建设世界一流海上风电场

　　编者按

　　当前，海上风电已经成为全球能源行业聚焦的新热点，世界各国都把海上风电作为可再生能源发展的重要方向，我国也将其划入战略性新兴产业的重要组成部分。

　　中国能建紧跟能源发展新趋势，在海上风电场规划、基础设计、机组安装、海上升压站系统集成、海上风电集群组网、海上风电防台风等前沿领域，致力于设计、建设世界一流的海上风电场，打造行业领先的工程建设品牌，为我国海上风电发展积累了有效的技术和建设经验。

　　御风而行 逐浪飞花

　　——广东院以技术创新引领海上风电业务跨越发展

　　■特约通讯员 宋旸

　　9月24日，粤电湛江外罗海上风电项目（以下简称“外罗项目”）5号风机桩基础成功插打，为即将开展的大规模海上作业奠定了基础。外罗项目是国内首个以EPC总承包方式建设的海上风电工程，由中国能建规划设计集团广东院（以下简称“广东院”）总承包建设。

　　从零起步，在海上风电领域历时10余年科技攻关和工程实践，广东院锻造出一流的技术实力、先进的创新理念和专业的人才队伍，不仅驱动着企业的转型升级，而且为地方经济发展和节能减排作出了突出贡献。

　　超前谋划 构建研发体系

　　伴随着我国新能源的快速发展和能源结构的持续优化，结合广东省新能源重点发展领域，经过深入调研，广东院将目光聚焦在海上风电的开发建设。

　　随着目标的明晰，在顶层设计下，一系列举措相继出台。副总工程师牵头编制科技发展规划，系统分析和提出了海上风电需要解决的问题，针对风资源评估、风机基础设计、海底电缆选型及敷设等内容深入学习，重点开展抗台风、防雷电、防腐蚀以及输电方式研究、一体化控制系统及安装施工等课题研究。

　　与此同时，一支由专业技术骨干组成的集中设计小组组建完成，探寻市场开发模式，确定技术创新方向，对于一个全新领域的探索有条不紊、循序渐进地开展。

　　2009年，在设计小组的基础上，广东院风能技术中心和博士后工作站正式成立。中心覆盖了海上风电技术领域电气、结构、气象、海洋水文、施工、技术经济等所有专业。至此，适合海上风电技术创新、业务发展的体系逐步形成。

　　围绕海上风电开发的重点难点，以问题为导向，各专业提出了《台风与尾流效应对大型海上风电场设计影响分析研究》等40余项研究课题，视市场发展情况分阶段开展。

　　赴挪威、英国和德国等地考察、研讨，与西门子中国公司、英国风能公司合作开展咨询和培训，主办中英、中荷海上风电论坛等交流活动……一项项活动的开展，使广东院海上风电技术逐渐与国际先进相接轨。

　　在国内，广东院积极布局，与浙江大学、哈尔滨工程大学、中国海洋大学等高校，以及特变电工、中交三航局、大桥局等施工和设备制造单位共同开展了专项课题研究。

　　2012年8月，基于电力规划设计方面的深厚积淀，以及几年来在海上风电领域的探索与积累，广东院编制完成《广东省海上风电场工程规划》，这是国内首个获批的省级海上风电规划报告，为广东省海上风电资源科学、有序、连片开发建设提供了完备规划和技术保障。

　　几年间，广东院以技术创新为引擎，带动海上风电产业链初步形成，并走上良性发展的快车道。

　　技术创新 奉献精品工程

　　珠海桂山海上风电场，不仅是国家级海上风电示范项目，也是世界首个海上风电与海岛新能源智能微电网综合应用项目。继完成前期规划后，广东院又承担了万山海岛新能源微电网及桂山海上风电场一期34台3兆瓦海上风电机组的勘察设计。

　　桂山项目处于珠江口海域，用海环境复杂。在可研阶段，广东院通过走访和专题研究，在避开国家一级保护动物中华白海豚出没区域的同时，对风机布置提出了兼顾发电量效率和节约用海面积的优选方案。

　　为克服台风和地质复杂等恶劣工况，广东院采用了四桩导管架基础方案，在国内首次成功将导管架基础应用于海上风电场项目，突破了国外的技术封锁，在大幅降低工程造价的同时，有效缩短了工期。

