海上风电场安全保障措施探究

史文渊

中国广核新能源控股有限公司 北京 100166

随着海上风电产业的快速发展，未来十年中国将进入海上风电大规模开发阶段，采用陆上、近海并重发展风电，并开始远海风电的示范。预测2030年全国风电装机量将达到4亿千瓦，其中近海风电6000万千瓦，远海风电500万千瓦。我国海上风能资源丰富，在水深不超过50米的近海海域，风电实际可装机容量约为5亿千瓦。

1 概述

风能作为清洁能源，具有蕴藏量大，分布广泛的特点，风能已成为我国能源供应系统的有效补充。风能最常见的利用形式为风力发电，与陆上风电场相比，海上风电场以其风资源优越、环保、节约土地、规模大等优势，越来越受到我们国家的重视[1]。

我国东部沿海风能资源丰富，工业基础雄厚，常规能源匮乏，环保要求高，具备开发建设海上风电的良好条件。目前，我国海上风电开发已进入快车道，规模迅速发展。从潮间带到浅海再到深海，从亚洲第一座110kV海上升压站到220kV深海升压站，我国海上风电取得突破进展。数据显示，2017年海上风电新增装机共319台，新增装机容量达到116万kW，同比增长96．61%；累计装机达到279万kW。可见，海上风电的大规模开发势在必行，是机遇也是挑战。

2 风电场建设简介

2010年7月我国首个海上风电场---上海市东海大桥风电场实现并网发电，中国海上风电建设拉开了序幕。初期，海上风电场，多分布在江苏沿海，从潮间带和潮下带风电滩涂区域起步，场址基本选择海图水深不大于5m的海域；近年来，在福建、广东等省份的外海区域，启动了海图水深在5～50m的近海风电建设。海上风电建设中，桩基基础按成桩工艺一般采用打入桩、灌注桩和嵌岩桩方式。随着水深加大，桩端进入持力层的深度及桩体直径需相应加大，工程成本上升，小型风机无法满足成本要求，大型风机应运而生；大型风机由于自身重量变大，对桩基及施工设备及施工工艺的要求提高，成本进一步加大，我国台湾海峡等风力条件优越的水域能够满足上述要求。

风电场建设主要包括桩基施工，附属设备安装或承台施工及风机吊装施工。施工工序为：钢管桩制作、加工→钢管桩运输→钢管桩施工→附属设备安装或承台施工→风机吊装施工。钢管桩在工厂制作完成后，通过船舶运送至施工现场，通过打桩设备进行钢管桩施工，附属设备安装或承台施工，最后进行风机吊装施工，风机设备安装完成后，需进行海缆敷设施工，最后，将风电送至升压站并入电网。

3 海上风电场安全保障措施

3.1 规划阶段应对措施

①在海上风电场规划选址阶段，各风电企业要广泛征求国家能源、海洋、海事、口岸等主管部门意见，从生态保护、资源利用、航道安全、海事安全等多角度考虑，科学选址，防范风险。②建议国家相关主管部门牵头，研究制定海上风电场项目选址的统一标准，对选址与生态环境、船舶航路、港区锚地、航道的关系做出相关规定，指导海上风电场选址工作科学有效开展。③建议国家出台统一的技术标准，形成行业规范，更好指导海上风电场项目初步设计、施工设计、陆地制造、海上施工、运行维护等具体工作，提升效率，确保安全。

3.2 施工阶段应对措施

①配布必要的助航设施。为降低风电场建设与海上交通安全的相互影响，航保部门应依照《中国海区水上助航标志》、《海区浮动助航标志配布导则》等标准，采取目视航标、AIS航标、遥测遥控技术结合的方式，警示周边船舶谨慎驾驶。②做好施工期通讯保障和现场警戒。风电场施工区域距离岸线较远，手机通讯、AIS信号通讯等不稳定，需在施工船舶加装相应基站设备，为施工提供一定通讯保障。加强施工水域的警戒值守，照亮施工水域，设置警示标牌[2]。

3.3 运维阶段应对措施

①配布合理的助航设施。风电场建成后，航保部门应根据《IALA关于海上风电场警示标志建议》、《中国海区水中建（构）筑物标志规定》、《海底电缆管道保护规定》等标准，设置助航设施和警示标志。同时建议安装声波信号装置，其作用距离应不少于2海里。建议在风机底部位置（航标灯盲区）安装反光标识带，设立防撞缓冲装置，配备一定数量救生设备。②建立海上风电场交通预警平台。研究制定预警平台相关标注和技术要求，建议在风场外围风机、升压站装备一定数量的CCTV、雷达、AIS、VHF设备及声光报警装置，融合先进的物联网络、船舶安全航行数学模型、气象信息分析等，实现对风场周围目标的监测追踪，提升风场主动预防危险的能力。③建立运维设备和人员跟踪系统。可利用射频识别技术（RFID）、远距离无线电技术（LoRa）等，将运维设备、人员和管理中心互联互通，实现管理中心对设备和人员的实时跟踪和管理，提升应急反应能力[3]。

4 结语

随着风电建设从陆上向海洋转移，我国将继续引领风电领域的建设。海上风电向深海进发，漂浮式大风机、多端柔性直流输电等技术革新的不断涌现，对系统的消防设计也提出新的挑战。目前，我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600已经总装下线，并进入试飞阶段，更多新的消防技术、新的灭火剂也不断面世，期待海上消防技术能更可靠地保证风电系统的安全。