海上风电运维之风电运维船舶
发布日期：2017/10/13
海上风电运维是发展海上风电的重要一环。海上风电运维过程中会遇到诸多问题，运维船是最具代表性的问题之一。
运维船是海上风电场施工、运行和维护的重要交通运维工具，目前国内的运维船大多以改装租借的渔船与交通船为主，安全性、速度、装卸载能力等相对于专业运维专业运维船来说都较差。根据DNV的测算，每台海上风电机组平均每年有高达40次停机故障，整体故障率约3%，大约每30台海上风机就需要1艘专业的的运维船。相对于海上风电突飞猛进的开发建设，专业运维船的需求也随之增加。
海上风电运维船的主要用途：为海上风场风电机组运行维护提供便利条件，最大程度缩短及降低运维时间及成本。运输及储藏电器模块及油品，维修工具、日常供给物品等；运输工程师、技术人员和项目组工作人员，及考察团人员等；为工作人员提供食宿休息、伤员紧急救助；风场火灾紧急救助等
目前国内海上风电运维船以专业双体运维最为适用，特点是安全性，适用性，经济性，具有良好的稳性以保证维护人员安全登上风机。双体船具有甲板面积大，布置宽敞，稳性好，吃水浅，具有较高航速，能承受较大的风浪能力，保障海上作业时人员的安全，同时双体船具有良好的操控性，使用可靠，维修方便等特点，这样的船体形式，无能在船舶静止或者海上航行状态，都可确保较小的移动幅度，今年来大都用于安全要求高，航速要求快的高速客船上。
海上风电运维船及其发展趋势
海上风电运维船是用于海上风力发电机组运行维护的专用船舶。该船舶在波浪中应具有良好的运动性能，在航行中具有很好的舒适性，能够低速精准地靠泊到风力发电机组的基础，防止对基础造成较大冲击，并能够与基础持续接触，能够安全便利地将人员和设备运送到风力发电机组；船舶甲板区应具有存放工具、备品备件等物资的集装箱或风力发电机组运维专用设备的区域，并可以进行脱卸；船舶还应具有运维人员短期住宿生活的条件和优良、舒适的夜泊功能。
根据国内海上风电的发展现状，风电运维船主要分为六类：
（1）普通运维船
泛指用于海上风电工程或运维的交通艇，典型特征为航速较低，普通舵桨推进，耐波性差，靠泊能力差，装载能力差，安全性差。
（2）专业双体运维船
指用于海上风电工程或运维的专业船舶，典型特征为双体：稳性好，航速中等，大约13-15节；靠泊能力强，有效波高1.5米至2米；甲板面积大，可搭各种专业运维设备及物资，可拓展性强；船体钢或钢铝混合，优点建造成本低，运营成本低；可居住10个运维人员，适合离岸距离10-20海里内的近海风电场。
（3）高速专业双体运维船
指用于离岸20海里以上的海上风电场运维专业船舶，此种船舶典型特征为航速较高（25节以上）；喷水推进或螺旋桨推进，船体为小水线面机构，耐波性好（能在8节风3米海浪中正常航行），靠泊能力强，抗风浪强，船体为全铝构造，可做日常运维船，也可做居住船的交通船及应急救生船；缺点是建造与运营成本略高。
（4）运维母船
指用于远海海上风电运维，供人员住宿，存放备件的较大型船舶，典型特征为可提供40人以上的住宿，具备一个月以上自持力，靠泊能力优异（有效波高2.5米以上），具备DP定位及补偿悬梯传送人员功能，安全性高。缺点是建造与运营成本很高，国外海上风电也应用不多，目前国内海上风电不适用。
（5）居住船
居住船是国内海上风电场的现状衍生出的适合离岸20-50海里的海上风电场，双体船机构，稳性好，安全性高，作业面积大，居住空间大；可居住50人，船舶功能齐全，有单人，双人居住间，独立卫生间，厨房，餐厅，健身房，影视厅，棋牌娱乐室，洗衣间，冷冻仓库，大小会议室，办公室，配件仓库，设备工具间；后甲板作业区备有中型吊机，可安放3条水路两用船或3辆水陆两用车；备有应急救生快艇，勘探设备，潜水设备（船舶可四锚定位）；前作业甲板可放置多个风机运维集装箱设备，测试备用发电机组。船舶优点：功能性强，移动方便，运维成本低（减少多条运维船舶每日往返的燃油成本），海上持续能力20天，续航能力500海里。
自升式运维船
指主要用于海上风电运维的大部件更换（齿轮箱、，叶片，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米左右的大多数海域作业；适合离岸距离远，水深40米左右的海上风电场；优点是作业范围广，海上居住舒适性强，安全性高；缺点是：建造与运营成本高。
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，如高速运维船、专业运维船、居住船、自升式运维船船及其他专用工程船舶。
运维船配置的一般原则是：
一，江苏沿海
此海域大多为潮汐带，工作水位从0-20米不等，风速3-7m/s,波高为0.5-4.6m,早期风场离岸距离3-50km,波周期的平均值为3.1s,全年安全出海时间约为160天左右，全年可作业时间约为220天左右；此区域适合使用专业双体风电运维船，高速专业双体运维船，居住船；例1：中广核如东海上风电场，标准双十海上风电场，离岸十海里，水深十米，适合使用专业双体运维船，日常运维时码头到风场的航行时间在1小时左右，集中检修时可夜泊风场，减少来回时间与燃油的消耗。例2：龙源大丰项目，离岸距离40km左右，风机区域有深水区，浅水区，露滩区多种海况，风机数量多，需要的运维人员多，日常运维时需要多条运维船舶往来，最佳的配置是1条居住船，1条高速专业双体运维船做人员来往及应急救生，2条搭配水陆两用车的专业双体运维船，此方案可快速响应半小时内到达任何1个机位，减少燃油成本，既高效又经济。
二，福建，广东，浙江海域
此水域海域情况复杂，岛礁，暗礁多，涌浪大，水流急，风浪大，水深在10-50米内，年平均风速8.0m/s，平均浪高2.0m，早期风场离岸距离为3-30km.全年安全出海作业时间约为140天左右，全年可作业时间约为200天左右。此区域适合专业双体运维船与高速专业双体运维，自升式运维船。早期项目离岸距离近，浪高，风大，适合快速，抗风浪的船舶运维。
三，北方沿海
此水域优于多风的福建，潮汐带的江苏沿海，但北方沿海水域冬天有冰冻现象，所有运维船舶需在艏部增加B级冰区加强的破冰功能。船舶需增加保暖防冻功能。适合使用专业双体运维船与高速专业双体运维，居住船，自升式运维船。
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。运维船的合理配备与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。在安全为前提的条件下降低运维成本，为了解决海上风电运维的交通难题，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整体解决方案。
双体风电运维船顶靠案例（中广核如东）
来源：海上风电运维