　　该项目还首次采用大长度的三芯高压海底电缆，不仅大大节省了成本，而且节约了占海面积，减轻了对海洋环境的影响，对推动大长度高压三芯绝缘海底电缆在国内的广泛应用发挥了示范作用。

　　依托桂山项目，广东院获得海上风电相关发明专利4项、实用新型专利18项、软件著作权5项。

　　于2017年底开工的外罗项目，共建设36台5.5兆瓦风机及1座220千瓦海上升压站，总装机容量为198兆瓦。该项目是广东海域首次使用单桩基础的海上风电场，相对于其它型式的风机基础，单桩具有技术可靠、施工效率高等特点。

　　海上风电风机基础约占施工总成本的35%，广东院通过技术研究，在满足海上风电机组25年耐久性要求的同时进行基础优化设计，降低了基础结构的投资成本。目前，水深较深的工程，造价与建设初期相比降低了约10%至20%。

　　截至目前，广东院海上风电板块共获得专利、专有技术、软件著作权等知识产权70余项，发表《海上风电灌浆连接》《风电场防雷接地》等5本专著，主编了第一部海上风力发电场国家标准——《海上风力发电场设计规范》。目前，该院正在开展《风浪耦合作用下海上风机支撑结构疲劳评估技术研究》等14项课题。

　　延伸服务 为客户创造价值

　　在为政府做好能源规划技术支撑的同时，广东院充分发挥商务能力和技术优势，将服务延伸至项目前期，以“前期开发+技术咨询+项目管理”的创新模式承接海上风电项目前期工作。

　　针对海上风电前期投入大、风险高的情况，广东院提出前期工作总承包服务，一揽子完成项目开工许可前所有必须的咨询、前期勘察以及海洋、环保、水保、海事等专题论证，并配合业主取得包括项目核准文件在内的所有审批文件，最大程度协助业主推进项目。

　　2017年11月，广东院以前期总承包的模式承担三峡新能源阳江沙扒海上风电项目，在6个月内完成了20多个报告的编制和审批工作，并最终完成核准，创下了国内海上风电项目核准的“第一速度”。

　　为客户创造价值的理念，全方位的管家式服务，为广东院海上风电市场开拓提供了有力支撑。目前，该院海上风电业务已涵盖了测风塔总承包建设、项目可行性研究、项目前期总承包、勘察设计以及工程建设总承包等各个环节。

　　2017年10月，广东院编制完成《广东省海上风电发展规划修编（2017-2030年）》。同年11月28日，我国首个省级海上风电大数据平台在广东院正式挂牌建设。平台将通过整合规划、建设、设备、运维等数据，实现与政府部门、投资方和设备供应商的信息共享，促进海上风电管理模式向智能化转变，科学推进海上风电建设。

　　坚持创新引领发展的初心，广东院以市场为导向，矢志科技攻关，缔造卓越工程，提供精益服务，在海上风电领域成功地走出了一条高质量发展之路，为电力设计企业的转型升级提供了生动范本。

　　与潮汐抢工期与海浪拼速度

　　■特约通讯员 万义 田立娟

　　江苏滨海风电项目由中国能建北方建投东电三公司（以下简称“东电三公司”）承建，于2014年11月18日正式开工，建设范围包括一座220千伏升压站、30台单机容量2200千瓦风机的土建及安装、35千伏集电线路及风场道路施工任务，其中5台风机处于海中。

　　整个项目从一开始便是困难重重。处于海水中的机位，风机基础基槽开挖水位较高，且正值雨季，粉土遇水溜坡，多个基坑坑壁均出现塌陷情况。集电线缆线路敷设挑战不断，遇到了滩涂施工、水下及过路顶管施工、潮汐变化等难题，完全不同于陆地施工。

　　逢山开路，遇水架桥。项目部根据多年的施工经验，提出了一系列创新举措和先进工艺。首先，采取300×6米槽钢护壁等措施，保证基坑坑壁施工的质量和安全。其次，加强泥浆粘度，采用三级泥浆循环系统，根据导向情况随时调整泥浆配方。

