近日，我國規(guī)模最大的華能江蘇如東海上風電場全部建設完成，總規(guī)模達70萬千瓦，預計年發(fā)電量為17.5億千瓦時，每年可減少二氧化碳排放超146萬噸。

　　2021年6月29日晚，CCTV-2《經(jīng)濟半小時》以整檔節(jié)目容量，聚焦江蘇如東的海上風電建設。今年以來，在我國東南沿海，海上風電項目的建設如火如荼，也帶動了上下游產(chǎn)業(yè)，一些海纜生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量翻了倍，風電葉片制造基地的訂單排到了兩年后。

　　

　　

　　為應對全球氣候變暖，緩解經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境污染矛盾，我國率先向世界做出“碳達峰、碳中和”的鄭重承諾。風電是重要的清潔能源，而海上風能輸出比陸地風能更要高出50%左右。海上很少有靜風期，我國擁有1.8萬多公里海岸線。經(jīng)測算，一臺5兆瓦風機滿發(fā)狀態(tài)下，旋轉1小時，其發(fā)電量可供一普通家庭使用2年。

　　

　　

　　海上風電項目建設是一項艱巨的任務，除了項目前期要對風場技術，電網(wǎng)連接方式和技術，相關利益方，空間規(guī)劃嵌入，供應鏈管理，后勤作業(yè)保障，主要供應和建設工程的評估，環(huán)境及社會影響，開發(fā)戰(zhàn)略以及項目結構進行詳盡的調(diào)研和審批外，海上風電建設過程也是一個大集成、多兵種、大協(xié)同的作戰(zhàn)過程，對裝備能力、技術創(chuàng)新能力、項目管控能力要求非常高。

　　

　　海上風電項目建設過程通常包括了一系列復雜過程：場地準備，岸上預組裝，安裝風機底座和變電站，安裝風電機組（管線，葉片、鋪設電纜、測試）安裝海上和港口的電氣設備（變電站，上岸電纜，入網(wǎng)設施），調(diào)試監(jiān)控和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，最終測試和監(jiān)控。

　　此外，在項目建設期，相比于陸上風電場，海上風電項目建設中，設備費用和施工安裝費用均有顯著增加。設備費用中，海上風電機組千瓦價格約是陸上風電機組的2倍、海纜以及海上升壓站等電氣設備價格均比陸上風電場高出較多；施工安裝費用中，由于海上施工條件差，施工難度高，風機基礎、風機安裝等費用遠遠超出陸上風電場費用。

　　

　　

　　數(shù)字孿生是指針對物理世界中的物體，通過數(shù)字化的手段來構建一個孿生的數(shù)字實體，充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，在數(shù)字實體完成映射，從而反映相對應的實體的全生命周期過程。

　　

　　在工程建設領域，數(shù)字孿生技術能夠應用在勘察設計、建設過程管理以及數(shù)字化運維三個方面。以海上風電建設過程為例，構建海上風電數(shù)字孿生平臺，利用空間模型、IOT、大數(shù)據(jù)等技術在虛擬空間中完整真實世界的映射，來反映海上風電場施工建設項目周期，以及實體裝備安裝、運維全生命周期過程。運維方在數(shù)字孿生平臺上，能夠?qū)φ麄€風電場的建設、運營、維護等業(yè)務有更深入的了解和把控，從而提高運維能力。

　　

　　

　　賽瓦軟件的海上風電數(shù)字孿生建設管理平臺，關注建設項目生命周期管理與監(jiān)控，以及建設過程規(guī)劃與建設成果監(jiān)控，為風電場建設了精細化的各類設備設施模型，融合地理、工程、設備等多源數(shù)據(jù)，構建海上風電場信息模型，搭建物聯(lián)感知體系，實現(xiàn)了風電場地形地貌、設備設施結構、集控中心布局、運作的孿生。

　　例如，在地理環(huán)境孿生層面，數(shù)字化復現(xiàn)了海域場景內(nèi)的風場區(qū)域、重要地標（如觀測站、島嶼、生態(tài)區(qū)等）、海況指標（實時氣象、水文數(shù)據(jù)）、海域管制信息（區(qū)域、時段、內(nèi)容）、管理單位的實時通報管理信息（漁政、海事及其他）；對重點區(qū)域及點位顯示與查詢，包括項目施工區(qū)域、海上作業(yè)污水排放區(qū)域及點位、作業(yè)垃圾處置點位等。

　　

　　在設備孿生層面，數(shù)字孿生平臺通過集成風力發(fā)電機組數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)、電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)、海纜監(jiān)測系統(tǒng)、風力發(fā)電機組振動監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和天氣預報預測系統(tǒng)等系統(tǒng)的功能展示與示意指標，實現(xiàn)了對風機結構、運行機制的數(shù)字化展示、海上升壓站詳細結構與布局、計劃生產(chǎn)指標展示等；

　　

　　在項目管理層面，數(shù)字孿生平臺借助項目管理系統(tǒng)、物聯(lián)傳感建立項目建設感知體系，涵蓋了項目規(guī)劃的時、空維度展示、項目進度監(jiān)控與預警、項目內(nèi)容全程可視化模擬、項目綜合畫像、項目建設應急管理與處置、項目調(diào)度管理等，完成項目規(guī)劃內(nèi)容與建設進度的可視化對比，項目規(guī)劃內(nèi)容與建設成果的驗收對比。

　　

　　

　　海上風電建設費用高、周期長、難度大，數(shù)字化技術的應用顯得尤為重要。數(shù)字孿生技術，作為數(shù)字化技術研究和應用的代表,應用于風電項目的規(guī)劃、建設、運維全生命周期，能夠提高項目建設的設計、施工、運維管理的水平,成為海上風電品質(zhì)工程建設的重要抓手。

　　

　　國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：截至2021年4月底，我國海上風電并網(wǎng)容量達到1042萬千瓦，國內(nèi)海上風電建設已經(jīng)按下了“快進鍵”。2020年，我國風電、光伏2020年新增裝機約1.2億千瓦，占全球風電、光伏新增裝機容量的一半以上，成為全球可再生能源發(fā)展的中堅力量，可以說，海上風電，世界看歐洲，亞洲看中國。我國海上風電的蓬勃發(fā)展，正在助力碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)。