摘要：近年来海上风电发展势头迅猛，龙源如东150MW潮间带风电示范项目、中广核如东150MW近海风电示范项目、三峡集团响水200MW近海风电示范项目、华能大丰300MW潮间带风电示范项目等陆续建成投产，随着龙源振华2000T海上风电施工船的下水，海上施工技术逐渐成熟，海上风电的运维和后期维护，如防腐、防油污、海上升压站气体检测、海缆监测、船舶管理等成为海上风电发展的重点、难点。本文旨在提出海上风电运营的重难点，探讨解决的办法。
关键词：海上风电；防腐；海缆；运维船。
一、海上风电发展的背景
我国已经发展成为全球第一大风电装机国家，海上风电以其丰富的资源蕴藏量、较高的利用小时数获得了更多的关注度。根据十三五规划，至2020年底，风电累计并网装机容量需确保达到210GW以上，其中海上风电并网装机容量达到5GW以上。
二、海上风电发展面临的问题
2.1防腐问题
与陆上风电相比，海上风电所处环境更为复杂，海洋大气区高湿度、高盐雾、长日照，浪花飞溅区干湿交替，水下区海水浸泡、生物附着等，造成了非常苛刻的腐蚀环境。盐雾对风力发电机组的主要危害如下：盐雾与空气中的其他颗粒物在叶片静电作用下，在叶片表面形成覆盖层，严重时将影响叶片气动性能，降低性能及引发次生问题（如增大噪音等）；盐雾沉积物与设备本体可经过一系列的化学反应而发生腐蚀，可使其结构的强度遭到削弱、破坏，承载能力降低，达不到设计要求；盐雾与设备电气元件的金属物发生化学反应后，使原有载流面积减小，生成氧化物使电气接触点不良，导致电气设备故障或毁坏。另外，盐雾天气还可能导致防腐性能差的电缆和电气设备发生漏电，导致含盐飞沫附着在金属设备上，易造成腐蚀。春、夏高温高湿天气易有结露现象，空气湿度高，易使电气设备的绝缘受潮，性能下降，表面形成腐蚀，发生故障。
2.2海上风电交通问题
海上风电运维有着一些特点和难点，主要包括：受台风、气流和闪电等恶劣海洋环境影响，机组容易出现故障；受风浪影响，运维人员难以到达机组，故障待修时间长，发电损失大；缺乏专业装备，运维效率低，安全风险大；海上风机和升压站检修困难；智能化低，预防维护少；缺乏运维管理经验；海洋气象监测不精确。
海上风电场，机组可利用率低于陆上风电场的可利用率，随着在建和未来海上风电场离岸距离的增加，如果采用现有出海交通工具，将导致机组可利用率难以达标，严重影响发电收益。
2.3海缆运行存在的问题
海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通讯业务，海底电力电缆主要用于海底传输大功率电能。海底电缆工程是世界各国公认的复杂困难的大型工程，无论从海洋物理调查、环境探测方面，还是从电缆的设计、制造和安装等方面，应用技术都十分复杂。
海底电缆通常使用深埋的方式进行保护，从而减小复杂的海洋环境对海底电缆的影响，但是深埋保护不能完全应对复杂的海洋环境、渔船等对它的影响，流沙仍能使其裸露或者受到渔船锚的损伤。另外，海上风、波浪、潮流等动力共同作用，可能对风机基础、海上升压站基础及海底电缆有局部冲刷和动力冲击，需要关注、防范与控制。
三、海上风电发展问题的对策
3.1 风电场防腐是影响海上风电设备质量和施工的关键因素，具有举足轻重的作用。
3.1.1 重防腐涂装
海上风电场的腐蚀等级受海洋环境的影响，不同部位由于所处的腐蚀环境不同，各有其特点，而不同的腐蚀环境对涂装体系的要求不同，在涂层设计过程中，确定不同部位的腐蚀环境，再确定涂层的耐久性，最后确定涂层体系和干厚度。
PPG防护涂样已成功应用于华锐、上海电气、明阳、金风、三一重工，重庆海装等试验风机及第一条海上风电安装船以及由龙源电力集团公司建成的世界首座海上间带试验风电场江苏如东150MW潮间带示范风电场的钢桩和导管架项目。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1.2石墨烯涂料防腐
