加快發展我國海上風電產業是促進我國能源結構調整，實現我國提出的“雙碳”目標的重要手段之一。從目前來看，我國海上風電場技術規范標準體系建設速度顯著落后于海上風電的發展速度，由于我國海上風電是從陸上發展起來的，眾多海上風電項目的采標范圍涵蓋水利水電、港口航道、陸上建筑等領域，并不能有效規避海上結構設計、建造和安裝等環節的安全風險，因此在海上風電規范標準體系建設方面仍存在較大的建設提升空間。

 

表1列舉了項目實施各個階段我國已有的海上風電技術標準，包括但不限于：

 

（1）在規劃階段，我國已經具有一系列針對于海上風電場工程項目前期的編制規程；

 

（2）在設計階段，除表1所示的幾部規范標準外，我國暫無其他的統一標準。設計院在對海上風電場設施進行設計時，主要依據我國的水工、建筑、海工行業標準或國外相關標準，涉及到LRFD/WSD結構設計規范、結構荷載規范、抗震設計規范、鋼結構規范、樁基設計規范和防腐技術規范等；

 

（3）在陸地建造階段，除《海上風力發電工程施工規范》（GB/T 50571-2010）、《海上風電場鋼結構防腐蝕技術標準》（NB/T 31006-2011）外，我國暫無其他的統一的技術標準，主要采標水工、建筑、海工行業標準或參照國外相關標準；

 

（4）在海上施工階段，由三峽集團牽頭編制的國標《海上風力發電工程施工規范》（GB/T 50571-2010）已于2010年發布，該規范主要對施工準備、施工交通運輸、基礎工程施工、風力發電設備安裝、海底電纜敷設、工程觀測與檢測、風電場的調試與試運行以及施工管理等提出相關要求。此外，還有一部由三峽集團牽頭編制的能標《海上風電場工程施工安全技術規范》（NB/T 10393-2020）于2020年發布，該規范針對海上風電場工程施工安全、防止和減少施工過程中的人身傷害和財產損失制定相關要求；

 

（5）在運營階段，一般前期的運營均由風機制造商完成風機的運營維護，企業參照廠家運維說明、國外標準或其它行業標準開展工作。國標《海上風力發電機組運行及維護要求》（GB/T 37424-2019）已于2019年生效，填補了國內運維標準的空白；

 

（6）在棄置階段，目前由于尚未涉及到風電場設施棄置的工程實例，所以我國暫無相關的規范標準。

 

表1 目前海上風電場項目開發階段所采用的我國的統一技術標準

 

 綜上，我國海上風電場建設除規劃階段具備較完善的技術要求，其他階段相關技術要求尚不明晰，均需進一步補充，有待建立完整的海上風電場技術規范體系。

 

 

中國船級社（CCS）于2006年開始進入海上風電場設施及裝備領域，開展規范標準研究與制定、裝備入級與檢驗及相關認證和技術咨詢工作。

 

對于海上風電施工裝備，如自升式風電安裝平臺、浮式起重船等，CCS按照傳統的海上設施進行入級檢驗，目前國內所有自升式風電安裝平臺已建、在建合計70余座，均入級CCS，擁有數量已經位居世界第一位。對于海上風電場設施，如海上升壓站、海上風機支撐結構等，CCS積極地開展相關技術探索和研究，充分借鑒和參考CCS在海洋工程領域40多年的經驗，結合海上風電場設施的具體特點，按照“全領域、全生命周期”的海洋工程理念，建立了較為完善的海上風電場設施技術規范體系，系統地提出了海上風電場設施涉及安全、環保等方面的技術要求。目前，CCS完成海上風電場設施規范標準6部、在編規范4部，同時受國家海事局委托，編制關于海上風電場在內的固定、浮動設施法定檢驗技術規則4部。具體規范體系如下表2所示。同時，該規范體系隨著國內海上風電的發展不斷擴充和完善。

 

表2 CCS海上風電場設施技術規范體系

 

 

下面主要對《海上風電場設施檢驗指南》、《海上升壓站平臺指南》和《海上風電場設施施工檢驗指南》展開介紹，其他規范標準也是對海上風電場設施的具體類型或不同階段提供相關的技術要求，在此不再贅述。

 

 

《海上風電場設施檢驗指南》（2017）主要結合海上風電場設施的具體特點，借鑒和參考傳統海洋工程經驗，對海上風力發電機組、海上風機支撐結構、海上測風塔以及升壓站進行系統研究，發布了具體檢驗技術要求，可為第三方檢驗和相關方提供指導。

 

