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摘 要： 摘要：伴隨風力發電規模的日趨擴大，由此引發的事故隱患也不容忽視。從當前風力發電廠各個階段的危險源辨識著手，積極探討風力發電安全問題的有效對策顯得尤為迫切。本文對海上風力發電項目建設施工管理進行探討。 關鍵詞：風力發電場;施工建設;施工管理 一
摘要：伴隨風力發電規模的日趨擴大，由此引發的事故隱患也不容忽視。從當前風力發電廠各個階段的危險源辨識著手，積極探討風力發電安全問題的有效對策顯得尤為迫切。本文對海上風力發電項目建設施工管理進行探討。
關鍵詞：風力發電場;施工建設;施工管理
一、海上風力發電的發展
1、海上風力發電國外的發展
風能發電占可再生資源發電量的16%，在全球倡導低碳生活的大環境下，海上風電在可再生能源電力發展中有極大潛質。盡管海上風電開發時間短，但依靠其穩定與大發電功率的優點，海上風電近年來正在各國迅猛發展。在陸上風電已經在成本上能夠與傳統電源技術進行競爭的環境下，海上風電有著高度依賴技術驅動的特質，具有作為核心電源去推動未來全球低碳經濟發展的條件。由于2016年首臺8MW風機已在海上并網，歐洲海上風機平均容量從2015年的4.2MW提高到4.8MW，并網海上風電場平均規模為380MW，相比2015年增加了12.3%。2016年海上風電場的平均水深從2015年的27.2m增加到29.2m，平均離岸距離為43.5km，比2015年增加了0.2km。歐洲國家仍在致力于完善海上風電行業發展標準，促使其保持穩定的速度發展，預計到2024年，歐洲國家海上風電裝機總量預計達37890兆瓦，英國在2022年計劃投產全世界最大的海上風電場-ProjectRound3。同時，芬蘭、意大利、葡萄牙等國家也會加入到海上風電行業發展行列中。
2、海上風力發電國內的發展
調查顯示我國5至25米水深線以內近海區域、海平面以上50米高度范圍內，風電可裝機容量約2億千瓦時，說明海上風電發展前景可觀。到2015年末，海上風電累計裝機為103萬千瓦，遠低于計劃目標，原因是技術不完善和海上安裝高成本。“十三五”后，海上風電政策支持力度加大，設備與安裝成本降低以及配套產業逐漸成熟，迎來了快速發展期。根據我國《可再生能源發展“十三五”規劃》，截至2020年，我國海上風電開工建設目標規模10GW，確保并網5GW，2017-2020年海上風電機并網容量復合增長率將達到32%。2017年5月4日，國家發改委聯合國家能源局發布《全國海洋經濟發展“十三五”規劃(公開版)》，提出了要因地制宜、合理規劃設計海上風電產業，支持在深遠海建設離岸式海上風電場，調整風電并網政策，完善發展海上風電產業技術標準體系以及用海標準。隨著政府一系列政策的出臺落地、經驗的積累和經濟性的凸顯，我國海上風電持續推進，有望在“十三五”期間迎來黃金時代。
二、海上風力發電管理存在的問題
1、計劃缺乏科學性與合理性
氣象部門負責風資源基礎資料，海上可觀測區域小，海上風資源狀況反饋少，通過數據推算和模型模擬的方法得出的計算結果有偏差。海底地形地貌大范圍調查進行困難，缺少最新的地形資料和工程地質資料。登陸點間隔遠、海底電纜間隔距離不夠標準。有工程實踐表明，風電場區具有排他性，無法同其他活動并容。海上開發活動類型眾多，如今海洋經濟發展迅速，交通運輸、油氣開發、臨港工業、旅游、保護區等各行業的用海需求逐漸增加，傳統的養殖、捕撈等行業用海仍需保存，將有限海洋空間資源既能合理規劃，又要滿足各行業的用海需求，這本身就是個難題，海上風電場規劃面積過大，必將擠占其他行業的海上發展空間。
2、成本高且監管力度薄弱
經濟是限制海上風電發展的重要原因，對比化石能源電力，海上風電的發電成本高，項目單位千瓦投資2萬元。現在我國近海風電統一電價0.85元/千瓦時，一些海域預期投資收益不理想。海上風電對設備和施工技術要求嚴格，海上風電機組要克服臺風、鹽霧腐蝕問題，且施工需要專業施工隊伍和施工船舶。除此，有的海上設施壽命短，以及停止使用后的拆除與續期的問題都不可避免。海底電纜審批和海域論證審批的分離加大了企業成本，事中事后監管不足，相關配套政策的缺失也加大了建設與運營維護的難度。