石墨烯涂料作为新型涂料，防腐效果能达到传统重防腐涂料的4倍以上，并且石墨烯涂料可以做到漆膜较薄，增加涂布面积，提高涂料使用率。
3.1.3浪溅区、潮差区的腐蚀与防护
在浪花飞溅区域，电化学保护因不能形成稳定电流回路而不能充分发挥作用。国外已开发多种包覆防护材料，包括：混凝土、蒙乃尔合金、铜-镍合金、不锈钢、橡胶及玻璃钢等。
3.1.4目前国内桩基防腐一般采取以防腐涂层和牺牲阳极阴极保护相结合为主的防腐方案，以确保风电场风机钢结构基础达到相应寿命。
3.2专业运维船
海上风电场使用的运维船与渔船等船只不同，应结合海域的的分布状况对载人运维船的船型参数、性能指标进行综合研究，确保海上风电运维船的安全性、适用性及经济性。从环境适应性来讲，综合波浪、洋流、风力大小等因素，一般海域来说，运维船需满足2.0m设计波高的使用要求；从航程评估，单程距离大概在30-50海里。从船型上来看，运维船宜采用双体船，双体船比单体船较稳定，舒适度较好。从护舷设计看，采取侧靠的方式，当浪涌较大时，停靠比较困难。在欧洲风塔基础上一般都设计安装有靠船装置，对运维船进行防撞保护。因此，最佳的靠船选择应该是顶靠方式。
总体上，船型选择应重点考虑以下几个方面：抗风浪等级高，确保较高出航率；安全性好，具有较高的稳定性和舒适性；配备海上风电场运维船专用登靠系统。
3.4海缆监测
近年来，海缆受船锚拖拽中断事故防不胜防，如平潭电网与大陆联网的唯一海缆被钩断，对电缆的运行状况进行实时在线有效监测已经迫在眉睫。
国内外光纤监测使用的分布式光纤传感技术主要有4种：基于布里渊散射的分布式光纤传感技术、基于拉曼散射的分布式光纤传感技术、基于瑞利散射的分布式光纤传感技术、基于光纤光栅的准分布式温度和应变传感技术。另外，AIS系统、视频监控系统也能对海缆监测和保护起到一定的辅助作用。
结语
随着我国科学技术的迅速发展，风电行业也得到了迅速的发展，海上风电作为一种清洁能源，在电力系统中得到了越来越广泛的应用。随着海上风电的不断发展，从工程建设到运行维护，从近海到远海，风电设备防腐、运维船只的应用、海缆监测，作为海上风电场发展重要因素，不断会有新问题，新要求出现，新的课题出现。
参考文献：
[1]梵森. PPG重防腐涂装解决方案[J].中国涂料，2011.
[2]王海霞. 海上风电防腐：石墨烯涂料来了[J].中国能源报，2014.
[3]朱慧初. 解决了海上风电防腐绝缘等关键问题[J].湖南日报，2015.
[4]单晓宇. 海上风电发展不能忽视防腐技术[J].中国海洋报，2009.
[5] 何炎平，杨启.离岸风电机组运输、安装和维护船方案[J].船海工程，2009.
[6] 陶晖，顾晓童.小水线面双体船片体的兴波阻力研究[J].造船技术，2006
[7] 张亮，朱荣华，牛福维，郭军等.离岸风电运维船（WFSV）设计要点分析[J].国际海上风电，2014.
[8]李达. 福建省海上风电场运维船论证研究[J].海峡科学，2016.
[9]高宏飙，刘碧燕.海上风电阴极保护监检测系统的应用[J]船舶工程.2013.
[10]吴飞龙，徐杰，郑小莉，杨力帆. 110kV光电复合海缆立体在线监测系统研发 [J].Elctric Power It，2013.
论文作者:李怀森,杜强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：海上论文; 风电论文; 海底论文; 电缆论文; 风电场论文; 光纤论文; 如东论文; 《基层建设》2018年第20期论文;