海上风电场施工移船安全保障分析 赵峰

海上风电场施工移船安全保障分析赵峰

摘要：本文将以江苏龙源蒋家沙300MW海上风电场项目（后文简称为“蒋家沙

项目”）施工过程为例，通过对海上风电场施工移船安全保障进行分析与思考，力求确保海上风电场施工安全，为今后陆续开展的海上风电工程提供参考。

1 引言

我国拥有发展海上风电的天然优势，海岸线长达1.8万公里，可利用海域面

积300多万平方公里，海上风能资源丰富。根据中国风能协会的统计，2016年起我国海上风电新增装机（吊装量）154台，容量达到59万千瓦，比上年增长64%，累计装机量达到163万千瓦，超过北欧风电强国丹麦，排在全球海上风电装机榜

单第三位。而我国陆地风电主要位于我国西北部，当地消耗能力有限，对外输送

有赖于特高压输电线路建设的现状。海上风电可发展区域主要集中在我国东部沿

海地区，大力发展海上风电，不仅可以满足东部用电需求，陆、海风电相结合，

更会加快我国绿色发电的步伐。更重要的是，海上风电是我国“一带一路”倡议及“十三五”新能源规划的重点产业，是推动沿海经济发达地区能源转型的重要手段。

海上风电尽管迎来了较好的政策环境和市场机遇，但是我国海上风电发展仍

面临诸多挑战，从安全层面来说，建设阶段需要大吨位船舶之间协同配合，移船

过程中所遇到的难点问题就是需要考虑的问题。本文将以江苏龙源蒋家沙

300MW海上风电场项目（后文简称为“蒋家沙项目”）施工过程为例，通过对海上风电场施工移船安全保障进行分析与思考，力求确保海上风电场施工安全，为今

后陆续开展的海上风电工程提供参考。

2 蒋家沙项目概况

蒋家沙项目位于江苏省省管区内的蒋家沙，风电场中心离岸距离17km，海底高程-11～1m，局部有沟槽。风电场形状呈不规则多边形，东西长约为22km，南

北宽约为7km，规划面积100km2。本工程总装机规模为300MW，布置75台单

机容量4.0MW的风电机组。

本风电场配套建设一座220kV升压变电站，以2根220kV海缆线路送出，再

转架空线后就近接入电网系统。风电场电能送出推荐方案采用220kV海上升压站-陆上集控中心型式。

风电场220kV海上升压站至陆上集控中心的220kV海缆线路，采用2根

3×500mm2三芯220kV海缆传送300MW海上风电场容量，220kV海缆登陆点位

于海安外侧海堤。

工程场区平面图

3 影响海上风电场移船安全的主要因素

3.1气象

根据如东气象站多年长期观测资料统计，多年平均气温为15.4℃，多年平均

气压为1015.8hPa，多年平均水汽压为16.0hPa，多年平均相对湿度79％，多年平均空气密度为1.223kg/m3。实测最大风速为20.0m/s，相应风向为ESE，出现在1983年6月3日；实测极大风速为31.5m/s，相应风向为W，出现在2000年5

月12日。气象站多年平均雷暴天数为30.8d，多年平均暴雨天数为3.0d，多年平

均大风天数为8.7d，多年平均冰雹天数为0.3d。

大数据时代，监测数据既反映平均状况，也反映极端情况，依靠着数据的支

撑为海上移船安全提供保证，气象的变化因为不断的观测记录，是一种稳定准确

率较高的数据，可以在恶劣天气来临前就先安排船只的退场，避免损失。但是大

部分极端天气却又是局部性的，极难预测，这种小概率发生的事件，对于追求本

质安全来说却是必须要考虑的。

3.2风况

根据收集到的参证气象站资料，如东气象站1959～2003年多年平均风速为

3.50m/s，其中1959～1969年多年平均风速为

4.05m/s，1970～1997年多年平均

风速为3.27m/s，1998～2003年多年平均风速为3.53m/s，改为自动站测风后2003～2010年平均风速为3.03m/s。从历年年平均风速看，风速变化范围较大，

这就造工程船舶施工易受风况影响，特别是台风或季后风影响。蒋家沙项目所采

用的施工船是无动力船舶，移船过程中需要锚艇和拖轮的协同配合，移船工作比

起动力船要更加的繁琐。风速范围较大导致施工移船的频率相对较多，如果不及

时采取有效措施加以控制和消除，就有可能发生人员伤亡和船机损毁事故。

3.3潮汐

水尺观测的基准点自国家高程基准点（等级不低于四等）进行高精度水准引

测得到。对专用潮位站2014年1月~2014年12月逐时潮位资料进行调和分析计算，并结合周边其它验潮站的已有资料进行综合分析后得知，该站的平均海平面

位于1985国家高程基准以上0.30m，理论深度基准面位于平均海平面以下3.86m，基面关系如图所示。

工程海域基面关系示意图

目前国内规模化开发的海上风电场，均在平均水深不足5米的潮间带。潮间

带的特点：沿海滩涂地是似海非海、似路非路的特定区域，是界于高潮线与低潮

线之间的地带，也就是从海水张至最高时所淹没的地方开始至潮水退到最低时露

出水面的范围，也称为潮间带或海涂。江苏沿海滩涂属于淤泥质型海岸，主要是

由细颗粒的淤泥组成，滩面地耐力承载力很小，常规施工机械、运输设备根本无

法直接进入，经过过往几年国内率先进入风电领域行业专家对潮间带风电场施工

工艺的摸索与改进，创造了涨潮时可以用船运输设备及施工船只移船、进出场，

落潮时坐滩施工的施工手段。这就需要密切关注潮位潮高的变化，在高平潮施工

的时候，移船过程中可能会发生旋转中的风机叶片击打到施工船体的事故，在退

潮时，因为施工船舶吃水较深，移船不及时可能会发生船舶搁浅的情况，不仅会

影响后续施工还可能造成设备修复，风机叶片修复的损失。

升压站初露滩面

3.4波浪

如东监测站数据显示该站全年有效波高（Hs）平均值为0.56m，最大波高（Hmax）最大值为3.89m，周期（）平均值为2.80s，最大值为6.00s。从有效波

高（Hs）平均值看，总体较小，在0.44~0.87m之间。从最大波（Hmax）的最大

值看，8月份出现全年最大值3.89m，发生时间为2012年8月28日09：00。周

期（）的平均值和最大值各月变化均不大，分别在2.60~3.30s和4.50~6.00s之间。该站全年以小浪为主，出现频率共占50.29%；其次为轻浪，出现频率为45.38%；大浪出现频率很小，仅占0.01%。

蒋家沙所属海域，常年以小到轻浪为主。船舶施工技术的日趋完善和施工海

域区段施工期间的封锁，施工移船的风险已经很小，但大风浪对于船舶的影响，

仍然是主要危害之一。蒋家沙项目所使用的建基3001施工船舶，总长 63.3m，宽