來源:中國市場監(jiān)管報
發(fā)布時間:2021-12-09
我國海域面積遼闊,,海洋文章大有可為,。當莆田的海風點亮房間的燈,當鹽城的海風聯(lián)通5G的網(wǎng),,當汕頭的海風驅動工廠的軸,,人們向海攬風發(fā)電已然成為現(xiàn)實。
近年來,,風電大舉在沿?!芭荞R圈地”,不斷涌現(xiàn)的風電機組成為我國海岸沿線的新景觀,。作為可再生能源領域中極具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的新貴,,我國海上風電技術不斷發(fā)展完善,大型海上風電基地破繭而出,。國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,,截至今年9月底,全國海上風電累計裝機1319萬千瓦,。
然而,,逐浪海上并非易事。受地理條件影響,,海上風電與陸上風電有諸多不同,,難度相對較大。從制造到建設再到運維,,海上風電發(fā)展一直受技術要求高,、開發(fā)成本高等難題制約。由于水下情況復雜,,海上風機的基礎建造要綜合考慮海床地質結構,、離岸距離、風浪等級,、海流情況等多個方面影響,。海洋風電風機互聯(lián)及進一步集成后升壓送至更高電壓等級電網(wǎng)需要通過海底電纜完成,因此海底電力電纜(以下簡稱海纜)是海上風電不可或缺的一部分,,也是海上風電區(qū)別于陸上風電所需的專屬設備,。
“海纜是一種高端電纜,特殊的海底工作環(huán)境對其電氣,、機械,、阻水等性能提出較高要求,其技術壁壘比普通電纜高得多,,制造和檢測技術難度很大,。”國家電線電纜質量監(jiān)督檢驗中心是我國線纜行業(yè)“國家隊”,其有關負責人稱,,“與陸纜相比,,海纜本身價值較高。一般一個海上風電項目僅輸電用的海纜價值就在幾千萬甚至幾億元人民幣,,其敷設成本也很高,,與本身價值相近。一旦海纜敷設后再出故障,,損失會非常之大,。”
除了海纜,,風力發(fā)電用耐扭曲軟電纜(又稱風能電纜)也是海上風電需要用到的一種電纜,。“風能電纜需要具備高柔軟性,,以耐受隨風機扭轉而造成的扭曲,。”中心有關負責人稱,,“長期以來,,這兩種電纜都主要依靠進口,技術的缺失制約了我國海上風電項目工程的實施,,也阻礙了海上風電事業(yè)的發(fā)展,?!?br/> 如何解決海上風電電纜關鍵技術和配套產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化難題,?中心圍繞技術開發(fā)、產(chǎn)品試制,、檢測評估,、工程應用和標準制定等方面作了大量卓有成效的工作。
在形成海上風電電纜標準體系方面,,中心結合國內(nèi)外的研究成果,,經(jīng)過多年研究和大量開發(fā)試驗,制定了關于海纜及附件的GB/ T 32346—2015 和 JB/T 11167—2011系列標準,,以及對應不同風機功率的關于風能電纜的GB/T 29631—2013和GB/T 33606—2017兩項標準,。以上標準均為國內(nèi)首創(chuàng),填補了國內(nèi)有關高端電纜產(chǎn)品標準的空白,,為全面考核海上風電用高端電纜系統(tǒng)的質量和可靠性提供了技術依據(jù),,使海上風電電纜產(chǎn)品更加系統(tǒng)化、標準化,、完善化,。
在建立海上風電電纜檢測服務平臺方面,中心引進先進高端檢測設備,,籌建了行業(yè)最大的高壓試驗大廳,,具備了進行超高壓海底電纜型式試驗和預鑒定試驗的技術能力,。針對海纜的特殊運行環(huán)境,中心在試驗方法中設計了導體透水試驗裝置,,具備200米水深的試驗能力,,其研制的直徑6m的張力彎曲試驗機可以滿足高壓大截面海纜的張力彎曲試驗,為高壓海纜運行的可靠性提供了有力保證,。針對風能電纜的運行特點,,中心在試驗方法中設計了高低溫扭轉試驗裝置等關鍵項目的檢測裝置,可以滿足66kV及以下風能電纜的高低溫扭轉試驗的需求,,并建立了國內(nèi)第一個能夠實施風能電纜試驗的實驗室,。
在突破海底電纜關鍵制造技術方面,中心聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)突破了海纜軟接頭等產(chǎn)品制造技術瓶頸,,使得220kV以下海纜完全替代了進口產(chǎn)品,,交貨周期縮短了近三分之二,產(chǎn)品價格降低了約80%,,為500kV海纜的開發(fā)奠定了基礎,。“海纜軟接頭通常用于海纜的接續(xù),,以保證海纜更大長度的實現(xiàn),,有時也作為海纜遇到故障后維修的一種手段。海纜軟接頭的制造包括導體分層銀釬焊接,、絕緣,、屏蔽以及鉛套的恢復,是海纜制造中難度較大的關鍵技術,?!敝行挠嘘P負責人表示,目前220kV的海纜軟接頭制造技術已經(jīng)突破國外封鎖,,并得到工程驗證,。
據(jù)介紹,中心搭建的海上風電電纜檢測服務平臺已應用在國內(nèi)各大海上風電項目及類似工程中,。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,,這些工程中用到的超高壓海纜共計約793km,預計用耐扭曲軟電纜的數(shù)量超過了500km,,產(chǎn)生的經(jīng)濟價值超26億元,。由于突破了海纜制造及檢測評估核心技術,整個海上風電行業(yè)的裝備水平得到提升,,相關產(chǎn)品逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,,其替代的進口產(chǎn)品價值約為70億元。同時,部分產(chǎn)品還實現(xiàn)了出口,,獲得了原本被歐洲和日本等地企業(yè)占領的海外市場,,助力“一帶一路”建設。中心由此獲得了2018年度中國機械工業(yè)科學技術獎一等獎和2019年度上海市科技進步二等獎,。
風從海上來,,潮起正揚帆。在“雙碳”目標引領下,,中心以奮進者的姿態(tài),、以領跑者的風范,引領新能源檢測技術發(fā)展,,為我國海上風電項目工程的成功實施提供了堅實支撐,,還將繼續(xù)在創(chuàng)造新能源產(chǎn)業(yè)美好未來的道路上貢獻力量。
□本報記者 陳 靜