作為海上風(fēng)電場的“心臟”，海上升壓站的設(shè)計(jì)和運(yùn)營情況對海上風(fēng)電場健康平穩(wěn)運(yùn)行具有重要作用。通過獨(dú)立的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)對海上風(fēng)電場進(jìn)行設(shè)計(jì)、監(jiān)督等全面評估，可以最大化的降低升壓站在運(yùn)行期間的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)；然而我國的升壓站認(rèn)證還面臨體制與技術(shù)多方位的局限，國內(nèi)僅少數(shù)業(yè)主與鑒衡認(rèn)證中心開展了升壓站認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目。7月9日，在南寧舉辦的第六屆全球海上風(fēng)電大會(huì)上，鑒衡風(fēng)能事業(yè)部副總工程師劉兆做了關(guān)于海上升壓站認(rèn)證的演講，對當(dāng)前升壓站現(xiàn)狀和問題進(jìn)行了分析并提出呼吁。

　　

　　關(guān)于海上升壓站認(rèn)證

　　

　　鑒衡認(rèn)證中心的海上升壓站認(rèn)證流程依據(jù)IEC 61400-22以及IECRE-OD 502進(jìn)行。是對海上升壓站全周期的過程認(rèn)證——從場址條件測量與勘探到升壓站的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸安裝最終調(diào)試交付，一直伴隨進(jìn)行著審核評估工作。

　　

　　全部內(nèi)容均需要相關(guān)資料進(jìn)行評估工作，其中部分內(nèi)容需要認(rèn)證機(jī)構(gòu)現(xiàn)場見證監(jiān)督。

　　

　　

　　海上風(fēng)電場的前期調(diào)研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建造到調(diào)試是一個(gè)復(fù)雜長期的過程，存在多個(gè)相關(guān)方進(jìn)行任務(wù)劃分。因此，首先需要理清相關(guān)方的關(guān)系和各自的負(fù)責(zé)工作，對于過程中一些被忽略的方面與業(yè)主溝通交底，共同確認(rèn)責(zé)任方，把控項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

　　

　　

　　首先，IEC以及IECRE體系是針對歐美國家的認(rèn)證體系，其制定環(huán)境前提是風(fēng)場的設(shè)計(jì)、建造等行為是完全市場化的。而我國存在設(shè)計(jì)院的龐大資質(zhì)體系，對于其設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)過了一道資質(zhì)關(guān)；所以我國認(rèn)證體系下的認(rèn)證機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)院的關(guān)系并非完全的市場行為。其次，設(shè)計(jì)院內(nèi)部的項(xiàng)目管理方式（項(xiàng)目文件和報(bào)告的整理等工作）與認(rèn)證機(jī)構(gòu)的資料要求存在差異。其中設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告也存在資料保密等問題。針對項(xiàng)目資料的保密問題，認(rèn)證機(jī)構(gòu)只能采用現(xiàn)場辦公方式進(jìn)行報(bào)告審查和評估工作，工作效率難以保證。

　　

　　設(shè)計(jì)準(zhǔn)則方面，海上升壓站多采用NB/T 31115-2017 風(fēng)電場工程110kV～220kV海上升壓變電站設(shè)計(jì)規(guī)范，但對該規(guī)范中的很多詳細(xì)要求，設(shè)計(jì)方根據(jù)各自經(jīng)驗(yàn)又進(jìn)行了相應(yīng)的修改。如載荷工況的分項(xiàng)安全系數(shù)、抗力系數(shù)都可能出現(xiàn)不同的依據(jù)，海洋生物和腐蝕裕量的考慮也存在不同。這些細(xì)節(jié)需要在設(shè)計(jì)評估中予以格外關(guān)注。工作流程上就需要反復(fù)迭代，也導(dǎo)致升壓站的結(jié)構(gòu)評估過程比風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的報(bào)告更加繁瑣。

　　

　　此外，業(yè)主對于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的差異是否清楚，設(shè)計(jì)院對于標(biāo)準(zhǔn)的理解以及修訂對業(yè)主是否進(jìn)行了充分說明，這個(gè)也是第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)所要進(jìn)行的工作，讓信息得到有效的傳遞和理解，使其透明化，最終建立雙方甚至多方的理解和信任。

　　

　　

　　相對海上石油平臺(tái)，海上升壓站的功能較為簡單，涉及的部件多為電氣部件，多數(shù)海上升壓站為無人值守平臺(tái)，且功能可以遠(yuǎn)程關(guān)閉，其暴露等級L3，同時(shí)其設(shè)備事故所造成的環(huán)境影響也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油平臺(tái)，因此其安全性要求相比石油平臺(tái)要低很多。

　　

　　由于升壓站電氣設(shè)備對結(jié)構(gòu)的振動(dòng)載荷較小。多數(shù)設(shè)計(jì)中也并未發(fā)現(xiàn)存在共振，即使存在，也可以通過阻尼塊進(jìn)行隔振改進(jìn)，只是實(shí)際項(xiàng)目中需要對設(shè)備的振動(dòng)情況予以監(jiān)控。

　　

　　

　　上部組塊和支撐在設(shè)計(jì)院通常由兩個(gè)部門負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，涉及到兩個(gè)部門的接口數(shù)據(jù)以及后續(xù)處理的問題。由于現(xiàn)在設(shè)計(jì)采用LRFD方法，兩部門在載荷系數(shù)的選取上如果存在不同，需要進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換，這些過程也是認(rèn)證過程中所關(guān)注的。

