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【聚焦海上风电】市场规模达万亿元 海上风电开发须合理布局

2017-06-09 来源:东方风力发电网 浏览数:1272

  指主要用于海上风电运维的大部件更换(齿轮箱、发电机等)的船舶,典型特征为具备一定的起重能力,拥有自升式平台,能适应水深40米以内大多数海域作业,具备DP定位及较长的自持能力。

  风电运维船是海上风电运维的主要装备。国外海上风电运维过程中,专业运维船作为最重要的可达性装备被普遍应用到各海上风电场,由单体船、双体船以及三体船等船型组成。

  国内海上风电刚刚起步,国内运维船处于起步阶段,目前普遍使用的是普通运维船,主要由交通艇和渔船发展而来,近年以来逐渐出现简易功能的双体船。现有的运维船基本可以达到每年200天的出行天数,然而随着离岸距离加大,以及天气更加恶劣的南方区域海上风电的开发,出行天数将会降低。风电运维船专业化必将是未来的趋势。

  根据发改委能源研究所的数据,结合BTM海上运维成本构成来推算,海上风电的运维成本占总成本的20%左右,运维船舶相关的费用又占了运维成本的20%左右。从现阶段的实际情况来看,国内在运维船上的投入是不足的,应进一步加大。然而这一情况正在变化,由于前期使用交通艇无法满足风电场需求,现已经开始建造更好的运维船,不过目前建造的运维船仍难以满足风电场的需求,而后会建造更好的专业运维船,这是一个循序渐进的过程。

  到2020年,按开工建设规模1000万千瓦,累计并网容量500万千瓦,平均单机功率按5MW计算,我国开工建设约有2000台海上风力发电机组,累计并网约有1000台海上风力发电机组。按照每30台机组需要一艘专业运维船,再加上海上风电场开发区域不同和海上风电运维主体不同等因素,海上风电专业运维船的需求会近百艘。海上风电专业运维船也将是一个不可小觑的市场。

  海上风电运维船的配置

  海上风电场运行维护需综合考虑离岸距离、气象海况、机组故障率、维护行为、发电能力、运维经济性等因素来进行运维船的配置。一般来说较大规模的风电场采用船队形式,如交通艇、专业运维船、专业运维母船、救援监护船及其他专用工程船舶。

  运维船配置的一般原则是:天气较好、离岸较近的采用普通运维船,天气复杂、离岸较近的采用先进的专业运维船,天气较好、离岸较远的采用普通运维船或专业运维船和运维母船,天气较复杂、离岸较远的采用专业运维船和运维母船。

  影响运维船参数的环境因素主要包括距离、水深、波高、风况等。一般而言抗风能力超过抗浪能力,所以波高是更关键的因素。国内风电场主要集中在黄海北部、渤海湾、黄海、福建和广东等区域(各区域环境情况见表1、表2)。

  根据环境情况、运维船的航速、运维船环境适应能力等条件、机组数量、机组性能、运维能力等因素建立了一个可利用率的估算模型,通过该模型计算出来的某海上风电场的相关数据(见表3)。从中可以看出,机组单台年故障次数超过5次时采用普通运维船可利用率小于95%;如果采用专业运维船,单台年故障次数为5次时可利用率超过96%,当机组单台年故障次数3次,可利用率可以达到98%。

  海上风电运维船调度

  海上风电机组相对于陆上来说故障率更高,因为它们面临的是一个更加恶劣的环境、更高难度的维护方式等。随着海上风电的发展,海上风电场建设不得不需要转移到离岸更远的地方,更深的水域。由于这一变化,运维成本将会增加,同时面临更远的运输距离,更恶劣的气候条件和更严峻的物流挑战。为降低海上风电场运维成本及提高风电场可利用率,需要合理的规划海上风电场运维工作,针对不同的故障信息,选择最优维护方案。模型的建立需要考虑运维船配置、气候参数、风机具体故障、处理故障需要时长及人数等要素。

