广东首个海上风电场：打造海上风电工程典范

■文｜《海洋与渔业》记者 廖静

在珠海伶仃洋海域，一片蔚蓝掩映下，31台银白色风机错落有致地分布在一望无垠的洋面上，成为伶仃洋里独特的“海上风光”。

这片伶仃洋海域，属于桂山海上风电场。桂山海上风电场项目是广东首个海上风电项目，规划装机容量 198兆瓦，一期核准建设 120兆瓦。珠海桂山海上风电场和万山海岛新能源示范项目（以下简称“桂山项目”）由南网能源公司旗下南方海上风电联合开发有限公司（以下简称“风电公司”）投资建设。

2018年 4月3日，桂山海上风电场项目首批 3台风机并网发电，计划今年年底建成投产 100兆瓦。届时，不仅可以彻底解决东澳岛、桂山岛、大万山岛等3个海岛的用电问题，还能将约90%的电力回输到珠海陆地电网。

│诞│生│

解决海岛供电难题

桂山海上风电场所在的万山海洋开发试验区海岛资源丰富，是广东重要的海洋经济发展基地。近年来，为改善岛上群众的生产、生活条件，综合开发海岛资源，万山海洋开发试验区正积极加快海岛水、电、交通等基础设施建设，努力改善投资环境。但受地理因素制约，万山海岛目前主要依赖柴油机组供电，高昂的电价和较低供电可靠性在影响海岛居民及驻军正常生活的同时，制约了海岛产业及旅游的长远发展，影响海岛的经济腾飞。当地政府和居民要求解决海岛供电难的愿望十分强烈。

2009年 4月，根据国家能源局下发的《关于印发海上风电场工程规划工作大纲的通知》(国新能〔2009〕130号 )，广东启动海上风电场址规划及海上风电输电规划工作。2011年 6月《广东省海上风电场工程规划》(以下简称《规划》)正式报送国家能源局。《规划》提出，广东沿海 26处候选海上风电场址，规划总装机容量共计 10710MW。2012年 8月，《规划》得到国家能源局的批复。根据《规划》，珠海万山海域共规划海上风电场 4处，分别是桂山、万山、佳蓬、金湾海上风电场，规划可装机容量为750MW。桂山海上风电场是广东前期工作开展较早的海上风电场址，《规划》指出宜考虑作为广东第一批海上风电项目，于“十二五”期间优先开发。

桂山项目应运而生。南方电网公司发挥其在电网规划建设、运营及新能源新技术开发等方面的优势，以旗下南网能源公司作为投资主体，于2012年 6月牵头国内 8家能源及装备制造企业，在珠海组建成立南方海上风电联合开发有限公司，投资建设桂山项目。据介绍，项目结合桂山海上风电项目开发，开展万山海岛电网联网工程，构建试验示范智能微电网，统筹解决各主要海岛的电力供应问题，综合利用海岛能源资源。项目成为珠海万山区海岛的民生工程。

│核│准│

用海面积“瘦身”

桂山项目作为全省首个海上风电项目，经过了 4年漫长的核准之路。从2012年4月国家能源局批准同意开展前期工作开始，风电公司一项项攻克、一个个解决，一共取得 17个核准支持性文件，于2016年 6月正式获得广东省发改委核准。

“项目场址周边分布有多条航道、多个锚地，还需要同步考虑对军事、自然保护区、防洪、港口、机场等的影响。作为首个示范项目，我们需要‘左躲右闪’，尽可能全面权衡 ,以降低对各方的影响。”风电公司计划发展部副经理张华锋感慨地说。经各主管部门的审查反馈和十多次的调整优化，风电场用海面积由最初规划的 45平方公里压缩至32平方公里，项目一期缩减为 22平方公里。项目装机容量从规划 198兆瓦调整到试点建设120兆瓦。

据介绍，项目场址虽然在白海豚保护区外，但为了最大程度保护和避让白海豚栖息地，项目团队积极配合海洋主管部门，对海洋环境专题及其子专题进行多方论证及专家评审，召开环境保护听证会，听取公众意见；并采取控制项目规模、用海面积、风机优化布置等措施，提出了兼顾发电量效率和集约用海面积的优选方案。“项目建设高度重视海洋环境保护工作，用海预审和海洋环评这两个专题，从2012年8月到2016年 5月，用了 3年多时间做足工作。”张华锋说。

