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“双控双限”之下,海上风电项目如何“站在风口”?

日期:2021-11-10    来源:华测服务

国际风力发电网

2021
11/10
08:49
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关键词: 风电项目 风电运维 海上风电

提到海洋,你会想到什么?

阳光、沙滩、海浪还是徐徐的海风?

最近,频频出现的“双限”一词多次占领热搜榜。全国多地采取“拉闸限电”政策,以限电限产来限制当地高能耗企业的生产活动。国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员郭焦锋认为“双限”的重点在于:一是鼓励可再生能源消费。二是强调能耗强度要大幅下降。

作为绿色低碳能源代表的海上风电,已成为国家发展成为全球新能源开发的热点。海上风电由于不受地形、城市规划影响,享受着更多的资源量。区别于具强烈间歇性、多变性和不确定性的陆上风电,海上风电资源丰富稳定,且针对我国资源生产区远离主要消费区的现状,可以实现就地开发与消纳,独立向负荷地区供电,因此供电成本优势显著。

海上风电工作原理

由于海洋的复杂环境,风电机在海上安装建设比在陆地上面对更多困难。困难主要在于:

1、自然冲刷:水流、涌浪、大风等海况对海底冲刷。

2、外力因素:风机、升压站等基础钢管桩改变了海底局部海流流态, 在其周围产生较高强度的水流紊动和漩涡体系,对风机、升压站等基础周边海床面产生冲刷作用。

要保证从设计安装到后期运营维护的正常运转,期间就需要各种仪器设备进行监测。包括海底输电路由、风电桩基周边海水冲刷情况扫测运输材料构件、打桩安装桩基、运行调试、后期的运行维护海底输电路由和风电桩基周边海水冲刷情况扫测等。

NORBIT多波束在海上的应用

海上风电运维篇

现在 

你所看到的海面风平浪静

甚至可以想象海底充满有趣的海洋生物

然而,实际的海上风电作业

困难重重......

由于自然冲刷以及外力因素对海底地形的不断作用,风机、升压站基础周边和海缆路由形成了影响到风机基础的稳定和海缆安全的冲刷沟。其中最严重的是敷设于海底的海缆被冲刷形成悬空段后极易诱发海缆破损、断裂等事故,将对风电场运行带来较大的隐患,严重影响风电场的安全运行。

险遭不幸的海上作业平台

看到这条船了么?

发出声波束的是船上搭载的多波束仪器发射的超宽声波束。多波束测深系统可以在安装施工阶段和后期维护监测起到重要的作用。

多波束测深系统介绍

系统包括:声呐基阵,IMU,表面声速仪,控制单元SIU,搜星天线,罗经,声速剖面仪等。可绘制出高精度、高分辨率的水下地形数字三维成果图,提高海底地形测量效率,为维护风电机安全提供快速可靠的数据支持。

项目准备

安装校准

1、首先,将多波束声呐安装到支架上,然后与船体之间固定连接,要注意一定要安装牢固,不能有旷量。

2、如图一图二,我们通常使用专用的支架、扳手等工具将声呐和支架进行刚性连接,整个固定在侧船舷,并且使用钢丝和紧线器向前,向后,向侧面收紧声呐,避免在行进中晃动导致的数据质量变差。

数据采集

1、打开控制软件GUI和数据采集软件Qinsy,将桩基周围扫测出来。

2、声速控制:在多波束水深测量过程中,将根据天气和测量位置的变化情况,不同时段进行声速剖面测量,并做好声速剖面测量记录工作,用于后续多波束数据处理的声速改正。

3、潮位控制:受潮汐的影响,水下地形测量要进行潮位改正。由于测区距岸边较远,需在测区中心抛投自容式水位计,实时记录测区水位变化。根据岸边架设的水尺数据与测区抛投的水位计数据推算出测区的潮位资料,用于后续多波束数据处理的声速改正。

图一 专用支架

图二 专用支架

数据处理与分析

STEP 1

数据导入

将原始数据导入Qimera,导入声速和潮位改正等数据,对数据进行噪点过滤处理。

数据处理

STEP 2

点云数据分析

处理完毕导出点云数据:经过简单分析点云数据,可以看到在桩基中心为基础的半径13.39m范围内冲刷出一个深约4.2m的坑,导致大量的桩基裸漏,对桩基安全造成巨大的威胁。

海底深坑示意图

STEP 3

数据生产

通过软件分析计算,得出此区域的平均海底高程为:-17.899,在软件中圈出以桩中心为圆点,半径为15的一个圆形区域,计算如果将该区域填至平均高程所需要的材料方量。

点云数据分析过程

桩基示意图

得出结果为1383.5m³,桩基直径为6.5m,除去桩体本身所占的体积166m³,为1217.5m³

本次数据成果表明,为了该桩基的安全运行,该桩基周围需要填补1217.5方的材料。

产品亮点

NORBIT iWBMS多波束测深仪

风电运维监测中相较于传统多波束,NORBIT多波束具有以下优势:

1

集成度高 

安装流程简上加简

海上风电测量涨落潮窗口期短,水浅浪大,分体多波束来不及校准。NORBIT将姿态仪和声呐探头集成一体,免除去找特殊的斜坡校准IMU姿态的Roll、Pitch、Yaw等安装偏差,安装方便,省时省力。

2

轻便小巧

搬运轻松

得益于NORBIT的高集成度,声呐重量仅8.5Kg(空气中8.5Kg,水中3.5Kg)。极大减轻了搬运负担,一箱装下所有设备。

3

全自动测量 

忙里偷闲几分钟

NORBIT的波束旋转功能可以不靠近桩基就将大量的波束照射在桩基壁上,对桩基机体进行监测。

4

功耗仅60W

告别沉重发电机

NORBIT整机功耗仅60W,供电电压有110-240V交流供电和10-28V直流供电选择。可在没有稳定电源的船上使用配备的便携锂电池供电,免去依赖笨重的发电机。

除此之外,在运维阶段多波束还可以用于风电海缆的巡查,海上升压站的监测等等。


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