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海上固定式风电设施安全保障技术体系建立与应用

2021-04-08

 

根据国际可再生能源机构预测,到2050年可再生能源将占全球发电量的86%,其中海上风电发电量在所有能源中占比将高达23%。尽管我国海上风电开发起步较晚,但近10年发展迅猛,新增装机容量已连续多年位居世界前列。作为海上风机安装的核心装备,自升式风电安装平台的建造和应用增幅较大,到目前为止,国内在建和在用该类平台合计约50座,数量位居世界前列。在国内海上风电场开发建设“大干快上”的同时,近些年也出现了许多工程事故,例如江苏海域某海上升压站爆燃起火、南海某风机支撑结构倾斜变形、某自升式风电安装平台穿刺等,这些事故反映了我国海上风电建设开发蕴藏的安全风险。与欧洲海上风电开发相比,我国海上风电开发的特殊性要求我国的海上风电开发必须结合自身的行业基础和国内海洋环境特点,建立有中国特色的海上风电设施安全保障技术体系。
我国海上风电开发面临四大工程难题:一是目前业界规范标准零散、局部、不成系统,对我国海域的独有特色支撑不够;二是我国海域浅覆盖软土地基条件下的海上风机支撑基础直径大、重量大,设计和施工面临挑战;三是强台风、海冰对我国海域的海上升压站设计、安装和营运影响较大;四是恶劣的海况条件、海上施工的短窗口期造成了自升式风电安装平台作业安全风险较大。面对这些工程难题,亟需对海上风电场设施安全保障技术开展研究,攻克相关关键技术,自主创新,形成一套系统完整的理论方法和解决方案。
中国船级社、天津大学、江苏龙源振华海洋工程有限公司、国家电投集团江苏海上风力发电有限公司依托“自升式作业支持平台品牌工程”(联装〔2014〕508号)、《海上风力发电场设计标准》研究与编制等60多项国家、省部级及横向项目,对海上风电设施全领域、全生命周期的作业风险进行梳理并开展技术研究,结合海洋工程实践,经过10年攻关,突破了国外技术封锁,自主研发形成了中国特色的海上风电设施安全保障技术体系。项目成果成功应用于国内30多个海上风电场建设和开发工程,有效指导了海上风电设施设计、建造和现场运营。项目团队发表论文44篇,出版专著2部,获授权发明专利12项(避免海洋大直径超长钢管桩打桩过程出现拒锤现象的方法,ZL201310280189.X;判断大直径超长钢管桩在打桩过程中溜桩区间的方法,ZL201310280188.5等)、软件著作权5项,主编国家法规2部,参编国家标准2部,形成行业标准指南6部,修订标准8部。项目成果获2020年度海洋科学技术奖一等奖。