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海上风电海缆隐患何解?中广核工程给出精准答案

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作为全球最大的海上风电市场,中国正引领全球海上风电产业蓬勃发展。海缆作为连接陆地与海洋、实现能源输送与通信传输的关键基础设施,其在工程期和运营期的质量问题却长期困扰行业,不仅造成巨额经济损失,还影响项目安全稳定运行。

在近期举办的海上风电工程第三届安质环"一体化"管理经验交流会上,中广核工程有限公司(以下简称"中广核工程")新能工程分公司总工程师魏鹏与华北电力大学电子与通信工程系吕安强副主任就如何提升海缆质量问题进行了深入的探讨。

魏鹏表示,海缆质量是海上风电产业高质量发展的核心保障,必须从全流程入手破解痛点,为此,中广核工程推出涵盖合同、管理、技术三大维度的全流程解决方案,为海上风电产业高质量发展筑牢安全屏障。

海风前景可期 海缆质量成关键

党的二十大作出"发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国"的战略部署,为海上风电产业指明方向。习近平总书记在联合国气候变化峰会上宣布,风能和太阳能装机总量要较2020年达到6倍以上,力争达到36亿千瓦,标志着我国新能源转型进入新阶段。

政策红利推动下,我国海上风电规模持续扩大。截至2024年底,全国累计并网装机容量达4127万千瓦,占全球总量的50.3%,稳居"全球领导者"地位。魏鹏指出,随着海上风电走向深远海,传输电压等级不断提升,海缆作为能源传输的核心载体,其重要性在产业发展中愈发凸显,质量管控的要求也随之升级。

然而,海缆受损问题制约行业发展。国际保险理赔数据显示,工程期海缆受损案件占比40.3%,损失金额占比83.2%;运营期案件占比37.8%,损失金额占比95.1%,均居各类受损项目首位。国内情况同样严峻,工程期海缆受损案件数量和损失金额占比均最高,分别约34.2%和41.9%,运营期损失金额占比超40%。

魏鹏认为,这些数据充分说明提升海缆工程质量已迫在眉睫,既是保障项目效益的关键,也是行业可持续发展的必然要求。

案例敲警钟,拆解海缆核心风险

近年来,国内外多个海上风电项目因海缆问题遭遇重大损失。2025年9月,海上风电巨头沃旭能源受台湾省大彰化2号海上风电场外送海缆损坏影响,项目延期并网9个月,营业收入下调约11.3亿元,直接体现海缆问题对经济效益的冲击。

在工程实践中,海缆端接、锚害以及海缆因夹具松脱、限制器脱落等出现悬空,在水流海浪作用下易断裂等导致的问题频发。魏鹏表示,中广核始终高度关注行业共性问题,通过大量工程实践总结发现,海缆风险贯穿全生命周期,必须进行系统性、全流程的风险梳理与管控。

为破解这些问题,中广核工程采用风险矩阵分析法,从技术、管理两层面,对海缆制造、运输、敷设、端接、运营全流程审视。通过计算风险值,设置风险容忍线和接受线,共梳理出31项风险,其中高风险11项、中风险15项、低风险5项。魏鹏指出,11项高风险均集中在敷设、端接、运营期,其中海缆埋深不足、防护措施未落实、端接质量问题、敷设后与投运前监测不足四项风险值最高,是当前亟需优先解决的核心问题。

深入分析可知,海缆埋深不足主要因敷设速度超限、埋设犁姿态偏差、在线监测数据与实际不符、冲压水泵系统与海底地质参数不匹配等,直接增加船舶锚害风险。防护措施落实不到位体现在压块、铸铁套管施工不达标,中心夹具安装不当,弯曲限制器安装长度不足等方面。端接质量问题涉及终端现场制作、产品选型匹配、加工制造等环节相关。

海缆敷设后与投运前的监测不足存在双重制约,一方面是由于施工期监测功能滞后,另一方面,施工期海缆路径信息无法及时备案,导致系统的风险评估、预警、信息共享功能无法使用。

魏鹏认为,风场仅靠人工警告远远不够,无法实现24小时在线监测和自动驱离,难以从根本上规避海缆受外部损伤的风险,这也是后续技术创新和管理优化的重点方向。

三维施策,全流程筑牢防线

针对海缆全生命周期风险,中广核工程制定83项管控措施,形成全周期、多维度解决方案。合同层面,新增多项保障措施,明确海缆终端供货与端接一体化,规范人员培训备案、文件管理、过程控制及奖惩机制,厘清质量责任。

管理上,推行标准化作业指导书,明确检查项、要点及管控节点,创新电子签点制度,构建一站式平台,确保各环节管控到位。魏鹏表示,该管理体系已在多个项目中成功应用,有效提升了各环节管控效率,实现了质量责任的可追溯、可落实。

技术创新是质量提升的核心动力。中广核工程联合华北电力大学研发的海缆故障精确定位及便携式智能装置,融合相关技术实现故障点定位精度小于5米,处于行业领先水平。吕安强在会议现场对该装置进行了详细介绍,他指出,该装置可检测光缆与导体,融合高低压脉冲技术,适用于低阻、高阻等各类故障场景,同时具备海缆路由扫测功能,能精准探测整条海缆坐标,提升精细化运维水平。

针对海缆埋设犁在线监测数据与实际埋深不符问题,中广核创新监测方法,结合埋设犁起犁时犁刀壁的刮痕长度及角度,计算验证实际埋深,将施工后管控转为施工前和事中控制,有效保障埋深达标,已在31个项目应用且效果良好。

另外,中广核工程自主研发的海缆穿孔保护装置获国际认证,解决传统夹具易脱落问题;同时,中广核海上技术研究中心正在研发水下履带式管缆敷设机器人,预计2026年完成样机,可用于多种海缆敷设作业。魏鹏表示,中广核始终以技术创新为核心驱动力,通过持续研发投入,不断破解海缆工程中的技术难题。

在技术创新推动下,中广核工程已获多项成果。其相关海缆施工装置、海上升压站支架等专利授权,发表多篇海缆故障分析论文,参与编制多项风电标准,为行业技术进步贡献力量。

携手共进,促海上风电高质量发展

海缆是海洋能源并网、信息互联互通的"神经中枢",质量直接关系项目安全运营、经济效益和生态保护。中广核工程通过建立高质量管理体系,落实管控措施,推行技术成果,构建特色解决方案,为业主提供精品工程,降低工程和运维成本。

当前,海上风电向深远海、规模化、综合能源利用方向发展,面临更复杂环境和更高技术要求。中广核工程愿与产业链伙伴携手,深化海缆质量管控研究,推动技术创新和标准完善,破解行业共性问题,以优质产品、先进技术、完善服务助力海上能源高质量发展,为建设海洋强国、实现"双碳"目标贡献力量。

( 来源: 北极星风力发电网 )
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