3、相應機制建立不完善
2010年8月和2011年7月，國家能源局與國家海洋局聯合頒發《海上風電開發建設管理暫行辦法》和《海上風電開發建設管理暫行辦法實施細則》。目的在規范并改進海上風電建設管理，加快海上風電平穩發展。文件提出，海上風電場原則上應在距岸大于10km、灘涂寬度大于10km時海域水深高于10m的海域布局。“雙十”原則明確了我國海上風電的發展方向，滿足各行業用海需求，確保海上風電順利發展。但目前海上風電場工程建設中，海上風電開發不能適應管理制度，缺少實踐，制度跟不上形勢發展，有待完善與創新。
三、海上風力發電控制技術的分析
1、海上風力發電場選址問題
海上風力發電場的選址不僅重要而且十分復雜，選擇的地質不符合要求不僅會延誤工期還會導致海上風力項目的失敗。在進行選址時需要認真考慮以下基本問題。第一，要考慮當地風的類型，頻率和周期，海底的深度和最高波浪級別以及海床的地質結構;第二，要避開相關航線，選擇接近陸地的地方，這樣方便基礎工程的建設;第三，要接近主要電網的中心，便于將產生的電能輸送;第四，要考慮臺風、雷暴等極端天氣的應對措施等。除此以外，還需要考慮一些人文因素，例如建設海上風力發電場對當地生態環境、水中生物以及旅游產業造成的影響等。
2、海上風力重力式基礎原理及其技術要點
重力式的海上風力發電基礎設計是在傳統的船塢和碼頭工程技術的基礎上，根據風電設備的運行和安裝需要改進而成，因此基礎的設計、預制、運輸和安裝技術都比較成熟。其原理是利用基礎自身材料和所承載的風電設備的重力，實現整個發電設施在海床上的穩定運行，因此在具體的技術參數的設計中的關鍵是計算風電設施的運轉和環境帶來的荷載。目前重力式基礎的應用主要受到海床工程地質條件、海水深度和經濟性的限制，首先由于重力式基礎的穩定性要求海床天然結構比較堅實，并且在預制的基礎沉入海底之前需要對海床進行預處理，而我國很多近海海床存在軟土層，導致預處理所需要耗費的成本較高;其次由于技術條件和經濟性所限，目前重力式基礎的使用僅限于海水深度小于10m的海域。
3、海上風力負壓式基礎設計原理及其關鍵技術分析
鑒于重力式基礎在預制和運輸方面所受到的限制，科研人員基于運用外力將整個風電設施與海床之間進行固定的考慮，設計了桶式結構的基礎，并且在安裝就位之后在桶式基礎的空腔內制造負壓，讓基礎依靠負壓的作用吸附在海床之上。這一設計形式的實踐應用的關鍵制約因素是海床附近海水的沖刷和海水的腐蝕作用，因為利用負壓固定在海床上的基礎一旦因外力作用受到損壞，立即會影響風電設施的穩定性，因此這種基礎形式目前還沒有在海上風電場建設中應用的案例。
4、海上風電的并網技術
在海上進行風力發電過程中，受到環境、風速等因素的影響，造成發電的輸出功率呈現浮動變化，具有隨機波動性。當并入電力系統時，可能會導致電網頻率出現偏差、電壓波動、閃變等問題。現階段，常采用的并網方式是MMC-HVDC并網方式，優點體現在以下幾個方面。同兩電平VSC-HVDC一樣，具備可以對無源負載提供電能，可以進行有功和無功的獨立調節功能;在MMC-HVDC中，可以隨意調整MMC的子模塊數量，系統的功率范圍較大，可以實現高壓大功率能量傳輸;在工程研發、建設以及運輸過程中，消耗的時間較少且并網成本較低，并網穩定性較高;通過降低MMC-HVDC器件的開關頻率，可以實現功耗的降低，有效提升并網的效率。
結束語
作為項目施工環境與效益的重要保障，安全問題至關重要，我們需要從項目建設的進度及施工程序出發，密切關注每一個環節中的安全問題這在提高風力發電施工流暢性與安全性的同時也是風力發電經濟效益的必然保障。——論文作者：司呈士
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