當(dāng)前，海上風(fēng)電已經(jīng)成為全球能源行業(yè)聚焦的新熱點，世界各國都把海上風(fēng)電作為可再生能源發(fā)展的重要方向，我國也將其劃入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。
中國能建緊跟能源發(fā)展新趨勢，在海上風(fēng)電場規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)計、機組安裝、海上升壓站系統(tǒng)集成、海上風(fēng)電集群組網(wǎng)、海上風(fēng)電防臺風(fēng)等前沿領(lǐng)域，致力于設(shè)計、建設(shè)世界一流的海上風(fēng)電場，打造行業(yè)領(lǐng)先的工程建設(shè)品牌，為我國海上風(fēng)電發(fā)展積累了有效的技術(shù)和建設(shè)經(jīng)驗。
御風(fēng)而行 逐浪飛花
——廣東院以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)海上風(fēng)電業(yè)務(wù)跨越發(fā)展
■特約通訊員 宋旸
9月24日，粵電湛江外羅海上風(fēng)電項目（以下簡稱“外羅項目”）5號風(fēng)機樁基礎(chǔ)成功插打，為即將開展的大規(guī)模海上作業(yè)奠定了基礎(chǔ)。外羅項目是國內(nèi)首個以EPC總承包方式建設(shè)的海上風(fēng)電工程，由中國能建規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)廣東院（以下簡稱“廣東院”）總承包建設(shè)。
從零起步，在海上風(fēng)電領(lǐng)域歷時10余年科技攻關(guān)和工程實踐，廣東院鍛造出一流的技術(shù)實力、先進(jìn)的創(chuàng)新理念和專業(yè)的人才隊伍，不僅驅(qū)動著企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，而且為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和節(jié)能減排作出了突出貢獻(xiàn)。
超前謀劃 構(gòu)建研發(fā)體系
伴隨著我國新能源的快速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化，結(jié)合廣東省新能源重點發(fā)展領(lǐng)域，經(jīng)過深入調(diào)研，廣東院將目光聚焦在海上風(fēng)電的開發(fā)建設(shè)。
隨著目標(biāo)的明晰，在頂層設(shè)計下，一系列舉措相繼出臺。副總工程師牽頭編制科技發(fā)展規(guī)劃，系統(tǒng)分析和提出了海上風(fēng)電需要解決的問題，針對風(fēng)資源評估、風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計、海底電纜選型及敷設(shè)等內(nèi)容深入學(xué)習(xí)，重點開展抗臺風(fēng)、防雷電、防腐蝕以及輸電方式研究、一體化控制系統(tǒng)及安裝施工等課題研究。
與此同時，一支由專業(yè)技術(shù)骨干組成的集中設(shè)計小組組建完成，探尋市場開發(fā)模式，確定技術(shù)創(chuàng)新方向，對于一個全新領(lǐng)域的探索有條不紊、循序漸進(jìn)地開展。
2009年，在設(shè)計小組的基礎(chǔ)上，廣東院風(fēng)能技術(shù)中心和博士后工作站正式成立。中心覆蓋了海上風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域電氣、結(jié)構(gòu)、氣象、海洋水文、施工、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等所有專業(yè)。至此，適合海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)發(fā)展的體系逐步形成。
圍繞海上風(fēng)電開發(fā)的重點難點，以問題為導(dǎo)向，各專業(yè)提出了《臺風(fēng)與尾流效應(yīng)對大型海上風(fēng)電場設(shè)計影響分析研究》等40余項研究課題，視市場發(fā)展情況分階段開展。
赴挪威、英國和德國等地考察、研討，與西門子中國公司、英國風(fēng)能公司合作開展咨詢和培訓(xùn)，主辦中英、中荷海上風(fēng)電論壇等交流活動……一項項活動的開展，使廣東院海上風(fēng)電技術(shù)逐漸與國際先進(jìn)相接軌。
