运维：检验海上风电发展的试金石

本刊|夏云峰

风电机组一旦并网，就需要持续运行20～25年，这一方面考验的是设备质量，另一方面检验着运维服务水平。尤其是对于海上风电而言，面对更加恶劣的外部环境、更短的窗口期，运维将很大程度上决定风电机组能否长时间可靠、高效运行。从某种意义上来说，运维是检验海上风电发展的一块试金石。

衡量运维的维度主要有两个，响应的速度和工作的精细化程度，这离不开设备、人员、平台的支撑。整体上看，相较于英国、丹麦这类较为成熟的市场，目前国内的相关产业链仍然不成熟，无法很好地满足行业发展的需求。近两年，我国海上风电进入快速的大规模开发阶段，该矛盾进一步凸显。鉴于这些环节所具有的重要性以及由此衍生出的巨大发展空间，业界开始积极布局，先进装备和新技术应用不断出现。

在各类影响运维可达性的因素中，运维船无疑是关键之一。前期，海上风电使用的是普通运维船，多由交通艇和渔船改造而成，这些船只航速较低，耐波性差，靠泊能力差。然而，随着项目增多，出海频次显著提高，且新建风电场的离岸距离不断增加，运维可达性受天气、潮汐、波浪、风速等的影响更大，这些都对运维交通设备的性能提出了更高要求，海上风电运维船必然走向专业化。

目前，一些较为先进的双体船

以及三体船等船型陆续交付使用，它们具有航速较高、全回转推进、耐波性好、靠泊能力强、抗风浪强等优点。比如，我国第一艘专业海上风电运维船——双体铝合金专业运维工作船“电投01”号，全长19.8米，吃水深度1.4米，排水量103吨，可以在七级风浪中保持25节航速行驶。船首配备的英国MAXCCESS抱桩舷梯，采用的是抱桩登塔方式，船梯和塔梯相连，有效提高上下塔筒的安全系数。客舱内为运维及管理人员配备有高速艇专用的缓冲式座椅，减少航行中颠簸造成的不适。专业高速双体运维船“海电运维101”号，总长19.7米，型宽7.8米，型深2.8米，设计吃水1.4米，为双体、双机、双桨的排水型高速船。它采用全铝合金穿浪双体结构，设计航速16节，满载排水量72吨。选用进口VOLVO主机，客舱安装浮动地板，客舱配置专业减震座椅，极大减小客舱的振动和噪音。船艏设置进口的专业顶靠碰垫，以增大船舶在恶劣海况下顶靠风电机组的能力。

乌斯坦运维船

尽管如此，我国运维船与国外最先进的专业运维船还有不小的差距。应用于英国Hornsea Project One海上风电场的MHO Gurli和MHO Esbjerg双体运维船，船身长39米。设计时，使船尾上部结构最大化，从而为船艏留出更宽阔的甲板工作空间。主工作甲板上装配了起重机、救生船、托盘固定装置以及专用绞车使用的挂载点，总共可装载110英尺的集装箱，每10英尺设置一个地脚，能够灵活组合使用。该船配有四驱推进装置，由4台康明斯KTA38主发动机和4台Kamewa S50-3喷水推进器组成，能够为船体提供出色的灵活性、可操作性和冗余性。最高速度为30节，服务速度为25节，可持续出海14天，一次存储燃料量达6.2万升。同时，船上配有储物间、淋浴、厕所、更衣室以及船员休息室。供24名人员使用的座位，具有良好的前方视野和KAB悬挂座椅。

除了专业船舶，将直升机应用于海上风电运维的方案也受到广泛关注，并在国外少数海上风电项目中被采用，这可以大大缩短运维周期，但大规模推广还尚待时日。

人员职业素养是影响运维质量的另一个核心因素，这牵涉到严格的培训和考核体系。目前，国内海上风电现场服务人员必须取得“四小证”和登高证等资质证件，但这未能全面覆盖海上风电运维中可能会出现的重大风险点。因此，不少企业纷纷自主或者联合国外机构搭建运维培训平台。

金风科技在江苏大丰建立了海上风电培训中心。该中心严格执行GWO（全球风能组织）的BST（基础安全培训）和BTT（基础技术培训）标准，内容涵盖海上求生、海上风电技术等。其中的海上求生实训平台可以模拟海上电闪雷鸣、雨雾风浪等环境，借助欧洲先进的个人安全装备，通过人船倒运、跳水逃生、艇筏操作、直升机高空速降等主题进行海上自救与他救的训练。海上风电技术培训平台则集GWO－BTT培训、1.5MW、3.X MW、6.X MW等机型于一体，能够为学员提供机组机械、液压、电气、电控以及故障模拟等综合实操培训。

据悉，GWO（Global Wind Organization, 全球风能组织）是一家由风电制造商和运营商发起的国际组织，旨在通过安全培训和实践活动降低风险，控制风险，帮助风电行业实现无伤害的工作环境。近年来，GWO基于丰富的风电培训经验构建了一套相对完善的人员培训标准体系，其推出的BST（基础安全培训）和BTT（基础技术培训），在全球风电行业受到广泛认可。获得GWO标准相关证书的人员，被视为具备了风电安全领域的基本知识，有能力排除工作中出现的不安全因素。该机构通过授权等方式与国内风电行业建立起密切的合作关系，推动风电人员培训的规范化。

有业内人士表示，在产业大规模发展之际，虽然业界逐步认识到培训的重要性，但相关体系的建立需要一个过程，在目前项目现场服务人员对海上风电缺乏深入认知的情况下，加快培训体系建设和相关行业标准的制定刻不容缓。

与陆上项目相比，由于窗口期短、成本高，提前获取设备运行状态，并结合气象数据制定最佳的运维策略，实现人、物的合理调配显得尤为关键。在当前的语境下，数字化技术成为诸多开发商和整机商实现这一目的的核心手段。

金风科技、上海电气等均建立了各自的数字化海上风电平台，运用多种算法和模型，基本实现风电机组状态监测与预判、高精度海洋气象预报、船舶智能调度、备品备件管理、历史故障统计等功能，促使运维由非计划性转向计划性，从而减少发电量损失，最大限度保障现场运维人员的安全。

有专家指出，借助先进的传感器、VR技术、机器人、人工智能等，实现海上风电智慧运维是未来发展趋势，国外已经启动相关研究，但鉴于国内海上风电开发时间短、数据和经验积累不足、海洋环境复杂，机组智能化、数据获取、数据质量及标准化等方面仍有不少问题亟待解决，诊断及预警方法的普适性也有待提高。