廣東首個海上風(fēng)電場：打造海上風(fēng)電工程典范

■文｜《海洋與漁業(yè)》記者 廖靜

在珠海伶仃洋海域，一片蔚藍(lán)掩映下，31臺銀白色風(fēng)機(jī)錯落有致地分布在一望無垠的洋面上，成為伶仃洋里獨(dú)特的“海上風(fēng)光”。

這片伶仃洋海域，屬于桂山海上風(fēng)電場。桂山海上風(fēng)電場項(xiàng)目是廣東首個海上風(fēng)電項(xiàng)目，規(guī)劃裝機(jī)容量 198兆瓦，一期核準(zhǔn)建設(shè) 120兆瓦。珠海桂山海上風(fēng)電場和萬山海島新能源示范項(xiàng)目（以下簡稱“桂山項(xiàng)目”）由南網(wǎng)能源公司旗下南方海上風(fēng)電聯(lián)合開發(fā)有限公司（以下簡稱“風(fēng)電公司”）投資建設(shè)。

2018年 4月3日，桂山海上風(fēng)電場項(xiàng)目首批 3臺風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電，計(jì)劃今年年底建成投產(chǎn) 100兆瓦。屆時，不僅可以徹底解決東澳島、桂山島、大萬山島等3個海島的用電問題，還能將約90%的電力回輸?shù)街楹ｊ懙仉娋W(wǎng)。

│誕│生│

解決海島供電難題

桂山海上風(fēng)電場所在的萬山海洋開發(fā)試驗(yàn)區(qū)海島資源豐富，是廣東重要的海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展基地。近年來，為改善島上群眾的生產(chǎn)、生活條件，綜合開發(fā)海島資源，萬山海洋開發(fā)試驗(yàn)區(qū)正積極加快海島水、電、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，努力改善投資環(huán)境。但受地理因素制約，萬山海島目前主要依賴柴油機(jī)組供電，高昂的電價和較低供電可靠性在影響海島居民及駐軍正常生活的同時，制約了海島產(chǎn)業(yè)及旅游的長遠(yuǎn)發(fā)展，影響海島的經(jīng)濟(jì)騰飛。當(dāng)?shù)卣途用褚蠼鉀Q海島供電難的愿望十分強(qiáng)烈。

2009年 4月，根據(jù)國家能源局下發(fā)的《關(guān)于印發(fā)海上風(fēng)電場工程規(guī)劃工作大綱的通知》(國新能〔2009〕130號 )，廣東啟動海上風(fēng)電場址規(guī)劃及海上風(fēng)電輸電規(guī)劃工作。2011年 6月《廣東省海上風(fēng)電場工程規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)正式報送國家能源局?！兑?guī)劃》提出，廣東沿海 26處候選海上風(fēng)電場址，規(guī)劃總裝機(jī)容量共計(jì) 10710MW。2012年 8月，《規(guī)劃》得到國家能源局的批復(fù)。根據(jù)《規(guī)劃》，珠海萬山海域共規(guī)劃海上風(fēng)電場 4處，分別是桂山、萬山、佳蓬、金灣海上風(fēng)電場，規(guī)劃可裝機(jī)容量為750MW。桂山海上風(fēng)電場是廣東前期工作開展較早的海上風(fēng)電場址，《規(guī)劃》指出宜考慮作為廣東第一批海上風(fēng)電項(xiàng)目，于“十二五”期間優(yōu)先開發(fā)。

桂山項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。南方電網(wǎng)公司發(fā)揮其在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營及新能源新技術(shù)開發(fā)等方面的優(yōu)勢，以旗下南網(wǎng)能源公司作為投資主體，于2012年 6月牽頭國內(nèi) 8家能源及裝備制造企業(yè)，在珠海組建成立南方海上風(fēng)電聯(lián)合開發(fā)有限公司，投資建設(shè)桂山項(xiàng)目。據(jù)介紹，項(xiàng)目結(jié)合桂山海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)，開展萬山海島電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程，構(gòu)建試驗(yàn)示范智能微電網(wǎng)，統(tǒng)籌解決各主要海島的電力供應(yīng)問題，綜合利用海島能源資源。項(xiàng)目成為珠海萬山區(qū)海島的民生工程。

│核│準(zhǔn)│

用海面積“瘦身”

