海上風電基礎設施運營期的問題挑戰與對策，公司簡介河北建投海上風電有限公司成立于2011年，公司現有運營海上風電項目1個，即唐山樂亭菩提島海上風電場300兆瓦示范工程。該項目位于唐山市京唐港與曹妃甸港之間的海域，總裝機容量為300兆瓦，共安裝75臺4兆瓦風電機組，配套一座220千伏海上升壓站及陸上集控中心，是河北省〃十二五”重點建設項目，是渤海灣第一個海上風電項目，本項目于2020年9月進入商業運營。菩提島項目積極打造國家示范優質工程，取得了北方海上風電項目第一個核準、最大容量、第一個開工建設、第一臺風機吊裝、第一個全容量并網等多項榮譽，并獲評〃中國安裝工程優質獎”（國家級）和〃河北省優質工程〃，菩提島風電場榮獲〃全國風電場生產運行指標對標5A級風電場〃。公司簡介D67#220KV海上升壓站、L14J【13】抗冰備D72#【g017#011?D73#D71##7鳳32SH^#5isim!di327JH^325Jf^333H??12鳳mo321^FM吞9風機幼331?t#jo?in.ai約14.5km220kV海纜海纜問距3【49】?廠i"kDI2#3/28.目錄/CONTENTSrpQ匸海上風電發展問題挑戰對策措施海上風電發展■全球海上風電發展?到2024年，全球陸上風電新增裝機將首次突破100GW;?至02025年全球海上風電新增裝機也將再創新高，達到25GW；?未來五年全球風電新增并網容量將達到680GW。——布局2030年氣候目標關鍵節點、錨定2060年凈零排放的最終目標!2/OO-2%。2%。3%。3%°3%。4%。US?Brazil?Germany?Sweden?FinlandFrance?IndiaUKSpain◎Other■中國海上風電事業?

2007年我國首個海上風電項目在渤海綏中油田建成發電，拉開了我國海上風電開發的序幕。?預計2035年我國總裝機規模分別達到71GWO主要省份規劃年份海上風電新建規劃量廣東202517GW江蘇20259.09GW浙江20254.55GW山東202510GW大型化：應用更大的風電機組，能夠有效提高風能利用效率，并大幅降低初始投資、安裝施工成本、運維成本等，由此帶動度電成本持續下降。智能化：新一代信息化技術被廣泛應用于海上風電產業鏈，智能化、互聯化成為海上風電產業的重要特征；專業化：海上風電規模化發展提速，項目開發逐步走向深遠海，對運輸、安裝施工、運維等提出更高要求。運營期的問題挑戰■■基礎周邊海床沖刷=?沖刷機理與現象在我國海上風電工程實踐過程中，導管架、吸力桶、大直徑單樁、高樁承臺等不同基礎形成均發現了不同程度的沖刷現象。沖深發展趨勢9/28■基礎周邊海床沖刷=?危害?減少樁基入土深度，降低樁基水平及豎向的極限承載能力，同時影響基礎的長期疲勞壽命?引起風機整體系統的自振頻率降低，引發共振?造成局部海纜懸空，增大海纜的受力及磨損倒塔10/28常用的防沖刷措施的邊緣處仍存在沖刷問題?常用防沖刷措施沙被\0拋石0固化土0仿生草體排.11/28■■基礎周邊海床沖刷=■■海纜沖刷及破壞?成因?沖刷后由于水流產生渦致振動，導致線纜外被層及鋼鎧的磨損加快，絕緣被擊穿的風險增加;?沖刷后海纜埋深小于設計值，受到船舶錨害的概率增加;?海纜埋深不足，受到人類漁業活動破壞的概率增加。船舶拖錨12/28?海纜故障案例■海纜沖刷及破壞序號海上風電項目故障海纜規格故障原因搶修周期1廣東某項目220kV3X5002截面天氣原因斷纜11天2江蘇某項目220kV3X4002截面錨害52天3福建某項目220kV3X5002截面錨害30天4江蘇某項目220kV3X5002截面錨害20天5江蘇某項目220kV3X5002截面錨害（未通電）90天6江蘇某項目220kV3X5002截面船舶走錨7天7廣東某項目220kV3X5002截面天氣原因斷纜15天8遼寧某項目220kV3X10002截面終端故障25天9江蘇某項目220kV3X5002截面錨害30天■混凝土結構損傷?成因施J■分層澆筑施工縫工」?大體積混凝土水化熱?混凝土碳化環I?氯離子侵蝕境」?凍融循環?生物侵蝕受］?結構受力力」?意外撞擊1