在國內(nèi)，廣東院積極布局，與浙江大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、中國海洋大學(xué)等高校，以及特變電工、中交三航局、大橋局等施工和設(shè)備制造單位共同開展了專項課題研究。
2012年8月，基于電力規(guī)劃設(shè)計方面的深厚積淀，以及幾年來在海上風(fēng)電領(lǐng)域的探索與積累，廣東院編制完成《廣東省海上風(fēng)電場工程規(guī)劃》，這是國內(nèi)首個獲批的省級海上風(fēng)電規(guī)劃報告，為廣東省海上風(fēng)電資源科學(xué)、有序、連片開發(fā)建設(shè)提供了完備規(guī)劃和技術(shù)保障。
幾年間，廣東院以技術(shù)創(chuàng)新為引擎，帶動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，并走上良性發(fā)展的快車道。
技術(shù)創(chuàng)新 奉獻(xiàn)精品工程
珠海桂山海上風(fēng)電場，不僅是國家級海上風(fēng)電示范項目，也是世界首個海上風(fēng)電與海島新能源智能微電網(wǎng)綜合應(yīng)用項目。繼完成前期規(guī)劃后，廣東院又承擔(dān)了萬山海島新能源微電網(wǎng)及桂山海上風(fēng)電場一期34臺3兆瓦海上風(fēng)電機組的勘察設(shè)計。
桂山項目處于珠江口海域，用海環(huán)境復(fù)雜。在可研階段，廣東院通過走訪和專題研究，在避開國家一級保護(hù)動物中華白海豚出沒區(qū)域的同時，對風(fēng)機布置提出了兼顧發(fā)電量效率和節(jié)約用海面積的優(yōu)選方案。
為克服臺風(fēng)和地質(zhì)復(fù)雜等惡劣工況，廣東院采用了四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)方案，在國內(nèi)首次成功將導(dǎo)管架基礎(chǔ)應(yīng)用于海上風(fēng)電場項目，突破了國外的技術(shù)封鎖，在大幅降低工程造價的同時，有效縮短了工期。
該項目還首次采用大長度的三芯高壓海底電纜，不僅大大節(jié)省了成本，而且節(jié)約了占海面積，減輕了對海洋環(huán)境的影響，對推動大長度高壓三芯絕緣海底電纜在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用發(fā)揮了示范作用。
依托桂山項目，廣東院獲得海上風(fēng)電相關(guān)發(fā)明專利4項、實用新型專利18項、軟件著作權(quán)5項。
于2017年底開工的外羅項目，共建設(shè)36臺5.5兆瓦風(fēng)機及1座220千瓦海上升壓站，總裝機容量為198兆瓦。該項目是廣東海域首次使用單樁基礎(chǔ)的海上風(fēng)電場，相對于其它型式的風(fēng)機基礎(chǔ)，單樁具有技術(shù)可靠、施工效率高等特點。
海上風(fēng)電風(fēng)機基礎(chǔ)約占施工總成本的35%，廣東院通過技術(shù)研究，在滿足海上風(fēng)電機組25年耐久性要求的同時進(jìn)行基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計，降低了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的投資成本。目前，水深較深的工程，造價與建設(shè)初期相比降低了約10%至20%。
截至目前，廣東院海上風(fēng)電板塊共獲得專利、專有技術(shù)、軟件著作權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)70余項，發(fā)表《海上風(fēng)電灌漿連接》《風(fēng)電場防雷接地》等5本專著，主編了第一部海上風(fēng)力發(fā)電場國家標(biāo)準(zhǔn)——《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計規(guī)范》。目前，該院正在開展《風(fēng)浪耦合作用下海上風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)疲勞評估技術(shù)研究》等14項課題。
延伸服務(wù) 為客戶創(chuàng)造價值
在為政府做好能源規(guī)劃技術(shù)支撐的同時，廣東院充分發(fā)揮商務(wù)能力和技術(shù)優(yōu)勢，將服務(wù)延伸至項目前期，以“前期開發(fā)+技術(shù)咨詢+項目管理”的創(chuàng)新模式承接海上風(fēng)電項目前期工作。
針對海上風(fēng)電前期投入大、風(fēng)險高的情況，廣東院提出前期工作總承包服務(wù)，一攬子完成項目開工許可前所有必須的咨詢、前期勘察以及海洋、環(huán)保、水保、海事等專題論證，并配合業(yè)主取得包括項目核準(zhǔn)文件在內(nèi)的所有審批文件，最大程度協(xié)助業(yè)主推進(jìn)項目。