桂山項(xiàng)目作為全省首個海上風(fēng)電項(xiàng)目，經(jīng)過了 4年漫長的核準(zhǔn)之路。從2012年4月國家能源局批準(zhǔn)同意開展前期工作開始，風(fēng)電公司一項(xiàng)項(xiàng)攻克、一個個解決，一共取得 17個核準(zhǔn)支持性文件，于2016年 6月正式獲得廣東省發(fā)改委核準(zhǔn)。

“項(xiàng)目場址周邊分布有多條航道、多個錨地，還需要同步考慮對軍事、自然保護(hù)區(qū)、防洪、港口、機(jī)場等的影響。作為首個示范項(xiàng)目，我們需要‘左躲右閃’，盡可能全面權(quán)衡 ,以降低對各方的影響?！憋L(fēng)電公司計(jì)劃發(fā)展部副經(jīng)理張華鋒感慨地說。經(jīng)各主管部門的審查反饋和十多次的調(diào)整優(yōu)化，風(fēng)電場用海面積由最初規(guī)劃的 45平方公里壓縮至32平方公里，項(xiàng)目一期縮減為 22平方公里。項(xiàng)目裝機(jī)容量從規(guī)劃 198兆瓦調(diào)整到試點(diǎn)建設(shè)120兆瓦。

據(jù)介紹，項(xiàng)目場址雖然在白海豚保護(hù)區(qū)外，但為了最大程度保護(hù)和避讓白海豚棲息地，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極配合海洋主管部門，對海洋環(huán)境專題及其子專題進(jìn)行多方論證及專家評審，召開環(huán)境保護(hù)聽證會，聽取公眾意見；并采取控制項(xiàng)目規(guī)模、用海面積、風(fēng)機(jī)優(yōu)化布置等措施，提出了兼顧發(fā)電量效率和集約用海面積的優(yōu)選方案。“項(xiàng)目建設(shè)高度重視海洋環(huán)境保護(hù)工作，用海預(yù)審和海洋環(huán)評這兩個專題，從2012年8月到2016年 5月，用了 3年多時間做足工作。”張華鋒說。

張華鋒介紹說，項(xiàng)目還廣泛征詢業(yè)內(nèi)專家的意見和建議，充分借鑒歐洲多年海上風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，采取行之有效的環(huán)境保護(hù)措施，確保項(xiàng)目在建設(shè)和運(yùn)營期對環(huán)境和海洋生物的影響盡可能降到最低；開展施工期和營運(yùn)期的環(huán)境保護(hù)管理，委托專業(yè)單位對白海豚活動、施工噪音和海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測；盡可能避開 4～8月白海豚繁殖高峰期施工或在繁殖高峰期有限度施工，減少對白海豚的影響以及漁業(yè)資源的損失；項(xiàng)目環(huán)保投入近4000萬元。

“我們設(shè)立了海豚觀察員，派遣巡邏船只巡查，確保 1公里范圍內(nèi)連續(xù) 5分鐘沒有海豚出沒才開始打樁。”據(jù)介紹，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用軟啟動打樁、環(huán)保液壓打樁、氣泡帷幕等方式，降低水下施工噪音。施工期間，限制施工船只數(shù)量和行駛速度，施工船航速控制在10節(jié)以內(nèi)，控制每日打樁數(shù)量、打樁持續(xù)時間，避免夜間打樁施工，做好施工人員生活垃圾和污水的凈化處理。

伶仃洋海域的大風(fēng)車

伶仃洋海域的“大風(fēng)車”

“無論是項(xiàng)目施工還是運(yùn)維人員交接班，都有可能在項(xiàng)目附近海域幸運(yùn)地邂逅這些可愛的‘海上大熊貓’。” 張華鋒告訴記者，伶仃洋里風(fēng)車旋轉(zhuǎn)，白海豚自在休憩嬉戲，人與自然在這一片海天之間形成一道和諧的風(fēng)景線。

│建│設(shè)│

技術(shù)難關(guān)一一突破

我國海上風(fēng)電的開發(fā)和建設(shè)處于起步階段，桂山項(xiàng)目作為廣東省首個海上風(fēng)電項(xiàng)目，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多；項(xiàng)目所在區(qū)域常年有臺風(fēng)，海上鹽霧大，對國產(chǎn)大功率海上風(fēng)機(jī)的抗臺風(fēng)、抗腐蝕適應(yīng)性及電網(wǎng)穩(wěn)定接入有更高要求，同時還需兼顧發(fā)電效率；風(fēng)電場區(qū)域周邊航道密集，增加了風(fēng)機(jī)整機(jī)運(yùn)輸和安裝、海纜長距離敷設(shè)的難度；升壓站選址在珠海市萬山區(qū)三角島，是全國首批生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)無人島嶼之一，要求對海島進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，再進(jìn)行有選擇性和控制性的開發(fā)。自然環(huán)境條件的約束，諸多技術(shù)難點(diǎn)要突破，每年施工窗口期不足 5個月，種種挑戰(zhàn)讓項(xiàng)目難度驟增，需要項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一件件努力去克服。