blKtlcrCa(OH)2+H2O+CO2—-CaCO3+2H2O1CaCO3碳碳化作用Ca(OH)23CaO*AbO3+3CaSO4*2H2O+26H2O---->3CaO?A12O3?3CaSO，?32H2O鹽類侵蝕I、Fe—?Fe2++2e~Fe2++2C|-—FeCI2FeCI2+H2O+OH---Fe(OH)2+H++2CIII、2Fe+1.5O2+H2O—*2FeO(OH)混凝土微觀結構氯離子侵蝕14/28■■混凝土結構損傷?危害___主要集中在高樁承臺基礎，與港口碼頭結構損傷類似。?鋼筋保護層剝落?鋼筋銹蝕?混凝土掉塊15/28全浸區海泥區腐蝕速率?電化學腐蝕機理三要素：陽極（鐵）、陰極（碳）、導電解質（海水）。腐蝕機理腐蝕速度風電基礎銹蝕16/28■■鋼結構腐蝕犧牲陽極設計犧牲陽極是海上風電采用較為廣泛的鋼結構防腐措施，但其存在一些問題：0施工、意外等造成陽極塊脫落0海生物附著造成陽極正常工作電位改變，影響防腐蝕效果犧牲陽極防腐原理?存在問題■■鋼結構腐蝕17/28■■風機結構振動控制?海上風電振動原因及危害風機振動是運行中常見的現象。一般情況下，只要在振動控制范圍之內，不會造成太大的影響。引起風機振動原因為風、浪、海流等動荷載作用下，風機結構自身的非平衡特性。造成危害主要包括：（1）共振效應；（2）結構疲勞損傷；（3）螺栓松動土體阻尼---r-b體參數、其吊f；類型等）氣動阻尼（鳳速、槳距角、轉速等）結構陽尼分房土水動力阻尼（.水探、浪高、波浪周期等）I動力學參數一固有頻率―阻尼比L振型18/28■■風電場運維能力提升?基礎管理及維護存在問題0海上風電基礎的檢測與維護相關規定不夠清晰，缺乏基礎結構安全性、適用性和耐久性的評定方法;0企業的基礎結構安全QHSE內容不足，而隨著海上風電服役年限的增加，其結構健康問題受到越來越多的關注。海上風電場風力發電機組基礎維護技術規程TechnicalcodeforwindturbiactfoundationnulntenanccorotbhaMrwindfirm興19-06-04撥市20T9-10-01変It國家能源同19/28■■總體方針我國海上風電工程建設和運維部分方面已經走在了規范、科研的前面，許多工程問題還需要在實踐中不斷發現、分析、積累和提高。2022年，我公司與交通運輸部天津水運工程科學研究院就以上關注的問題，開展了創新研究，下面就研究方向大會做簡要匯報。■新型離子固化土防沖刷措施環境影響小。固?基于物理防護難以從根本上解決海床泥沙沖刷的本質問題，采用泥漿狀高含水率固化土應用于近海風電樁基礎防護。?技術優勢：流動性好、就地取材、施工作業方便、光纖龜纜導域048公里23/28132kV^底電纜，鑼成光纖電攬可由DITEST甬于溫度監控?新型離子固化土海纜防沖刷措施?建立海纜監測系統，提高使用效率；?海纜路由納入海圖，聯合海事共同監管；?提升應急處置能力，制定專項應急預案，儲備必要搶修物資，建立應急搶修長效機制。SeawaterSeabedScourpitISSSolidifiedslurryWorkingship■海纜防護,監管及監測預警技術?通過壁厚、腐蝕電位等進行鋼結構腐蝕的在線監測?降低人工維護成本，減少手動檢測誤差/傷損監測與檢測V-故障早期預警移動終端總部帷中心24/28云平臺/傷損原因分析問無設措施/為預防性維修提供依據/為設備管理提供數據支撐■鋼結構腐蝕在線監測技術以太網■■海上風電自修復混凝土技術水泥基滲透結晶防水劑是利用在混凝土中摻入活性添加劑，當混凝土開裂，有水滲入時，該物質繼續水化生成不溶水的結晶體，對裂縫進行自動填充，實現自修復。?較強的滲透性?獨特的自我修復能力?永久的防水作用?防化學侵蝕?無毒、無公害結晶過程自修復效果0基于電渦流調諧質量阻尼器研究海上風電結構減振方法，結合現場海上風電結構參數建立減振技術方案；0研究減振前、后結構動力特性變化規律，降低風電發生1P/3P共振風險，減少海上風電疲勞損傷并提高其使用壽命。結構尺寸、質量---氣動效一安裝位置水動效應1阻尼器型號\__________丿/_______)減振功效安裝阻尼器前后功率譜對比頂節塔筒上法蘭海上阻尼髏總體布置方案電渦流調諧質量阻尼器■海上風電減振技術現場測試方案(之)套。一X-26/28■風電場運維能力提升0編制《河北建投海上風電有限公司企業標準》，明確公司負責海上風電場運維人員、機構，細化維護內容及評定標準；0編制《河北建投海上風電基礎設施檢測與評估技術標準》，闡明了海上風電場檢測與評估內容及方法。