中国海装海上风电运维实践 31页
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、安装和维护教材
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海上风力发电机的安装
• 离岸风力发电机的安装相对于岸上安装难度更高，可通过千斤顶驳船或浮吊 船完成。它们之中的选择取决于水的深度，以及起吊机的能力和驳船的载重 量。起吊机应具备提升风力发电机主要部件（如塔架、机舱、叶轮等）的能 力，其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸，确保塔架和风力发电机装配的安装。 现有的浮吊船大多不是特意为海上风力发电场的风力发电机组安装而设计制 造的。对于大型海上风力发电场，当风力发电机组超过50台时，可以通过使 用安装驳船来控制建设周期（即控制成本），以确保完成建设任务。 目前，安装过程一般分成两个部分。首先基础的安装，然后是风力发电机组 在基础上的安装。通常风力发电机组先在陆上装配完整，如先安装好塔架、 机舱和桨叶各部分，再将其运输到海上安装在支撑基础上。另外一种是把塔 架先安装在基础上，然后运输机舱、风轮到现场进行安装；如在丹麦 Middelgrunden海上风力发电场的建设过程中,首先是塔架部分的预安装并运送 至革础所在处，控制面板、配电盘和变压器在运输和升降过程中被置于塔架 的底部。 所有的安装工作受限于天气条件，不可避免地会遇到天气不理想或不能开工 时段。将风力机运输到风大浪急的海面，即使在浪高略超过Im时，停泊维修 船都十分困难，其结果是为了很小的故障而不得不等待很长的时间（这些故 障在陆地上只需几小时就可解决）。在天气相对平静的夏季，风速和海浪高 度基本处于安全限内，选择此时安排风力发电机安装工作可以缩短工程周期。
2017/11/3
海上变电站的设计指导原则
• • • • • 一般装2台主变并以隔火墙隔离; 主变容量需根据风场容量优化; 开关设备所在区域通风良好; 隔层空间设计充分考虑海底电缆安装的需要。 紧急备用电源完全独立，在事故情况下可接近，可控制， 可靠; • 柴油机或加热器远离危险区域，适当隔离; • 紧急备用电源不受水灾，火灾或主系统事故的影响，维持 其完整性; • 持续电源及电池系统应该与紧急备用电源隔离，不受影响。
海上风电场的运维模式与技术
海上风电场的运维模式与技术1. 引言1.1 海上风电场的意义海上风电场作为清洁能源的重要组成部分，具有重要的意义和作用。
海上风电场可以有效利用海上风能资源，实现清洁能源的高效开发利用，减少对传统化石能源的依赖，有助于减少温室气体排放，保护环境。
海上风电场的建设和运营可以促进相关产业链的发展，推动技术创新和转型升级，为经济发展注入新的动力。
海上风电场可以实现能源供应的多元化，提高能源安全性，减少能源的垄断性，为能源结构优化提供支持。
海上风电场的意义不仅在于提供清洁可再生能源，还在于带来环境保护、产业发展、经济增长等多重效益。
在未来的发展中，海上风电场将继续扮演重要角色，为可持续发展做出积极贡献。
1.2 海上风电场的发展现状据统计数据显示，欧洲是目前全球海上风电场的主要市场。
丹麦、德国、英国等国家在海上风电场建设方面处于领先地位，拥有成熟的技术和丰富的经验。
北美和亚太地区也开始逐步发展海上风电场，特别是中国、日本等国家在海上风电场建设方面取得了一定的进展。
除了传统的固定式海上风电场，近年来，浮式海上风电场逐渐成为一个新的发展趋势。
浮式风电技术的不断创新和发展，使得在深水海域中也能够布设风电设备，为海上风电场的开发提供了更多可能性。
海上风电场的发展呈现出快速增长的趋势，各国在技术研发、政策支持等方面不断加大力度，海上风电场将逐渐成为未来清洁能源的主要来源之一。
2. 正文2.1 传统海上风电场的运维模式1. 船舶巡检：传统海上风电场需要定期派遣巡检船舶进行风机、塔基和海缆等设备的巡视检查，以确保设备的正常运转和安全性。
2. 人工维修：传统海上风电场的运维模式依赖于人工维修，当设备出现故障或需要维护时，需要专业的维修人员上岗进行维修工作。
3. 数据监控：海上风电场通常配备有实时监控系统，可以监测风机的运行状态、发电量以及设备的健康状况，及时发现问题并采取措施。