2017年11月，廣東院以前期總承包的模式承擔(dān)三峽新能源陽江沙扒海上風(fēng)電項目，在6個月內(nèi)完成了20多個報告的編制和審批工作，并最終完成核準(zhǔn)，創(chuàng)下了國內(nèi)海上風(fēng)電項目核準(zhǔn)的“第一速度”。
為客戶創(chuàng)造價值的理念，全方位的管家式服務(wù)，為廣東院海上風(fēng)電市場開拓提供了有力支撐。目前，該院海上風(fēng)電業(yè)務(wù)已涵蓋了測風(fēng)塔總承包建設(shè)、項目可行性研究、項目前期總承包、勘察設(shè)計以及工程建設(shè)總承包等各個環(huán)節(jié)。
2017年10月，廣東院編制完成《廣東省海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃修編（2017-2030年）》。同年11月28日，我國首個省級海上風(fēng)電大數(shù)據(jù)平臺在廣東院正式掛牌建設(shè)。平臺將通過整合規(guī)劃、建設(shè)、設(shè)備、運維等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與政府部門、投資方和設(shè)備供應(yīng)商的信息共享，促進(jìn)海上風(fēng)電管理模式向智能化轉(zhuǎn)變，科學(xué)推進(jìn)海上風(fēng)電建設(shè)。
堅持創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展的初心，廣東院以市場為導(dǎo)向，矢志科技攻關(guān)，締造卓越工程，提供精益服務(wù)，在海上風(fēng)電領(lǐng)域成功地走出了一條高質(zhì)量發(fā)展之路，為電力設(shè)計企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供了生動范本。
與潮汐搶工期與海浪拼速度
■特約通訊員 萬義 田立娟
江蘇濱海風(fēng)電項目由中國能建北方建投東電三公司（以下簡稱“東電三公司”）承建，于2014年11月18日正式開工，建設(shè)范圍包括一座220千伏升壓站、30臺單機容量2200千瓦風(fēng)機的土建及安裝、35千伏集電線路及風(fēng)場道路施工任務(wù)，其中5臺風(fēng)機處于海中。
整個項目從一開始便是困難重重。處于海水中的機位，風(fēng)機基礎(chǔ)基槽開挖水位較高，且正值雨季，粉土遇水溜坡，多個基坑坑壁均出現(xiàn)塌陷情況。集電線纜線路敷設(shè)挑戰(zhàn)不斷，遇到了灘涂施工、水下及過路頂管施工、潮汐變化等難題，完全不同于陸地施工。
逢山開路，遇水架橋。項目部根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，提出了一系列創(chuàng)新舉措和先進(jìn)工藝。首先，采取300×6米槽鋼護(hù)壁等措施，保證基坑坑壁施工的質(zhì)量和安全。其次，加強泥漿粘度，采用三級泥漿循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)導(dǎo)向情況隨時調(diào)整泥漿配方。
為防止入土點前端孔堵塞，技術(shù)人員蹲守在一線仔細(xì)觀察，最后找出了辦法：在管線導(dǎo)向孔鉆孔前20米，使用大量泥漿，便于攜帶出破碎的泥土，保持已鉆孔通暢；在導(dǎo)向孔鉆孔的后半程，因為穿越距離較長，泥漿很難再從入土點孔洞內(nèi)返出，則適當(dāng)減小泥漿壓力。這一簡單易行的方法，極大提高了施工效率。
在海邊灘涂上進(jìn)行電纜敷設(shè)施工，受潮汐及風(fēng)浪影響很大，且濱海項目所在海區(qū)的潮汐屬正規(guī)全日潮，項目部成員通過查閱相關(guān)資料，確定其漲落規(guī)律，最大限度利用低潮時間敷設(shè)電纜。同時，為防止?jié)q潮時海水對直埋電纜溝的影響，電纜敷設(shè)需同直埋電纜溝的挖掘同時進(jìn)行，又給施工增加了難度。為此，東電三公司項目部上演了一場“與潮汐搶工期，與海浪拼速度”的攻堅戰(zhàn)，在保證安全和質(zhì)量的前提下，全力以赴進(jìn)行施工作業(yè)。
鏖戰(zhàn)平潭 以智取勝
■本報記者 賴小風(fēng) 特約通訊員 吳建國
隨著我國海上風(fēng)電建設(shè)興起，中國能建規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)浙江院（以下簡稱“浙江院”）積極進(jìn)行技術(shù)儲備，收集海上風(fēng)電設(shè)計資料，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，開展了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，為海上風(fēng)電設(shè)計提供堅強技術(shù)支持。
