海上环境除了对海上风电的选址、安装施工以及运行维护的影响外，对海上风电的运维也将带来巨大的影响。由于风电机组的大部分设备在户外运行，适合海上作业的风浪条件有一定限制，现场经验表明，海上维护检修工作一般在风速小于15m/s、浪高小于2m条件下实施，据此，在风浪条件不满足时，风电机组一旦发生故障，工作人员通常需等待数小时乃至数天直到天气满足可进入条件，方可赶赴故障处实施维修。统计数据显示，当故障维修需出海时，由天气原因造成的设备停运时间可占到海上风电场维修总时间的近50％。另外，部分风电机组部件故障维修所需的辅助设备繁多、操作复杂，使得相应的故障修复时间延长，继而导致停运时间增加，机组平均可利用率降低。因此，海上风电的运维已经成为海上风电发展面临的一个极具现实意义又十分迫切的问题。
海上风电运维的挑战
由于海上盐雾浓度高、湿度大，海上风机运行环境复杂多变，受非定常载荷影响显著；海上风电大规模开发至今不足10年时间、运行数据与经验少，给海上风电运维带来巨大的挑战。
1、海上风电使得运维技术标准更加严苛
我国虽然具有一定的海洋开发基础，但在海上风电的研究上，仍与世界发达国家存在技术差距，技术经验相对匮乏。尤其是远离陆地的条件下，海上气候条件、水文条件、海水侵蚀、机件运输、设备安装、日常管理等各项问题接踵而来，对于海上风电平台的运行和维护都提出了较高的要求。同时，针对海洋环境如何高效运行成为初期开发与后期运维亟待解决的首要问题。
2、海上风电的运维受环境因素干扰大
海上风电开发有其特殊性，具有广阔的开发利用空间，同时海上风电机组又具有分布范围广、管理层面多、维护难度大等特点。相较于陆地而言，涉及海洋的管理实施难度较大，海洋水文、气象环境更为复杂，季风、台风等海洋气候交替，海水对于风电设备的侵蚀等，加之水上交通与人力限制，大大压缩海上风电日常维护与管理有效作业时间，遇特殊气象条件（如大雾、台风）更会直接影响海上运行与维护工作的开展。
3、海上风电的运维成本费用较高
海上风电设备属于高端制造设备，其部分核心部件开发与生产在我国仍具有局限性，海上风电为获取更高效益逐步加大机组容量、机身体型，当然也加大后续日常维护难度和维护成本。在维护的过程中，需要运用大量的运输船舶、起重船舶以及专用工程设备，维护价格居高不下。海洋天气、环境变化莫测，很多时候甚至出现无功而返的情况。海上风电设备维护效率较低，外加各种不确定因素的影响，导致设备故障率上升。据相关数据显示，海上风电平台运行维护费用，相较于陆地风电设备运行维护费用高2~4倍。
运维船是海上风电运维的核心
海上风电运维是海上风电产业中的后期维护关键环节。海上风电的运维不同于陆上风电运维，因海上风电风机安装在浅海或远海，需船舶或直升机才能到达机组位置，比陆上风电更复杂、风险更高。海上风电运维大体可分为三大板块，一是运维船管理；二是风电场、风机、升压站内外部运行维护；三是风机海底桩及电缆的维护。风机内部运行维护与陆上风机运行维护技术大同小异，只要有交通工具运送我们专业技术人员到场。因此，海上风电运维船成为海上风电运维的主力军，在很大程度上决定着海上风电运维的效率。
根据全球海上风电工程的应用来看，根据不同的海上环境（主要是海上风电机的离岸距离），运维船舶大致分为以下四种：
1普通运维船
普通运维船大都是交通艇及渔船改装而来，服务于海洋工程或风电场运维，用于运送人员和物料等，其典型特征为航速较低，一般全速8-10节，普通舵桨推进，耐波性差，在海上摇摆、颠簸幅度较大，靠泊能力差，舒适性差，可达距离较短，适合用于天气较好时，离岸距离较近的风场。
图1 普通运维船
2专业双体运维船
专业双体运维船指用于海上风电运维的专业船舶，目前国内这种船可分为两种类型，一种船体为钢质或钢铝混合结构，其典型特征为：平头，稳性好，甲板面积大，可搭载各种专业运维设备及物资；航速大约14-15节；靠泊能力强，有效波高1.5米至2米；可乘载11个运维人员，适合离岸距离10-20海里内的近海风电场。另外一种船体为铝合金或玻璃钢结构，由钢质运维船优化而来，除了继承钢质运维船的优点外，还具有船体较轻，高效节能、配置先进，船速可达20节以上，喷水或全回转螺旋桨推进，耐波性好，能在7-8级 风2-3米海浪中正常航行等优点，用于离岸20海里以上的海上风电场运维。目前也是国内市场上广泛推广的专业海上风电运维船船型。
图2 碳纤维复合材料双体船
3运维母船
运维母船主要用于远海海上风电运维，运维或检修工作需多日才能完成，为减少运维船舶每日往返的营运成本、节约时间，可提供人员住宿，存放备件的较大型船舶，典型特征为：可提供50人以上住宿，具备较长时间自持力，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。目前一些海底支持维护船（OSV）已可提供200人住宿，各种功能齐全，包括直升机平台、中型吊机、海底探测等功能。运维母船可根据需要参照改造，缺点是建造与运营成本很高，国外海上风电也应用不多，目前国内海上风电场普遍离岸距离较近，暂时还不适用。但随着以后海上风电场离岸距离的增大，此种船型必然派上大用场。
图3 运维母船
4自升式运维船
自升式运维船指主要用于海上风电运维的能进行大部件更换（齿轮箱、发电机等）的船舶，此种船舶是由海上风电安装船根据需求改造而来。其典型特征为：具备一定的起重能力，拥有自升式平台，能进行风机大部件的更换或检修，适合离岸距离远，适应水深50米以内大多数海域作业，具备DP定位及较长的自持能力。缺点是：建造与运营成本高。
图4 自升式运维船
我国各海域风电运维船的选择
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。以国内海洋环境为例，我们对于不同海上环境下的运维船配置进行简述。
1、江苏海域
江苏沿海海域大多为潮汐带，工作水位从0~20米不等，风速3~7 m/s，波高为0.5 - 4.6 m，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或居住船。
2、福建、广东和浙江海域
福建、广东、浙江海域情况复杂，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2.0 m，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船，或是自升式运维船。早期项目离岸距离近，浪高风大，适合速度快、抗风浪的船舶运维。
3、北方沿海
北方沿海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船、居住船或是自升式运维船。
结语
海上风电运维相对于陆上风电运维，最大的挑战就是运维的可达性，对于不同风况、波浪流速需要特定的运维船，方能在复杂多变的海上环境下安全、快速地到达待运维风场；然而由于运维船自身运动受波浪影响大，当接近海上风机或海上升压站时运维船晃动剧烈，又将面临着运维人员如何从运维船上安全登乘到风机或升压站上。因此，要想解决海上风电运维，最急需解决的就是海上风电运维船和登乘装置，才能够提高海上风电的通达性，提升海上风电运维效率！