4. 紧急应急处理：传统海上风电场为了应对突发情况，通常会备有一套严密的应急预案，并定期进行演练，以保障设备和人员的安全。
我国海上风电建设风险及管理模式探讨和实践
我国海上风电建设风险及管理模式探讨和实践华电重工股份有限公司刘玉飞2019.11.15目录CONTENTS海上风电项目施工的主要内容海上风电项目建设风险分析国内海上风电施工设备情况介绍海上风电项目施工安装的流程及重点、要点国内不同海域风速、地质等方面的差异海上风电运维模式、技术及成本分析章节 PART 海上风电项目施工的主要内容01一、海上风电项目施工的主要内容 海上风电场建设工作范围示意图1、基础制作3、塔筒制作5、升压站制造施工6、集电线路海缆敷设 4、风机吊装2、基础施工7、陆上集控中心建设6、送出线路海缆敷设一、海上风电项目施工的主要内容（一）海上风电机组建造、施工、安装桩基加工制造塔筒加工制造运输基础施工塔筒及机组安装（二）集电线路和送出海缆敷设施工制造装船敷设（三）海上升压站、换流站建造及施工制造运输安装（四）陆上升压站、换流站、集控中心安装施工陆上升压站、集控中心建设章节 PART 海上风电项目建设风险分析02二、海上风电项目建设风险分析• 材料涨价 • 索赔和结算• 现金流 • 成本控制• 垂直度控制 • 焊接质量• 起重作业 • 电气设备安装 • 施工装备 • 技术路线 • 施工方案 • 承建模式 • 四新应用• 防腐破坏• 组织能力 • 制度风险 • 信息风险组织性风险经济风险 安全风险项目建设风险分析技术风险 质量风险工期风险 • 地质水文• 设备状态 • 恶劣天气 • 火灾风险• 天气影响 • 资源不足• 地质条件 • 社会环境• 资本密集型2015年，为进一步优化业务板块结构，促进海上风电与噪声治理业务的发展，以更好地贯彻落实公司“十二五”战略规划，全力抢抓国家当前大力发展海上风电与环保产业的市场机遇。
二、海上风电项目建设风险分析（一）技术风险业主单位：主机选型、基础形式承包单位：施工技术路线、工艺方法、船机设备。
（二）经济风险海上风电项目建设是资本密集型产业，对于业主单位和承建单位的资金筹措、资金周转提出了极高的要求。
海上风电安装(运维)船研发生产方案(二)
海上风电安装（运维）船研发生产方案一、实施背景随着中国对可再生能源的关注度不断提高，海上风电成为新能源领域的热点。
近年来，中国政府加大了对海上风电的支持力度，不仅在政策上给予了诸多优惠，还积极推动风电场的建设。
然而，海上风电的运维问题一直是制约其发展的瓶颈。
为了解决这一难题，本方案旨在研发生产一种高效、安全、环保的海上风电安装（运维）船。
二、工作原理该方案采用先进的船舶设计理念，结合海洋工程装备技术，设计出一款适合海上风电安装（运维）的专用船舶。
主要工作原理为利用船舶的自动控制系统和机械臂系统，实现风机的安装、拆卸和日常维护等工作。
船舶还可以配备故障诊断系统，对风机进行实时监测，确保其稳定运行。
三、实施计划步骤1.需求分析：深入了解海上风电场的需求，包括地理位置、水深、风力状况等，为船舶设计提供依据。
2.方案设计：根据需求分析结果，进行船舶总体方案设计，包括船体结构、动力系统、控制系统等。
3.技术研发：针对船舶的关键技术进行研发，如自动控制系统、机械臂系统、故障诊断系统等。
4.建造与试验：按照设计方案和技术要求，组织建造并完成各项试验，确保船舶的安全性和可靠性。
5.交付与培训：将船舶交付给风电场，并进行相关人员的培训，确保他们能够熟练使用和维护该船舶。
四、适用范围本方案适用于中国近海的海上风电场，特别是水深在10-30米之间的海域。
该船舶不仅可用于风机的安装和拆卸，还可进行日常维护、故障排查等工作，大大提高了海上风电的运维效率。
五、创新要点1.自动控制系统：该船舶采用先进的自动控制系统，可实现船舶的自动驾驶和自动定位，提高了作业的精度和效率。
2.机械臂系统：船舶装备高精度的机械臂系统，可实现风机的快速安装和拆卸，减少了人工操作的风险。
3.故障诊断系统：该船舶配备故障诊断系统，可实时监测风机的运行状态，提前发现潜在问题，确保风机稳定运行。
4.环保设计：船舶采用环保材料和设备，减少对海洋环境的影响。
海上风电场的风机运维与故障排除策略
海上风电场的风机运维与故障排除策略随着全球能源需求的不断增长，海上风电成为新兴的清洁能源产业。
而在海上风电场中，风机作为核心设备之一，起着收集风能转化为电能的关键作用。