深入研究 夯實基礎(chǔ)
早在5年前，浙江院就組建了海上風(fēng)電設(shè)計團(tuán)隊，配備各專業(yè)技術(shù)人員，全面進(jìn)入海上風(fēng)電設(shè)計市場。
浙江院充分發(fā)揮前期規(guī)劃優(yōu)勢，重點開展海上風(fēng)電輸電規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究，編制完成了一系列研究報告，其中《浙江海上風(fēng)電接入電網(wǎng)規(guī)劃研究》以及《海上風(fēng)電交直流并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)研究》，分別獲得國網(wǎng)經(jīng)研體系科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎和浙江省電力公司科技進(jìn)步獎一等獎。
此外，該院還與浙江大學(xué)合作完成了多個科技合作項目，承擔(dān)完成了中國能建集團(tuán)重大科研項目“近海風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)耐久性及結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究工作，該項目的完成，進(jìn)一步增強了浙江院在海上風(fēng)電設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢。
平潭練兵 脫穎而出
由浙江院勘察設(shè)計的福建平潭大練300兆瓦海上風(fēng)電項目是目前國內(nèi)乃至世界建設(shè)難度最大的海上風(fēng)電項目，該項目有場址面積狹小，風(fēng)機排布密集，海洋水文條件惡劣，海況條件復(fù)雜，地形起伏大且地質(zhì)不均勻等特點?！捌教俄椖烤褪且蛔旁诤Ｉ系年懮仙降仫L(fēng)電場。”中廣核海上風(fēng)電工程事業(yè)部總監(jiān)徐成根說。
浙江院在項目啟動之初便組建了一支精干的設(shè)計團(tuán)隊。在項目執(zhí)行過程中，海工結(jié)構(gòu)主設(shè)人湯旅軍回想起兩件令他印象深刻的事情。第一個是在首批單樁基礎(chǔ)正式招標(biāo)前，業(yè)主單位邀請浙江院與其他單位“背靠背”地各做一版方案相互比選，浙江院設(shè)計團(tuán)隊面對壓力，充分考慮了極端風(fēng)暴潮等循環(huán)荷載的不利影響，對單樁基礎(chǔ)的長期變形性狀進(jìn)行了深入分析及計算，在綜合考慮支撐結(jié)構(gòu)頻率、結(jié)構(gòu)疲勞等分析結(jié)果后，形成了最終的設(shè)計方案。經(jīng)過充分的技術(shù)評審，業(yè)主單位認(rèn)為浙江院的方案考慮的更為全面，最終招標(biāo)也決定采用浙江院的技術(shù)方案。
第二個是解決防沖刷砂被的故事。平潭地區(qū)的流速較大，波浪也很大，防沖刷的設(shè)計非常重要。以往的項目中，因設(shè)計不合理導(dǎo)致砂被被整體沖走的情況時有發(fā)生。浙江院設(shè)計團(tuán)隊充分考慮了波浪對砂被整體抗掀翻穩(wěn)定的影響，形成了更為可靠的砂被設(shè)計方案。在技術(shù)交底時，業(yè)主單位項目部領(lǐng)導(dǎo)打開圖紙看到方案時，感慨地說：“在之前的項目中，我一直認(rèn)為這樣的方案是可靠的，卻一直未能實現(xiàn)。在這個項目中獲得應(yīng)用，說明浙江院的同志確實動了腦筋，我認(rèn)同這個方案?！?
在服務(wù)浙江經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中，浙江院在海底電纜輸電線路勘測設(shè)計領(lǐng)域具有雄厚實力、豐富經(jīng)驗以及良好聲譽由該院完成的多項海底交直流輸電線路工程勘察設(shè)計超過300公里。此外，浙江院具有工程勘察綜合甲級資質(zhì)、甲級測繪資質(zhì)以及海洋勘察資質(zhì)，具有較強的海洋勘測技術(shù)能力及先進(jìn)裝備，其中海底電纜工程設(shè)計能力和業(yè)績在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，在海上風(fēng)電勘察設(shè)計方面已取得專利19項，涉及風(fēng)機基礎(chǔ)、變電站設(shè)計型式等，為工程勘察設(shè)計提供了技術(shù)支撐。
