬千瓦。江蘇省海上風電集群并網裝機容量已突破1200萬千瓦,規模持續領跑全國。

在產業布局上,已形成覆蓋開發建設到配套服務的完整產業鏈。廣東陽江吸引40家風電龍頭企業落戶,總投資超450億元,構建起全國頗具影響力的制造基地,其海上風電裝機規模也已突破700萬千瓦。并且,我國海上風電技術裝備不斷實現新突破,30兆瓦海上風電機型下線,新型漂浮式海上風電機組建成投運,產業正朝著更深遠海、技術更優、多產業深度融合方向闊步前行[1]。

1.2安裝協同管理面臨的挑戰

海上風電場集群化建設中的安裝協同管理難題重重。一是海洋環境復雜難測,臺風、強風、暴雨等惡劣氣象時有發生。如2022年臺風“軒嵐諾”致使我國東部沿海多個海上風電場建設項目暫停,造成較大經濟損失;強潮流、巨浪等復雜水文條件,不僅增加安裝作業的難度與風險,還對施工精度和設備穩定性產生不利影響。二是在技術層面上,海上風機大型化趨勢下,超120米長葉片、數百噸的整機重量讓傳統運輸和吊裝設備難以勝任,新型專用設備的研發刻不容緩;長距離、大容量海上輸電存在電能損耗較大、技術要求高的問題,高壓直流輸電等關鍵技術的突破迫在眉睫[2]。三是項目涉及建設、施工、供應商等多方主體,由于目標、訴求和流程的差異,溝通協調成本高,信息傳遞不順暢,責任劃分不清晰,嚴重影響協同管理效率。四是政策法規體系也存在諸多有待完善之處,規劃審批缺乏統一標準和有效的協調機制,導致布局不夠合理;在用海管理中與其他海洋活動的協調規定不夠明確;稅收優惠、補貼政策的穩定性不足且執行不到位,也在一定程度上影響了企業的投資積極性,阻礙了項目建設進程。

2.安裝協同管理策略與實踐

2.1科學規劃與布局

海上風電場集群化建設的科學規劃與布局需堅守資源優化、生態保護和協同發展的原則。資源優化方面,綜合考量風能資源分布、海洋環境條件,挑選風能豐富、環境適宜的海域;生態保護方面,避開海洋生態敏感區域,保護生物多樣性;協同發展方面,統籌協調周邊漁業、航運等海洋產業,實現資源共享、互利共贏。在規劃方法上,借助地理信息系統(GIS)技術,整合分析海域風能資源、水深、地質及生態環境等數據,并結合數學模型優化風電場機位布局,提高風能利用效率和項目經濟效益。

以江蘇一海上風電集群為例,其規劃總裝機容量600萬千瓦,項目運用GIS技術,全面勘察分析黃海海域的風能資源、海洋水文、地質等條件,結合數學模型優化機位布局,有效降低風機間尾流影響。同時,充分協調周邊漁業養殖區與航運通道,通過合理規劃,實現風電開發與其他海洋活動的和諧共處。建成后,該項目年發電量達150億千瓦時,有力緩解當地能源壓力,推動區域經濟發展與生態保護齊頭并進[3]。

2.2施工過程協同管理

施工過程協同管理是提升海上風電場安裝效率與質量的核心所在。在施工流程優化上,需提前制定詳細的施工計劃,明確各環節的先后順序與時間節點,如采用“先基礎后風機”的施工順序,待風機基礎強度達到要求后再進行風機吊裝調試。同時,合理規劃施工資源,根據進度動態調配人力、設備與材料,避免資源浪費,并借助物聯網、傳感器等技術搭建施工進度監控體系,實時掌握施工情況,及時解決問題。