作業(yè)面廣，怎么辦？據(jù)介紹，項(xiàng)目組大膽將項(xiàng)目劃分為“風(fēng)機(jī)島工程、110千伏升壓站和吉大站接入工程、110千伏送出海纜工程和 35千伏聯(lián)島海纜工程”4大模塊，同步有序推進(jìn)。“從設(shè)計(jì)、監(jiān)理到設(shè)備供應(yīng)商，各標(biāo)段施工單位累計(jì) 20家。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)前移到一線，與參建單位成立聯(lián)合辦公項(xiàng)目部，從周例會、不定期的專題會到月例會，進(jìn)行充分協(xié)調(diào)和科學(xué)調(diào)度，嚴(yán)控工程安全和質(zhì)量，確保進(jìn)度?！憋L(fēng)電公司工程部項(xiàng)目經(jīng)理蘇榮回憶當(dāng)時的艱難歷程。

運(yùn)用于海上風(fēng)電的設(shè)備動輒幾百噸?！霸O(shè)備巨無霸，怎么辦？”蘇榮表示，項(xiàng)目海域?qū)儆谀嗌秤俜e地形，海底淤泥懸浮層有 10～20米深，在考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工便利性后，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式最終選用國際先進(jìn)、國內(nèi)首例四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)型式（4根鋼管樁，鋼管樁樁徑為 2.5米，平均樁長約 56米，平均入土深度51米）。導(dǎo)管架的安裝和灌漿、導(dǎo)管架基礎(chǔ)型式的首例風(fēng)機(jī)整機(jī)安裝等施工技術(shù)，在項(xiàng)目實(shí)施過程中就顯得至關(guān)重要。

“樁基、導(dǎo)管架、風(fēng)機(jī)各約 400噸，其中風(fēng)機(jī)輪轂高度 90米（相當(dāng)于 30層樓）、葉輪直徑 112米?！碧K榮對這些數(shù)據(jù)如數(shù)家珍，經(jīng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究，使用大型、專業(yè)的運(yùn)輸和安裝船隊(duì)進(jìn)行安裝，創(chuàng)下了13個小時成功吊裝兩臺風(fēng)機(jī)的記錄。作為國內(nèi)首次成功將導(dǎo)管架基礎(chǔ)應(yīng)用于海上風(fēng)電場項(xiàng)目，采用四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)方案，克服了珠江口海域夏季臺風(fēng)和地質(zhì)條件復(fù)雜等惡劣工況，在大幅降低工程造價的同時還有效縮短了施工工期。

深埋于海底的電纜也是大設(shè)備之一?！?10千伏海底電纜，整條海纜長度約 20公里，重量達(dá) 1500噸。這是采用三芯電纜和 33芯光纜復(fù)合成纜的大長度、大截面、光電復(fù)合海底電纜?！睋?jù)蘇榮介紹?！?10千伏海纜共計(jì)兩條，累計(jì)長度 39公里。35千伏聯(lián)島電纜共三條，累計(jì)長度約 36公里。集電海纜共 34條，累計(jì)長度36公里?！碧K榮表示，海上敷纜需要面對港珠澳大橋通航孔對船只限高、航道密集、施工期遇到臺風(fēng)以及冬季季候風(fēng)、對周邊利益方的管線保護(hù)等難題。

這個項(xiàng)目最難的一點(diǎn)就是通過無人島建站。從珠海市區(qū)的香洲港碼頭出發(fā)登上輪渡，經(jīng)桂山島接駁小艇，顛簸3個小時后，就到了 20公里以外的三角島。這是桂山海上風(fēng)電場項(xiàng)目的升壓站所在地，是全國首批生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)無人島之一。按照要求，生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)無人島要對海島進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，再進(jìn)行有選擇性和控制性的開發(fā)。

“項(xiàng)目建設(shè)就像是現(xiàn)實(shí)版的荒島求生?！碧K榮回憶說，早期到無人島工作，條件很惡劣，沒水沒電沒信號，照明靠煤油燈和手電筒，用水只能用海水，晚上睡覺用的是自帶的行軍帳篷，蚊子像沒見過人似的使勁叮咬。“有一位年輕的監(jiān)理單位伙伴，上島半個月之后變得‘面目全非’，‘胡子拉渣，像個野人一樣’?！碧K榮笑道。