张华锋介绍说，项目还广泛征询业内专家的意见和建议，充分借鉴欧洲多年海上风电发展的经验，采取行之有效的环境保护措施，确保项目在建设和运营期对环境和海洋生物的影响尽可能降到最低；开展施工期和营运期的环境保护管理，委托专业单位对白海豚活动、施工噪音和海洋环境进行监测；尽可能避开 4～8月白海豚繁殖高峰期施工或在繁殖高峰期有限度施工，减少对白海豚的影响以及渔业资源的损失；项目环保投入近4000万元。

“我们设立了海豚观察员，派遣巡逻船只巡查，确保 1公里范围内连续 5分钟没有海豚出没才开始打桩。”据介绍，项目团队采用软启动打桩、环保液压打桩、气泡帷幕等方式，降低水下施工噪音。施工期间，限制施工船只数量和行驶速度，施工船航速控制在10节以内，控制每日打桩数量、打桩持续时间，避免夜间打桩施工，做好施工人员生活垃圾和污水的净化处理。

伶仃洋海域的大风车

伶仃洋海域的“大风车”

“无论是项目施工还是运维人员交接班，都有可能在项目附近海域幸运地邂逅这些可爱的‘海上大熊猫’。” 张华锋告诉记者，伶仃洋里风车旋转，白海豚自在休憩嬉戏，人与自然在这一片海天之间形成一道和谐的风景线。

│建│设│

技术难关一一突破

我国海上风电的开发和建设处于起步阶段，桂山项目作为广东省首个海上风电项目，可借鉴的经验不多；项目所在区域常年有台风，海上盐雾大，对国产大功率海上风机的抗台风、抗腐蚀适应性及电网稳定接入有更高要求，同时还需兼顾发电效率；风电场区域周边航道密集，增加了风机整机运输和安装、海缆长距离敷设的难度；升压站选址在珠海市万山区三角岛，是全国首批生态修复试点无人岛屿之一，要求对海岛进行生态保护和修复，再进行有选择性和控制性的开发。自然环境条件的约束，诸多技术难点要突破，每年施工窗口期不足 5个月，种种挑战让项目难度骤增，需要项目团队一件件努力去克服。

作业面广，怎么办？据介绍，项目组大胆将项目划分为“风机岛工程、110千伏升压站和吉大站接入工程、110千伏送出海缆工程和 35千伏联岛海缆工程”4大模块，同步有序推进。“从设计、监理到设备供应商，各标段施工单位累计 20家。项目团队前移到一线，与参建单位成立联合办公项目部，从周例会、不定期的专题会到月例会，进行充分协调和科学调度，严控工程安全和质量，确保进度。”风电公司工程部项目经理苏荣回忆当时的艰难历程。

运用于海上风电的设备动辄几百吨。“设备巨无霸，怎么办？”苏荣表示，项目海域属于泥沙淤积地形，海底淤泥悬浮层有 10～20米深，在考虑安全性、经济性和施工便利性后，风机基础型式最终选用国际先进、国内首例四桩导管架基础型式（4根钢管桩，钢管桩桩径为 2.5米，平均桩长约 56米，平均入土深度51米）。导管架的安装和灌浆、导管架基础型式的首例风机整机安装等施工技术，在项目实施过程中就显得至关重要。

“桩基、导管架、风机各约 400吨，其中风机轮毂高度 90米（相当于 30层楼）、叶轮直径 112米。”苏荣对这些数据如数家珍，经项目团队研究，使用大型、专业的运输和安装船队进行安装，创下了13个小时成功吊装两台风机的记录。作为国内首次成功将导管架基础应用于海上风电场项目，采用四桩导管架基础方案，克服了珠江口海域夏季台风和地质条件复杂等恶劣工况，在大幅降低工程造价的同时还有效缩短了施工工期。