然而，由于海上环境的恶劣性以及长期运行的需求，风机在运行中常常会遇到各种故障。
因此，海上风电场的风机运维与故障排除策略至关重要。
一、风机定期检查与维护为确保风机的正常运行，定期的检查与维护是必不可少的。
定期检查应包括对风机的机械部分、电气部分以及控制系统的全面检查。
机械部分的检查主要包括风机叶片的损坏情况、轴承的磨损情况以及链条的张紧情况等。
电气部分的检查主要包括电缆的接线是否牢固、电机的绝缘情况以及电池的电量等。
控制系统的检查主要包括相关传感器的功能是否正常以及软件程序的运行情况等。
在维护方面，风机的润滑与清洁是非常重要的。
由于海上环境中含有盐分，风机叶片和机械部件容易受到腐蚀，因此定期清洁并喷涂防腐涂层可以延长风机的使用寿命。
同时，定期检查并更换润滑油也能够确保风机的正常运转。
二、实施远程监控与故障预警海上风电场的风机往往分布在较远的海域中，对于维护人员来说不易实时监控。
因此，采用远程监控系统成为一种行之有效的风机运维手段。
远程监控系统可以对风机的运行情况、能量输出以及相关计量数据进行实时监测与记录，及时发现运行异常或故障预警。
一旦系统检测到异常情况，便会自动发出报警并将相关信息发送至维护人员的手机或电子设备上。
通过远程监控系统，维护人员可以及时了解风机的状况，并进行及时的故障排除。
三、故障排除策略故障排除是风机运维的重要环节，下面将介绍几种常见的故障排除策略。
1. 轴承故障排除：轴承作为风机的核心部件之一，经常会出现故障。
一旦发现轴承存在异常，应及时停机检查。
首先要排除润滑油不足或过少的原因，并根据实际情况加注适量的润滑油；其次，检查轴承是否存在磨损或损坏，如有需要应及时更换。
轴承更换后还应检查轴承的松紧度，确保轴承安装正确。
海上风电运维安全管理手册
海上作业安全操作规程
作业人员需持有有效的海上作业许可证 作业前进行安全检查，确保设备完好无损 遵守海上作业安全规定，穿戴好防护用品 遇到恶劣天气或海况，应立即停止作业并采取相应措施
应急处理操作规程
遇到台风、暴 雨等恶劣天气 时的应对措施
设备故障时的 紧急处理流程
人员受伤或发 生事故时的救 援措施
海上风电运维安全 管理手册
汇报人：
目录
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添 理海 理海 险海 作海 训海
加 概上 体上 评上 规上 与上
目 述风 系风 估风 程风 演风
录
电
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海上风电运维安全管理 概述
估和控制。
遵守法律法规：确保海上风电运 维活动符合国家和地方的法律法 规要求。
人员培训：对从事海上风电运维 的人员进行专业培训，提高其技
能和安全意识。
设备管理：对海上风电设备进行 定期检查、维护和保养，确保设
备安全可靠运行。
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海上风电运维安全管理 体系
安全管理体系的建立
确定安全管理目标：确保海上风电运维过程的安全和稳定，降低事故风险。 制定安全管理计划：包括安全规章制度、操作规程、应急预案等内容。 建立安全管理体系：包括组织架构、职责分工、监控与评估机制等。 培训与教育：提高员工的安全意识和技能水平，确保员工能够遵守安全规章制度。
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、安装和维护
JDR Cables
目前的海上风电场项目内部电气系统一般为一个中压三 项系统，电压等级为10—35KV。连接电缆为3芯，带光 纤信号导体，称为XLPE电缆，排列成一个图盘形状。 目前的塑料（非金属）护套电缆的成本比一般陆地电缆 要高20%～40%．铺设成本一般要高50%～ 80%．36kV海底电缆的成本（包括铺设费用)约为120 460欧元／m，高压电缆(110～150kV)的成本（包括铺 设费用)约为550---650欧元/m。使用专门的电缆铺设船， 在海底喷射出Im深的水沟，将电缆放入、铺设。
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海上风电场维护