  重点考虑气象、运维船模式、机组故障模型、相关费用来制定运维策略,建立模型进行分析,最终计算风场的发电量、故障时间及运维费用等,以综合收益最大来选择合适的运维策略。

  总结和展望

  海上风电运维船作为海上风电运维重要的装备,对我国海上风电的发展具有一定的影响。运维船智能调度是海上风电智能运维的必备条件,高效合理的船队配置和调度技术是降低海上运维成本,提高发电量的关键措施之一。在发展海上风电运维船的过程中,我们应该借鉴国外成熟的经验,同时,还应该根据我国的实际情况来发展适用于特定环境、特定工作模式的海上风电运维船。

  海上风电运维的目标是在全寿命周期内,降低运维成本,降低发电损失,提高风电机组的发电量,从而提高客户收益。海上风电运维与陆上风电运维最大的区别在于可达性差,造成运维难度的加大和运维成本的提升。为了解决海上风电运维的难题,我们需要创新海上风电运维模式,围绕服务调度展开相关工作,从而形成全面的海上风电运维解决方案。(来源:中国能源报)
  

高效海上风电安装平台呼之欲出

三航新能源“风华号”自升式风电安装船缩短海上风电建设周期

 

  乘风破浪,御风而行,近几年我国海上风电发展前景越来越被看好,《风电发展“十三五”规划》指出,未来海上风电有望成为风力发电领域新的增长点。我国近海风力资源丰富的优势,相比陆上风电,海上风电机组单台装机容量更大,对于设备的技术水平、可靠性,施工等方面具有更高的要求,故随着海上风电的快速发展,更先进的海上风电安装平台的市场需求将不断扩大,基于海上风电发展不俗的前景,风电安装船也颇受市场青睐。

  海上风电建设快速发展

  安装平台需求增大

  根据中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2016年中国风电装机容量简报》显示,截至2016年底,我国海上风电累计装机容量达到163万千瓦,其中新增装机容量59万千瓦,同比增长64%。根据《风电发展“十三五”规划》指出,到2020年,我国海上风电开工建设规模达到1000万千瓦,力争累计并网容量达到500万千瓦以上。近两年,陆上风电因弃风限电发展速度放缓,为了实现“十三五”规划的目标,可以预见的是海上风电发展在未来几年将呈快速发展状态。

  “十三五”以来,海上风电场开工建设如火如荼,海上风电安装船供不应求。海上风电安装船是高度精密的海上设施,能将风机和基础安装设备运输至风电场址,并配备适合各种安装方法的起重设备和定位设备。纵观全球,尽管专用的海上风电安装船数量已从2005年的两艘增至2014年的40艘以上,但与当  前大量规划中或在建的海上风电项目相比,风电安装船的供应量仍十分有限。

  量身定制海上安装平台

  深挖“降本增效”空间

  作为海上风电专用安装维护设备的核心,风电安装船的建造能够降低海上风电开发成本。据统计,在海上风电建设项目中,风机组设备成本占比不到50%,安装和建设成本却占20%以上,这成为降低成本的潜在环节。要想降低成本,海上风电行业需要更新安装理念,在选择安装船和安装方式时兼顾投资成本和回收效益,有效挖掘降本增效的空间。

  中交三航(上海)新能源工程有限公司(简称“三航新能源”)为海上风电安装量身定制的1000吨自升式风电分体安装平台船“风华号”是集大型设备吊装、风电设备打桩、安装于一体的自升式海上风电安装平台,自出厂以来就备受业界关注,在一次又一次工程中不断证明其强大实力,以及得到业主的认可。

  职业生涯首秀,便挑战施工条件最恶劣的福建莆田平海湾风电场。5、6月份正值雨季,面对大雾、大风、长涌、大雨多种恶劣天气,面对从没谋面过的湘电5兆瓦大型风机,“风华号”虽是“初生牛犊”,却也是一步一个脚印,典型施工、工地例会、逐时编排计划。7天一台,5天一台,3天一台,安装速度不断提高,大大缩短工期。

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 运维模式已变,风电整机制造商单拼设备就OUT啦
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