CWPE2018：中國質量認證中心新能源處風能部部長趙玉——《海上風電場升壓站評估》

 

　　中國質量認證中心新能源處風能部部長趙玉在嘉賓演講環節發表了題為《海上風電場升壓站評估》的演講：

 

　　現在為大家介紹海上升壓站的評估，為什么選擇這個是因為這個比較特殊，在設計的階段就需要三方介入。海上做項目都要做項目認證，但是升壓站必須在設計的過程中同時進行，在國際上這個升壓站出現了很多問題，從網上雖一搜都能搜到升壓站各種各樣的事故的發生，即便小的事故也給大家帶來了直接損失。升壓站是整體電量集中的點，一天停掉就會損失很多發電量。

 

　　從三個部分來介紹：升壓站的特點及要求，意義及必要性以及它的評估流程。

 

　　海上升壓站有一些特點，最明顯的就是海上的，所以要防鹽霧、濕熱、生物霉菌，所有的都要面對，對陸上的業主來說其實還是特別需要關注的事情。當然沿海類似于廣東、廣西、福建都要有抗臺和狂浪的要求，還有強紫外線，因為都是亞熱帶地區這些要求，在這里對電器設備有更高的要求，這個電器設備不只是升壓站，整機機組設備也要提出更高要求。目前型式認證中的標準對電機有要求，對海上也有要求。我們機構提了更高要求，就是要求它必須做到冗余，可能對電器部件來說可能費用不太高，但是要維護起來特別難，因為出海特別困難，所以就要求他做電器的冗余，當然在整機做的時候遇到很多事前因為成本一下子提高了，業主也沒有這個要求，但是我覺得無論從整機廠的角度和業主的角度來說都是收益的，因為整機廠有冗余，就不用第一時間去現場做維護，就可以調用設備進行工作，等一次出海的時候再兩個設備進行更換。

 

　　運行維護很明顯，首先要運輸船，跟陸上比要更困難一些，要采取遠程監控、設備監控，海上升壓站設計基本都是無人職守的，海上運維是另一個難點，但不在這個課題上。

 

　　運輸安裝的要求，海上環境惡劣要看天氣，所以海文水文也很復雜，所以在運輸和安裝吊裝的時候都需要時機，需要安裝器具都是比較多的，也比較難的，所以這個也會帶來一些問題。在這種情況下才造就我們在海上升壓站每做一步規劃之前都要對它進行評估，保證一次完成工作，不出現反復。

 

　　總體要求因為它是電能匯集和送出的樞紐平臺，首先要保證安全可靠運行，只要可靠安全運行整個發電量才能得到保證。其次要考慮它的經濟性。

 

　　這選址的問題，對海上升壓站有一個建議的選址，只要大家做調研應該有所了解，就是說從地形、升壓站應該放在軟土層，放在有粉砂層掩埋的地方，主要是為了改善它的受力調整。海底平坦的區域這大家有能理解，減少海上升壓站地形帶來的變化，因為有地震的地方肯定對海上升壓站有直接的沖擊。升壓站還要放便于運維的，對于維護來說和成本都是比較容易的。海上升壓站的現場水深、水文條件都要考慮。海上升壓站的電纜總費用最少，升壓站應該布置在風電場中央地帶，整個風場機電、線路、海底電纜長度最短、鮮筍最小。因為我們更關注機組，更關注升壓站的大的部件，對電纜就不太重視，但我們中心是一個3C的機構，電纜是個3C產品，所以電纜也是很關鍵的在運輸中，所以我們就強調了一下，因為對于我們來說可能成本不太高。還有避開航道、港口、保護區這些地方，升壓站應盡量避開航道、以及港口進出通道、自然保護區、漁業保護區，否則漁船過的時候經常把電纜給刮斷，因為前期都是可選位置的，我們盡量減少這些情況的發生。

 

　　他有總體的要求就是根據功率要求和結構特點，滿足設備可靠性便于維護，盡量緊湊，他還遵循線路上、后海上，先水上后水下，因為海上施工，水上施工難度更高，所以盡量把風險減小。從國外海上升壓站運行經驗看，海上腐蝕性環境對電氣設備的使用壽命影響更大，且海上檢修維護的成本很大，為保證電氣設備長時間可靠運行。

 

 

　　由于惡劣的環境和遠離海岸的距離，海上升壓站無形中有很多風險點，海上升壓站的事故頻發，國內因為建的海上風電場比較少，國際這個事故網上一搜都能搜出一堆。所以必須有一個獨立的第三方認證機構對海上升壓站進行評估和監督的評估，以最大化的降低風險。海上升壓站項目主要風險分析如下：政策風險、技術風險、環境風險、經濟風險、運維風險、健康和安全。