　　为防止入土点前端孔堵塞，技术人员蹲守在一线仔细观察，最后找出了办法：在管线导向孔钻孔前20米，使用大量泥浆，便于携带出破碎的泥土，保持已钻孔通畅；在导向孔钻孔的后半程，因为穿越距离较长，泥浆很难再从入土点孔洞内返出，则适当减小泥浆压力。这一简单易行的方法，极大提高了施工效率。

　　在海边滩涂上进行电缆敷设施工，受潮汐及风浪影响很大，且滨海项目所在海区的潮汐属正规全日潮，项目部成员通过查阅相关资料，确定其涨落规律，最大限度利用低潮时间敷设电缆。同时，为防止涨潮时海水对直埋电缆沟的影响，电缆敷设需同直埋电缆沟的挖掘同时进行，又给施工增加了难度。为此，东电三公司项目部上演了一场“与潮汐抢工期，与海浪拼速度”的攻坚战，在保证安全和质量的前提下，全力以赴进行施工作业。

　　鏖战平潭 以智取胜

　　■本报记者 赖小风 特约通讯员 吴建国

　　随着我国海上风电建设兴起，中国能建规划设计集团浙江院（以下简称“浙江院”）积极进行技术储备，收集海上风电设计资料，加大技术创新力度，开展了相关关键技术研究，为海上风电设计提供坚强技术支持。

　　深入研究 夯实基础

　　早在5年前，浙江院就组建了海上风电设计团队，配备各专业技术人员，全面进入海上风电设计市场。

　　浙江院充分发挥前期规划优势，重点开展海上风电输电规划关键技术研究，编制完成了一系列研究报告，其中《浙江海上风电接入电网规划研究》以及《海上风电交直流并网消纳关键技术研究》，分别获得国网经研体系科学技术进步一等奖和浙江省电力公司科技进步奖一等奖。

　　此外，该院还与浙江大学合作完成了多个科技合作项目，承担完成了中国能建集团重大科研项目“近海风电支撑结构耐久性及结构选型与设计优化关键技术研究”的研究工作，该项目的完成，进一步增强了浙江院在海上风电设计领域的技术优势。

　　平潭练兵 脱颖而出

　　由浙江院勘察设计的福建平潭大练300兆瓦海上风电项目是目前国内乃至世界建设难度最大的海上风电项目，该项目有场址面积狭小，风机排布密集，海洋水文条件恶劣，海况条件复杂，地形起伏大且地质不均匀等特点。“平潭项目就是一座放在海上的陆上山地风电场。”中广核海上风电工程事业部总监徐成根说。

　　浙江院在项目启动之初便组建了一支精干的设计团队。在项目执行过程中，海工结构主设人汤旅军回想起两件令他印象深刻的事情。第一个是在首批单桩基础正式招标前，业主单位邀请浙江院与其他单位“背靠背”地各做一版方案相互比选，浙江院设计团队面对压力，充分考虑了极端风暴潮等循环荷载的不利影响，对单桩基础的长期变形性状进行了深入分析及计算，在综合考虑支撑结构频率、结构疲劳等分析结果后，形成了最终的设计方案。经过充分的技术评审，业主单位认为浙江院的方案考虑的更为全面，最终招标也决定采用浙江院的技术方案。

　　第二个是解决防冲刷砂被的故事。平潭地区的流速较大，波浪也很大，防冲刷的设计非常重要。以往的项目中，因设计不合理导致砂被被整体冲走的情况时有发生。浙江院设计团队充分考虑了波浪对砂被整体抗掀翻稳定的影响，形成了更为可靠的砂被设计方案。在技术交底时，业主单位项目部领导打开图纸看到方案时，感慨地说：“在之前的项目中，我一直认为这样的方案是可靠的，却一直未能实现。在这个项目中获得应用，说明浙江院的同志确实动了脑筋，我认同这个方案。”

　　在服务浙江经济建设的过程中，浙江院在海底电缆输电线路勘测设计领域具有雄厚实力、丰富经验以及良好声誉由该院完成的多项海底交直流输电线路工程勘察设计超过300公里。此外，浙江院具有工程勘察综合甲级资质、甲级测绘资质以及海洋勘察资质，具有较强的海洋勘测技术能力及先进装备，其中海底电缆工程设计能力和业绩在国内处于领先水平，在海上风电勘察设计方面已取得专利19项，涉及风机基础、变电站设计型式等，为工程勘察设计提供了技术支撑。