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海上风电运维风险及对策分析

◎郭奇中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司
摘要：本文回顾了关于海上风电系统维护的最新研究，包括策略选择、进度优化、现场操
作、维修、评估标准、回收和环境问题，对许多方法进行了总结和比较，阐述了海上风电系统
运维的局限性和产业发展的不足。最后，确定了关于未来维护策略研究是有希望的领域。
关键词：海上风电；运维风险；策略

1.引言机。安装大型风力涡轮机的策略提供统规模不断扩大，需要更大、更具体
在不同的可再生能源中，风力发了许多好处，但这些好处将被更高的的设备进行海上维护和维修。
电因其相对较高的技术准备水平、丰故障率所抵消，从而产生更高的维修鉴于预计到2050年，50%的电
富的可用性和相对较低的环境足迹而和维护成本。力需求将由风能满足，未来几十年将
显示出巨大的发展前景。随着近十年海上风电场的发展受到海上设施需要大量的维护和维修活动。探讨海
风电需求的快速增长和土地资源的枯暴露在更恶劣的条件下、维护困难且昂上风电系统维护对环境的影响同样
竭，海上风电系统已成为风电技术发贵以及风力固有的不可预测性的阻碍。重要。因此，合适的维修和维护策略

展的重点[1]。与陆上风力发电机组相的总体目标必须在最大化盈利能力
比，海上风电系统具有风力资源丰富、2.海上风电系统维护活动面临的挑战和最小化环境影响之间取得平衡，从
湍流较小、建设空间大、输配电损耗维护活动被认为是海上风电系统而为海上风能的长期可持续发展做
低、视觉冲击小、噪声污染少等优点。最关键的任务之一，与之相关的挑战出贡献。基于上述讨论，海上风电系
鉴于这些保证可靠能源生产的显著优是由于多种原因造成的。首先，从海上统维护具有挑战性，适当的维护将确
势，在过去二十年中，海上风电系统的风电场到港口或岸边的距离降低了可保减少停机时间，同时减少能量输出
需求迅速增加。第一个海上风电系统达性并增加了停机时间。拥有或雇用的损失。
于1990年在瑞典建造。从那时起，海维护车队和增加的技术人员数量需要

上风电系统项目在瑞典、丹麦、荷兰和付出高昂的费用[2]。此外，由于引入了3.维护策略
英国激增。欧洲一直是海上风电系统底部固定和浮动基础，海上风电系统有效可靠的运维策略是海上风电
发展的领跑者。截至2019年底，英国的复杂性很高。此外，天气条件，特别系统日常运营中不可或缺的一部分。由
的总装机容量最高，为9945兆瓦（占是显著的波高和风速，限制了服务船于技术人员必须从港口访问风电场，
欧洲总装机容量的45.0%），其次是德和人员从船舶转移到海上风电系统的因此不可能在不中断现场运维的情况
国，装机容量为7445兆瓦。可达性。如果由于天气问题而必须推下实现全天候运营。为防止故障发生，
近年来海上风电系统稳步增长，迟维护任务，则可能会出现更长的等运维团队应经常访问风电场。然而，一
但其发展远远落后于陆上涡轮机，这待时间和停机期间造成更大的发电损方面，由于需要大量的运维船只和人
可能是由于海上风电系统的发电成本失。即使不考虑天气的影响，由于需员，不必要的频繁访问效率低下且成
高。陆上风电的能源成本仍远低于海要专用设备，海上风电系统的维护成本高昂。另一方面，较低的访问频率可
上风电。尽管两者的偏差越来越少，本也高于陆上同等任务的成本。此外，能会导致更高的故障率，从而延长停
目前有几种策略来减少与海上风电相恶劣的海上工作环境、较高的风速、机时间。因此，运维频率是风险、船舶
关的平准化能源成本，例如，在离海岸波浪引起的运动和结构振动导致海上容量、人力资源等之间的平衡。成功的
较远的深水中安装涡轮机，以及安装风电系统组件的故障率更高。近几十运维策略旨在最大限度地提高经济效
功率容量和转子尺寸更大的风力涡轮年来，为提高发电效率的海上风电系益，延长部件寿命，减少紧急维修次
珠江水运
学术·海上风电运维风险及对策分析·2024年03月49

数，降低加班人工成本，并减轻不可预略的目标是优化生产计划和经济运维测性运维。根据传感器测量结果进行
测的设备故障的工作压力。计划。与纠正性运维相比，该策略的优参数分析，以确定在故障发生前何时
3.1纠正性运维策略点是：①消除计划外运维，②提供足够应进行运维。主要思想是最大限度地
纠正性运维或反应性运维是一种的运维天气窗口，③最大限度地减少减少停机时间并最大限度地提高可靠
基于故障的运维策略，即仅在故障已不可预测的天气的影响，④合理使用性；也就是说，运维事件在确实必要时
经发生时进行运维。纠正性运维策略服务船，⑤避免过多的备用库存，⑥联进行。尽管相关设备成本较高，但该策
可以有效地实现高可用性，同时避免合运维和维修，⑦优化运维任务，⑧有略的好处包括减少运维频率和时间、
不必要的运维访问和检查。因此，它助于有效的资产