 

　　政策因素，《海上風電開發建設管理辦法》是專門有的，是國能新能2016年394號文件，對海上風電項目建設評估，做了后評價，新建項目投產一年后，項目建設單位應視實際情況，及時委托有資質的咨詢單位，對項目建設和運行情況進行后評估，并向省級能源主管部門寶貝。還有海上風電設計方案、建設施工、驗收及運行等必須遵守國家、地方、行業相關標準、規程規范，國家能源局組織相關機構進行工程質量監督檢查工作，鄭重說一下，我們升壓站在2017年能源局就有標準了，是3115號專門針對這個做了一個規范。因為幾個借助都跟我說我們想做，但是沒標準，不能老按國外的標準，咱們標準委員會早在兵馬未動糧草現行就把標準給寫好了，而且還是最新可用的標準。

 

　　《風電發展“十三五”規劃》中也規定了要求完善標準檢測認證體系。進一步完善風電標準體系，制定和修訂風電機組、風電場、輔助運維設備的測試與評價標準，完善風電機組關鍵零部件、施工裝備、工程技術和風電場運行、維護、安全等標準。已經提出這個要求了。

 

　　下面是評估流程，無論國際國內的依據所有的認證機構給你出具的證書上都是NBT3115-2017風電場工程110千伏-220千伏海上升壓變電站設計規范，就按這個來做，所以其實是有的。升壓站評估工作基于海上升壓站的風險分析，設計評估目的是為了滿足法律法規的條件下，分析評估它的風險點，把這個風險降到最低，根據功能區分，升壓站分為十個模塊來進行。然后我們的證書上的標準，就是能源局的標準，2017年頒布的，十個模塊全部涵概。主要升壓站從以下十個方面進行評估：升壓站基礎設計評估；升壓站電氣系統一次部分的設計評估，二次部分的設計評估，消防和排水部分的設計評估，通風與環境維持系統的設計評估，逃生與救生計劃的設計評估，照明、導航和其他輔助系統的設計億評估，主要部件和升壓站頂部模塊制造質量監督評估，運輸及安裝監督和調試監督，所以大家看完這十個模塊就知道，它已經把你想不到的，想到的風險全給你考慮了，逐條根據分析，相當于把潛在的風險點逐漸消解掉了。

 

　　十個模塊逐一介紹就是做了哪些工作。升壓站基礎設計評估肯定第一時間考慮它的強度，頂得住載荷，無論什么情況強度都不能出問題，所以你看它需要評估的對象就是載荷條件，基礎結構材料、防腐、包括輔助設計，在這種情況下假如進行基礎概念的合理計算，升壓站跟別的產品不太一樣，都是從你初步設計開始介入，初步設計的時候在提出來，在詳盡設計中進行完善，跟一般產品不太一樣，傳統概念是做完了產品再做認證，這個是個預知的產品，是在產品做完之前做認證，這樣做完之后后期就去做優化，因為后期這些東西已經建好了，通過各種優化途徑來降低成本，而不是達不到認證的一個基礎目的，所這是跟其它產品不太一樣的地方。

 

　　審核評估工作主要分為概念設計的合理性及初步計算，所有這些數據我們每一項都要考慮到，在任何情況下無論極限疲勞都要滿足這個要求。升壓站基礎審核的工作包括初步設計審計報告和基于客戶反饋更新所得修訂版的設計審計報告，其他產品是提交給認證機構的基本上是終版的，他就是從你剛開始設計的時候介入，然后把這個問題規避掉。所以這是一個Pro的概念，作為升壓站的評估指南上會看到Pro這個概念。

 

　　升壓站電氣系統的一次部分的設計評估，主要是中嚴轉化為高壓，電纜經濟可靠轉到陸地電網，電氣系統一次部分設計直接關乎升壓站功能的實現，工作內容包括高壓側母線接線形式選擇的評估，高壓側主要部件如高壓GIS開關等選型評估，主變壓器的選型評估，中壓側母線接線形式選擇的評估，中壓側主要部件如中壓GIS開關等選型評估，過電壓保護，絕緣匹配和接地系統設計評估，站用電等等。

 

　　升壓站電氣系統的二次部分設計評估因為它是無人職守的，對計算機監控系統的設計評估，繼電保護系統的設計評估，應急電源及直流電源不間斷電源的設計評估，二次系統綜合布線的設計評估，視頻監控與通訊系統的設計評估，升壓站跟機組跟認證不太一樣，是一個系統的評估，風機的載荷，葉片，風機的強度很固定的，我把它的計算機系統都評了，這對我們CQC來說難度系數也不高，所以這個也都不多難，但是這個工作是都做的，保證中途監控的時候不能出問題，否則升壓站什么狀況不知道也很擔心。所有設計相關的數據包括但不限于電氣二次設計詳細圖紙，電氣二次綜合布線詳細圖紙等等都不念了，電氣系統二次部分的設計審核評估工作包含初版和后面的。