　　

　　另外，上部組塊和支撐結(jié)構(gòu)的載荷工況的組合也需要合理說明。如果沒有整體集成模型，在模態(tài)分析中需要考慮上部組塊剛度的影響，以避免疲勞和地震計(jì)算結(jié)果的失真。

　　

　　

　　海上升壓站事故工況至少要包含船撞工況，碰撞船可能為運(yùn)維船、漁船等特定船只，需要在設(shè)計(jì)前期進(jìn)行一定合理的假設(shè)。另外，維護(hù)吊車的事故，例如吊物墜落也應(yīng)在事故工況中予以考慮。應(yīng)保證甲板和關(guān)鍵艙室結(jié)構(gòu)頂板的安全，不被墜物破壞。

　　

　　

　　2020年以來我國海上風(fēng)電發(fā)展迅猛，不僅是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)能緊張，海工方面同樣面臨時(shí)間緊張問題，一些生產(chǎn)過程中的質(zhì)量工藝問題只能采取折中的方式進(jìn)行妥協(xié)，搶裝期后，這些將成為運(yùn)行維護(hù)的重要關(guān)注點(diǎn)。所幸海上升壓站的安全性要求相比石油平臺(tái)要低很多，風(fēng)險(xiǎn)基本可控。但如果出現(xiàn)過多風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，也會(huì)引起風(fēng)險(xiǎn)等級的質(zhì)變。

　　

　　

　　

　　由于項(xiàng)目涉及方面太多，在設(shè)計(jì)方、運(yùn)輸方和施工方之間信息傳遞容易出現(xiàn)紕漏，一些必須進(jìn)行的校核計(jì)算未得到重視。例如1.腐蝕裕量的確認(rèn)；2.運(yùn)輸安裝過程中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及損傷影響，運(yùn)輸和吊裝時(shí)允許的最大加速度，以及根據(jù)此加速度進(jìn)行船舶選型和校核，并確定風(fēng)浪限制條件。第一項(xiàng)工作屬于每家設(shè)計(jì)院理念不同，并不完全依照能源標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；第二項(xiàng)工作屬于設(shè)計(jì)院、運(yùn)輸和吊裝方的交互工作，細(xì)節(jié)容易被忽視。

　　

　　由于擁有資質(zhì)的設(shè)計(jì)院在項(xiàng)目中的強(qiáng)勢地位，業(yè)主很難獲得內(nèi)容完整詳實(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告。而第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)則可與設(shè)計(jì)院進(jìn)行詳細(xì)溝通，確保所有關(guān)鍵內(nèi)容點(diǎn)都得到充分的考慮，并且計(jì)算結(jié)果安全。在技術(shù)上，起到“中間人”的協(xié)調(diào)溝通作用。由于設(shè)計(jì)院在項(xiàng)目中的一些保密要求，很多原始數(shù)據(jù)和詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告在項(xiàng)目中并未移交業(yè)主，認(rèn)證機(jī)構(gòu)在評估工作中會(huì)對此向業(yè)主進(jìn)行說明。

　　

　　

　　鑒衡認(rèn)證中心提供海上升壓站的獨(dú)立計(jì)算作為認(rèn)證可選模塊。針對升壓站設(shè)計(jì)，鑒衡會(huì)根據(jù)自身理解對其進(jìn)行獨(dú)立建模計(jì)算，從加載、工況組合到結(jié)構(gòu)校核，完成全部設(shè)計(jì)計(jì)算（以上工作需要海況等環(huán)境載荷輸入）。詳實(shí)的計(jì)算報(bào)告（可附加倒塌分析等可靠性相關(guān)計(jì)算）和模型可以提供給業(yè)主，為升壓站后期基于風(fēng)險(xiǎn)的檢測維護(hù)提供支持。

　　鑒衡認(rèn)證中心是推進(jìn)海上項(xiàng)目合作以及認(rèn)證最積極的第三方機(jī)構(gòu)，同時(shí)在海上后市場服務(wù)提前布局，是國內(nèi)最早開展海上風(fēng)電項(xiàng)目檢測認(rèn)證實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)研究的第三方機(jī)構(gòu)之一，早在2008年即參與了我國最早的海上風(fēng)電場——東海大橋項(xiàng)目的檢測工作，為該項(xiàng)目提供了大量的計(jì)算和技術(shù)服務(wù)。經(jīng)過十余年風(fēng)電業(yè)務(wù)以及國際能源署（IEA）合作項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)積累，鑒衡已經(jīng)完成了海工標(biāo)準(zhǔn)識別和能力建設(shè)工作，具備了主流海工計(jì)算程序的使用以及設(shè)計(jì)評估經(jīng)驗(yàn)，并在廣東省陽江市成立了國家海上風(fēng)電裝備質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心，為海上風(fēng)電項(xiàng)目提供更好的服務(wù)建立了國家級的公共技術(shù)平臺(tái)，后續(xù)將致力于能為業(yè)主提供更多附加值服務(wù)。也誠摯邀請國內(nèi)外海上專家參與交流指導(dǎo)，共同為我國海上風(fēng)電事業(yè)提供行業(yè)級技術(shù)支撐，謝謝大家！CGC