資源調配遵循“按需分配、動態調整”的原則。人力方面,按照施工任務需求配置不同專業人員,并加強培訓管理;設備方面,選用合適的起重船、運輸船等設備,建立維護保養制度;材料方面,提前規劃采購并做好儲備,保障供應穩定。以福建一海上風電場為例,項目采用模塊化施工,將風機基礎和部件在陸地預制后進行海上安裝,大幅縮短工期達 20% ;通過搭建統一的資源管理平臺,實時監控并靈活調配資源,臺風來臨前及時轉移設備和人員,災后迅速復工;同時構建高效的溝通機制,實現信息共享,最終在復雜海況和緊張工期下按時完工,施工效率得到顯著提升,為同類項目提供了可借鑒的協同管理經驗。

2.3技術創新與應用

技術創新與應用是提升海上風電場安裝協同管理效能的核心驅動力。在新型安裝技術與設備領域,浮式基礎安裝技術的興起為水深較深、地質復雜海域的風電場建設開辟了新途徑,有效降低基礎施工的難度與成本;大型海上起重機、自升式安裝平臺等設備的更新換代,顯著提高了風機吊裝的安全性與效率,如我國新一代深遠海一體化大型風電安裝船,憑借2200噸的最大起重能力,可滿足20MW及以上大型風機的安裝需求,推動我國海上風電安裝技術邁上新高度[4。

信息化管理手段的應用為協同管理注入新的活力。物聯網技術實現了對施工設備、材料和人員的實時監控,大數據分析為決策提供精準依據,而BIM技術通過三維建模與可視化管理,促進各參與方的高效溝通。以廣東一海上風電場為例,BIM技術的引入通過施工模擬優化,減少了變更和返工,實現了降本增效。

2.4風險管理與應對

海上風電場安裝過程中,風險管理與應對是確保項目順利實施的關鍵環節。在災害識別與評估階段,項目面臨自然災害、技術、管理等多類風險,如臺風、海浪等自然災害,設備故障等技術風險,以及溝通不暢導致的管理風險。可運用專家調查法等全面梳理風險,再采用層次分析法、模糊綜合評價法定性定量結合,評估風險發生的概率與影響程度,明確風險等級,為后續應對提供依據。

針對不同風險需制定相應的措施。自然災害方面,構建氣象預警系統實時獲取天氣信息,提前做好防范,并增強施工設備設施的抗災設計;技術風險上,加大研發投入,采用成熟的技術設備,建立完善的設備維護制度;管理風險則依靠健全的項目管理體系,明確各方權責,搭建高效的信息共享平臺促進溝通。此外,購買工程保險可轉移部分風險,減少潛在損失。

3.結束語

本文圍繞海上風電場集群化建設中的安裝協同管理問題展開討論,揭示其在復雜海洋環境、技術升級、多方協作及政策適配等方面面臨的挑戰。通過理論構建與案例分析,提出科學規劃布局、施工流程協同、技術創新應用及全流程風險管理等策略,并通過江蘇、福建等項目驗證其有效性。研究表明,系統化協同管理可顯著提升安裝效率、降低成本與風險。未來需進一步推動智能化技術融合、完善政策體系,以支撐海上風電產業向規模化、可持續化方向發展。

參考文獻:

[1]國家能源局。解讀《國家能源局關于促進能源領域民營經濟發展若干舉措的通知》《中國氫能發展報告(2025)》[EB/OL].(2025-4-28)[2025-5-28]http://www.jspv.org.cn/IndustryNews/49798.html

[2]相恒愿。海上風電項目風機安裝成本優化研究——以廣東某海上風電場項目為例[J].珠江水運,2025,(09):121-123.

[3]《中國能源報》。我國離岸距離最遠海上風電項目開建[EB/OL].(2025-3-01)[2025-5-28]

[4]山東省科學技術廳規劃處。山東好成果|自主設計建造!新一代深遠海一體化大型風電安裝船書寫中國海工裝備新篇章[EB/OL].(2024-6-03)[2025-5-28]http://kjt.shandong.gov.cn/art/2024/6/3/art_333096_10314216.html

作者單位:華潤新能源投資有限公司福建分公司

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