深埋于海底的电缆也是大设备之一。“110千伏海底电缆，整条海缆长度约 20公里，重量达 1500吨。这是采用三芯电缆和 33芯光缆复合成缆的大长度、大截面、光电复合海底电缆。”据苏荣介绍。“110千伏海缆共计两条，累计长度 39公里。35千伏联岛电缆共三条，累计长度约 36公里。集电海缆共 34条，累计长度36公里。”苏荣表示，海上敷缆需要面对港珠澳大桥通航孔对船只限高、航道密集、施工期遇到台风以及冬季季候风、对周边利益方的管线保护等难题。

这个项目最难的一点就是通过无人岛建站。从珠海市区的香洲港码头出发登上轮渡，经桂山岛接驳小艇，颠簸3个小时后，就到了 20公里以外的三角岛。这是桂山海上风电场项目的升压站所在地，是全国首批生态修复试点无人岛之一。按照要求，生态修复试点无人岛要对海岛进行生态保护和修复，再进行有选择性和控制性的开发。

“项目建设就像是现实版的荒岛求生。”苏荣回忆说，早期到无人岛工作，条件很恶劣，没水没电没信号，照明靠煤油灯和手电筒，用水只能用海水，晚上睡觉用的是自带的行军帐篷，蚊子像没见过人似的使劲叮咬。“有一位年轻的监理单位伙伴，上岛半个月之后变得‘面目全非’，‘胡子拉渣，像个野人一样’。”苏荣笑道。

这个项目困难重重。在2017年风机安装高峰期，恰逢50年一遇的强台风“天鸽”登陆珠海。根据权威气象资料，项目组预判到“天鸽”可能正面袭击珠海。当时情况紧急，风电公司跟设备厂家、施工、监理等各方单位立即召开电话会议并进行工期和风险评估，决定采取非常手段，在码头完成 1台风机整机拼装、另 1台风机装上机舱不装叶片后出运，避免避风时扫风面积大而造成船机稳定性不够。8月19日调整风机整机拼装、运输和安装计划；8月20日整机拖运至现场；8月21日完成安装；8月22日所有船机、人员安全撤离到广州港避风锚地；8月23日 12时 50分前后，“天鸽”在珠海南部沿海登陆，登陆时最大风力达17级，刷新了 1983年以来对珠三角影响最大的台风记录。

“事实证明我们的判断是正确的。虽然增加了一趟船期，但最大程度地确保了人员和设备的安全，我们经受住了考验。”苏荣回忆道，那次台风，也检验了桂山项目使用的两种风机的抗台性能。

施工一年多以来，一座有着红柚色斜屋面和淡黄色墙体的建筑在三角岛海域平地而起，承担着海上风电场“心脏”的功能，将为三角岛整体试点修复开发提供最基本的电力保障和最基本的淡水供给，30多组风机矗立在伶仃洋里，展示着广东首个风电场的“成绩”。

│目│标│

打造海上风电工程典范

桂山项目是国际首个海上风电与海岛新能源智能电网应用整合研究项目，被列为国家能源局“十二五”智能电网第一批试点项目和广东省战略新兴产业核心技术攻关项目，是广东省首个海上风电示范项目。

该项目以海上风电开发为核心，整合了各类新能源、可再生能源资源，同时依托海上风电场电力送出工程，实现海上风电场、海岛电网与大陆电网互联互通，以达到改善海岛民生、优化电网能源结构、促进地区经济发展的目的。桂山海上风电场一期 120兆瓦项目建成投产后，预计每年可提供2.66亿千瓦时的清洁电力，节约标煤约 8.66万吨，减排二氧化碳约 20.67万吨，在 25年的项目运营期共节约标煤 217万吨。业内专家认为，桂山项目在海上风电开发模式、海上风电设备国产化、海上风机基础型式及施工技术、海岛智能电网技术等方面具有显著的示范意义，同时提供了解决海岛供电用能的有效途径，极具推广价值。

“作为广东省海上风电开发的先行者和探路人，我们在项目建设过程中摸索前行，攻克了一个个没有先例的难题。”张华锋表示，公司致力于将桂山项目打造成为海上风电开发和自然环境和谐发展的工程典范，项目还推动了海上风电装备如风机、海缆、导管架基础的研发制造，将为广东后续海上风电开发项目提供宝贵的经验，“公司正积极开展桂山海上风电场二期78兆瓦前期准备工作，计划 2020年底全部建成投产。”