 

　　消防和給排水部分的設計，升壓站都有要求，基于給排水系統對于升壓站安全運行緊急情況下非常重要，所以我們這塊也有設計。消防措施、電氣設備防火測試的評估，火災報警及消防聯動系統的設計評估，給排水系統設計評估，底下所列的是所需要的數據和所需要提供的報告。

 

　　通風與環境維護系統的設計評估，海上升壓站的外部環境惡劣，為了系統可靠的工作需要在站內提供相應的環境維持系統，如通風冷卻，除濕，除鹽霧，必須時的加熱等等設備。這些輔助設備對于海上升壓站一次和二次設備正常運行，達到設計壽命提供必要的保障，包括室內空氣質量控制參數確定的評估，隔熱防腐設計評估，通風機空調系統設計評估，噪音和震動控制的設計評估，下面也是數據和報告。

 

　　逃生與救生計劃的設計評估，其實陸上也有這個設計評估，但不像海上做得這么強制要求，海上就要求必須有強制的一項，陸上也有，但是大家評估的時候都評估的比較簡單。海上升壓站雖然設計為無人職守，但是經常需要人員上站進行必要的維護和檢修工作，因此必須制定相應的逃生和救生計劃，配置相應的設備，內容包括：警示標記、逃生通道的設計評估、逃生與救生設備的評估，逃生與救生預案評估，后面還是個可選項，做到這么多了，可選項可以作為必選項了。

 

　　照明、導航和其他輔助系統的設計評估，海上升壓站的正常運行還需要配置照明系統、導航系統，海上防撞警示系統，緊急避難室等等。內容包括照明系統的設計評估，海上防撞及警示系統的設計評估，導航系統的設計億評估，緊急避難室和急救設備的設計評估，下面給出要求，這些要求就會包含這些內容。

 

　　這是建造的要求，為了評估和監督升壓站所需主要部件供應商提供的產品與經批準的設計是否一致，從根本上進行質量管控，需要制造監督服務。該監督服務在制造商生產主要組件和結構的車間，以及升壓站頂部模塊的生產場地等地點進行，這邊就是它給出了要做的這些東西，對部件和升壓站的要求是否一致，施工組織規格書，生產檢驗人員的資質等等，通過一系列保證產品出場以后是沒有問題的。

 

　　運輸與安裝的監督，就是海上升壓站的要求有點像項目認證，所有的監督都是項目認證要求必須進行。海上升壓站大部件及頂部模塊的運輸和安裝是質量管理的關鍵階段。本服務旨在確保在運輸和安裝過程中，主要部件的振動和載荷不超過設計的要求，運輸和安裝的順序很重要，運輸和安裝監督從制造商的生產現場裝貨開始到升壓站的海上整體吊裝完成，基本上屬于項目認證的一部分，包括運輸安全的技術文件，這個是工作的具體內容我不讀了，大家可以回去看PPT，它可能也是把主要的工作寫上去了，還是一些工作沒有完全列到PPT里面。一旦偏差了，他要評估這個部件還是否適合安上去，不是一票否決的。

 

　　調試監督，這個我強調一下，為了評估升壓站的安裝調試與制造商提供的操作說明的復合型，認證機構需檢查調試記錄，并且至少應對升壓站的調試進行見證。因為升壓站無人職守，所以在調試的時候所有的第三方都要求給他見證，保證正常運行。典型見證的方案首先得有程序，其次自動及手動啟停理性程序，控制系統軟件及設置的檢查，保護系統所有部件的功能檢查。出現任何一個小問題之后首先是自我保護，而不是首先廢掉這個升壓站，所以認證機構都要做現場檢查，不僅僅是審查記錄，最終出個調試報告。

 

　　主要的工作就講完了，因為我現在跟業主打交道比較多，他們每次都說升壓站馬上要建完了，我說我只能給你做各種預警點，其實最好的就是我在建之前，在建的時候就完全沒問題了，或者不是完全沒問題，就是減少事故發生率。

 

　　中國質量認證中心簡稱CQC，是中央機構編制委員會批準，由原國家質量監督檢驗檢疫總局設立，國家認監委授權。這是我們的國際國內合作伙伴，這是只要國際的資質我們應該是中國最全的，列了好多，不僅僅是IEC。國內資質我們應該是全部涵概。這是我們的一個產品介紹，多邊互認還有單邊互認的，這是我們的業務范圍就是認證+技術服務。

 

　　（發言整理自現場速記，未經本人審核）