這個項(xiàng)目困難重重。在2017年風(fēng)機(jī)安裝高峰期，恰逢50年一遇的強(qiáng)臺風(fēng)“天鴿”登陸珠海。根據(jù)權(quán)威氣象資料，項(xiàng)目組預(yù)判到“天鴿”可能正面襲擊珠海。當(dāng)時情況緊急，風(fēng)電公司跟設(shè)備廠家、施工、監(jiān)理等各方單位立即召開電話會議并進(jìn)行工期和風(fēng)險評估，決定采取非常手段，在碼頭完成 1臺風(fēng)機(jī)整機(jī)拼裝、另 1臺風(fēng)機(jī)裝上機(jī)艙不裝葉片后出運(yùn)，避免避風(fēng)時掃風(fēng)面積大而造成船機(jī)穩(wěn)定性不夠。8月19日調(diào)整風(fēng)機(jī)整機(jī)拼裝、運(yùn)輸和安裝計(jì)劃；8月20日整機(jī)拖運(yùn)至現(xiàn)場；8月21日完成安裝；8月22日所有船機(jī)、人員安全撤離到廣州港避風(fēng)錨地；8月23日 12時 50分前后，“天鴿”在珠海南部沿海登陸，登陸時最大風(fēng)力達(dá)17級，刷新了 1983年以來對珠三角影響最大的臺風(fēng)記錄。

“事實(shí)證明我們的判斷是正確的。雖然增加了一趟船期，但最大程度地確保了人員和設(shè)備的安全，我們經(jīng)受住了考驗(yàn)?！碧K榮回憶道，那次臺風(fēng)，也檢驗(yàn)了桂山項(xiàng)目使用的兩種風(fēng)機(jī)的抗臺性能。

施工一年多以來，一座有著紅柚色斜屋面和淡黃色墻體的建筑在三角島海域平地而起，承擔(dān)著海上風(fēng)電場“心臟”的功能，將為三角島整體試點(diǎn)修復(fù)開發(fā)提供最基本的電力保障和最基本的淡水供給，30多組風(fēng)機(jī)矗立在伶仃洋里，展示著廣東首個風(fēng)電場的“成績”。

│目│標(biāo)│

打造海上風(fēng)電工程典范

桂山項(xiàng)目是國際首個海上風(fēng)電與海島新能源智能電網(wǎng)應(yīng)用整合研究項(xiàng)目，被列為國家能源局“十二五”智能電網(wǎng)第一批試點(diǎn)項(xiàng)目和廣東省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，是廣東省首個海上風(fēng)電示范項(xiàng)目。

該項(xiàng)目以海上風(fēng)電開發(fā)為核心，整合了各類新能源、可再生能源資源，同時依托海上風(fēng)電場電力送出工程，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場、海島電網(wǎng)與大陸電網(wǎng)互聯(lián)互通，以達(dá)到改善海島民生、優(yōu)化電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。桂山海上風(fēng)電場一期 120兆瓦項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)每年可提供2.66億千瓦時的清潔電力，節(jié)約標(biāo)煤約 8.66萬噸，減排二氧化碳約 20.67萬噸，在 25年的項(xiàng)目運(yùn)營期共節(jié)約標(biāo)煤 217萬噸。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，桂山項(xiàng)目在海上風(fēng)電開發(fā)模式、海上風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化、海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式及施工技術(shù)、海島智能電網(wǎng)技術(shù)等方面具有顯著的示范意義，同時提供了解決海島供電用能的有效途徑，極具推廣價值。

“作為廣東省海上風(fēng)電開發(fā)的先行者和探路人，我們在項(xiàng)目建設(shè)過程中摸索前行，攻克了一個個沒有先例的難題?！睆埲A鋒表示，公司致力于將桂山項(xiàng)目打造成為海上風(fēng)電開發(fā)和自然環(huán)境和諧發(fā)展的工程典范，項(xiàng)目還推動了海上風(fēng)電裝備如風(fēng)機(jī)、海纜、導(dǎo)管架基礎(chǔ)的研發(fā)制造，將為廣東后續(xù)海上風(fēng)電開發(fā)項(xiàng)目提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，“公司正積極開展桂山海上風(fēng)電場二期78兆瓦前期準(zhǔn)備工作，計(jì)劃 2020年底全部建成投產(chǎn)?！?/p>