• 现有的海上风力机组运行与维护 （O&M ） 主要包括定期维护 （检察、 清洁等 ） 、 停机维护 （某种程度的故障检修， 如手动重启或更换主要部件） 和状态监测3种维护 方案 。 定期维护需对机组及其零部件进行周期性的检查， 比如风机联接件之间的螺栓 力矩检查 （包括电气连接 ） ， 各传动部件之间的润滑和各项功能测试等。其优点为： 停机几率较小， 维护可有计划地执行， 且配件的补给比较方便。采用定期维护方案， 若设备已处于疲劳和磨损状态， 但需到周期时才能进行更换。也存在使用寿命还未用 尽，或经过维修后还可继续使用的设备， 却被更换的现象， 造成不必要的浪费。此外， 载重机和维修人员费用占的比例较大。路程较远， 配件、 部件及工作人员的输送费用 也非常高， 频繁地往返风电场需要巨额资金。此外， 受天气影响较大， 定期维护不适 用于海上风电。当系统设备发生重大故障导致停机或一些小型的机械或电气元件有故 障 （比如电流短路或者开关跳闸等） 导致风电场停机时， 需要配备专门船只、船员和 技术人员赴现场进行停机检修。如果是齿轮箱等大部件发生故障， 还需要动用大型浮 吊进行更换， 单次吊装费用高达200多万元， 且造成长时间停机， 发电量损失很大。 停机检修缺点为： 发生大故障的风险较大， 停机检修所需时间长； 不能按计划进行维 修； 配件供给比较复杂， 需要很长的供应时间。此外， 受天气影响， 运行人员对风电 机组及时维修的可能性较低， 停机加长， 发电损失巨大。因而， 对于近海风电场而言， 停机维修方案是不可行的。状态监测是对风电机组主要设备进行实时监测， 对各种设 备反馈的信号进行实时分析， 若发现故障信号， 则及时处理。因此， 保障设备在限定 的疲劳和磨损范围内工作，一旦达到极限就会被更换。状态检测的优点为：部件能最 大限度的被利用， 停机概率较低， 检修方案可计划执行， 部件供给比较方便。此外， 状态监测可发现极端外部条件下， 如因结冰或者海浪导致的风机塔筒振动等， 从而可 触发风电机组产生控制保护， 避免产生重大损坏。缺点为对部件的剩余使用寿命要有 可靠的信息； 对状态检修的软硬件要求较高。目前的状态监测已经从过去的纠错性维 护向预测性维护方向发展。
海装风机维护手册
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初步建立，处于逐步成长阶段
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3 海装海上风电运维实践
3.1海上风电运维前提-高可靠性设计
1.系统海可上靠风电性运维的前提是机组设计，一种好的海上风电机型需从设计源头就要保证具有高可靠性设计才能为
后续的海上运维工作提供强有力的支持。 海装提出了基于可靠性序贯分析的安全系数分配方法，优化了关重零部件的安全系数，进一步提高了整机
的可靠性。
系统可靠性
传动链
变桨轴承
轮毂散热、线缆优化
3 海装海上风电运维实践
3.1海上风电运维前提-优异的工艺技术
海装针对大功率、海上舱内使用环境，不断优化工艺，提出了系列电缆走线技术、电缆 规范、雷电保护技术。
3 海装海上风电运维实践
3.1海上风电运维前提-稳定的舱内环境控制技术
➢ 发电机、齿轮箱冷却系统均采用自 然风冷，消除风扇及其电机故障的 影响，提高可利用率、降低自耗电；
5.66
5.84
5.86
5.91
2014年
2015年
可利用率
2016年
2017年
平均风速
满发小时数（0.01h）
2018年
3 海装海上风电运维实践
3.3 对标学习
组织团队到丹麦、德国等地调研了海上风电运维工作。整个 行程共访问了11家海上风电运维相关单位。
丹麦海上机组预拼装和运维基地
德国运维公司的监控调度中心
中国海装海上风电运维实践
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公司简介
重庆海装风电工程技术有限公司成立于2014年1月，是中国船舶重工集团海装风电 股份有限公司下属全资子公司。公司定位为“风电场一站式服务商和风电工程系统技术 解决方案提供商”。
主要业务范围：
风电场发电设备安装、调试、维护 技术改造和定制技术服务 技术产品和备品备件销售 风电场建设（EPC等） 风电场运营管理
2016年海装工程技术公司成立海上运维中心， 从事海上风电运维新技术研究和提供运维整体解决 方案，全面负责海上风电运维相关业务。
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2.1 我国海上风电运维特点
起步晚，经验少
大规模建设的海上风电场 较少，已建成的运行时间 不长。运维经验相对较少。
可达性差
运维船舶不专业、配套设施 不完备、大浪、大雾、雷电、 台风等自然条件造成可达性
装两台5MW样机开始，介入海
100
上风电运维。通过大量的测试，
技改，积累了大量的海上风电运
80
维数据，掌握了海上运维的关键
60
点，为建设最适合于我国海上风
电的运维体系提供了技术支撑。
40
20
0
89.52
样机项目运行数据
91.8
94.61
96.89
99.46
18.26
20.65
20.5
23
25
6.18
建立备品备件快速检测平台，快速检测备件是否 损坏。
建立完整的海上通讯机制，保证海上人员之间、 海上人员与陆上人员之间沟通及时性。
卫星电话
对讲机
IP电话
船舶专业 通讯系统
机组网络 通讯
备品备件检测平台
3 海装海上风电运维实践
➢ 整机采用全密封结构+空-空冷却系 统+湿度控制系统，整体解决机舱 环境适应性问题，同时避免采用过 滤装置主动向舱内输送新鲜空气造 成的盐雾累计效应；
➢ 舱内设备及零部件仍采用C4级重防 腐，确保其使用寿命及可靠性
3 海装海上风电运维实践
3.2海上风电运维经验积累
海装从12年在如东潮间带安 120
三方培训机构等多级培训，加强安全教 育、加强技术水平、加强技术创新、加强 标准化管理，最终形成高素质运维团队。
项目安全培训
公司专业 培训团队
高素质运 维团队
部门专业 培训团队
供应商
第三方 培训机构
3 海装海上风电运维实践
3.7 安全管理
海上风电运维较于陆上风电运维安全风险有大幅度增加，在陆上 风电运维安全管理经验的基础上，主要措施如下：
加强海上风电运维危险源辨识和应对措施的细化；
完善应急预案；
加强对乘船过程尤其是上下船的管理，严格执行所有人员上下船登记 制度；
严格执行运维小组出海前安全工作例会和上机组前安全工作例会，时 刻提醒安全注意事项 。
出海前例会 上机组前例会
3 海装海上风电运维实践
3.8 后勤保障
建立了四级物资存储体系，保证了备品备件供应 的及时性。
3 海装海上风电运维实践
3.4 运维体系建设
定制化 根据不同地理环境和客户需求执行定
制化海上风电运维服务。 标准化
海装5MW机组运维主要包括不定期巡检、 故障处理、半年维护和年度维护。形成标准化作 业指导手册，为运维过程提供标准化指导。
3 海装海上风电运维实践 3.4 运维体系建设
智能化
➢ 利用大数据平台，以数据为先导，进行预见性维护 ➢ 建立智能化运维调度平台，让运维工作数据化、智
能化，提高运维工作效率 ➢ 建立专家支持系统，形成快速响应机制
3 海装海上风电运维实践
3.5 组织形式优化
优化项目组织形式，设项目经 理和技术主管，将运行维护人员进 行分组（每组4 ~ 6人），组员兼任 安全、质量、物资、资料等专员。 同时根据如预防性维护等工作情 况，适时调配人员进行支持，保证 运维效率和经济性。
3 海装海上风电运维实践 3.6 人员技能培训
人员要求 有一定的风电运维经验，能够适应海上工作环境。 经过公司三级安全培训教育，获得登高证，电工证等 特种作业证件。 经过海事四小证培训（让运维人员熟悉海上作业环境 和注意事项）。
四小证培训
车间培训
3 海装海上风电运维实践 3.6 人员技能培训
团队培训体系 通过公司级、部门级、供应商、第
差。
运维成本高
海上运维成本占到海上风 电场总体投资的近20%。
2.2 国内外海上风电运维情况
名称
国外海上风电运维
建设、发展时间
较长，有着丰富的运维经验
智能化运维平台 已建立成熟的
运维船
使用专业运维船舶，效率高
码头等基础设施
配套较好，功能性强
运维团队
综合素质高
国内海上风电运维
较短，运维经验不足 处于起步、探索阶段
• 约300个项目 • 早期进口机组控制系统及电气系统更换、叶片增效技改、高穿
整改等 • 中船重工集团全产业链布局有力保障备品备件的持续供应和技
术更新 • 电力工程总承包施工贰级，已完成50万KW的建设
• 运营பைடு நூலகம்场40万KW
随着2012年海装两台5MW样机的安装， 我们就 开始接触海上风电运维，经历了从潮间带风场到近 海风电场运维的全部过程，见证了中国海上风电的 发展过程。