指南分別由4章正文、1個附錄組成。第1章明確本指南的目的、適用范圍、定義、檢驗與證書的要求；第2章對海上風力發電機組提出了具體的檢驗技術要求；第3章給出了海上風力發電機組下部支撐結構及測風塔的相關檢驗技術要求；第4章給出海上升壓站檢驗的具體技術要求；附錄1為海上風電場設施符合證書樣例。具體內容詳見指南。

 

該指南已在國內幾個新建的海上風電場設施檢驗項目中得到了應用。

 

《海上升壓站平臺指南》（2019）以CCS《海上風電場設施檢驗指南》為依據，充分借鑒和參考國內外海洋工程行業及CCS在海上設施領域的相關經驗，結合目前國內已建、在建以及正在進行檢驗的海上升壓站工程項目，研究海上升壓站功能需求和設計特點，梳理海上升壓站相對于固定式海洋油氣平臺的異同點，編制形成《海上升壓站平臺指南》，并開展海上升壓站載荷抗力系數法和抗力系數適用性研究，提出適用于海上升壓站的LRFD設計載荷分項系數和載荷抗力系數，并納入指南具體技術條款。該指南可為海上升壓站的第三方檢驗和相關方提供參考。

 

該指南由11章正文和2個附錄組成。第1章明確該指南的適用范圍、定義、檢驗與證書的要求；第2章至第11章給出了總體布置、結構、電氣一次、電氣二次、機械和公用系統、消防安全、逃救生、通信與信號、防污染設備的技術要求；附錄1、2分別為海上風電場設施符合證書樣例和海上升壓站平臺圖紙審查范圍。具體內容詳見指南。

 

該指南已經在江蘇、福建和廣東等海域二十余座新建的海上升壓站檢驗項目中得到了應用。

 

針對目前國內海上風電場施工過程相關規范標準的缺失問題，CCS編制形成《海上風電場設施施工檢驗指南》（2020）。該指南主要參考國內外海洋工程施工過程的相關經驗，結合國內海上風電場施工具體特點，對海上風電場設施施工的全過程提出了具體技術要求，可為第三方檢驗、海事保險檢驗以及相關方提供指導。

 

該指南共分為8章。第1章明確該指南的適用范圍和依據、定義、檢驗與證書的要求；第2章給出了海上風電場設施施工規劃與設計的相關要求；第3章提出了施工設計與施工過程的環境條件操作要求；第4章對各種碼頭裝船形式給出詳細的技術要求；第5章針對各種海上運輸形式和運輸過程的船舶穩性、強度及設施本身提出相關技術要求；第6章對整個海上作業環節，包括吊裝、沉樁、嵌巖、連接、筒型基礎安裝、輔助工裝等提出詳細要求；第7章主要給出了海纜敷設和海纜保護等過程的相關規定；第8章給出了人員健康與保護的相關內容。具體內容詳見指南。

 

 

隨著國內海上風電主戰場的南移，國內海上風電面臨新的挑戰，尤其是廣東、福建復雜的地質條件和惡劣的海洋環境，適用于江蘇等海域的單樁、高樁承臺等海上風機支撐結構型式很難廣泛應用于南海地區，尤其是嵌巖樁的施工成本及難度問題，迫切需要對風機基礎型式和施工工藝進行進一步探索和研究。同時，隨著海上風機容量進一步加大，海上風電逐步向深水發展，傳統的固定式風機基礎不再適用，浮式風機必將成為未來的發展方向。

 

因此，對于國內海上風電場設施規范的發展，必將面向適用于南海海域的新型的風機支撐結構和施工工藝以及深遠海的浮式風機基礎。隨著海上風電場的規模不斷擴大且逐漸向深水轉移，海上升壓站也將面臨大型化和適應深水區域的難題，而浮式升壓站的浮式基礎可以通過更大的浮力承載更高的設備重量，從而有效解決設備大型化的難題，也更適用于深水區域。此外，海上風電制氫有望進一步降低海上風電成本，其可直接將風力發電機組產生的電能通過制氫設備轉化為氫氣，可采用現有的海底油氣管道將氫氣輸至岸上，從而可以節省海上升壓站以及海底電纜的高昂費用，具備十分可觀的發展前景。這些新穎的海上風電場設施將對國內海上風電場設施規范研究提出更高的挑戰。同時，隨著國內更多的海上風電場走向運維階段，運維和棄置相關的規范標準亟需出臺，這也是必須提上日程的重要工作。

 

CCS緊跟海上風電場設施發展趨勢，依托多年的海洋工程浮式設施經驗，開展了海上浮式風電設施的研究工作，目前已編制完成《海上浮式風機平臺指南》，該指南對海上浮式風機平臺及其附屬系統提出了相關技術和檢驗要求，主要用于指導我國海域內新建的無人值守的海上浮式風機平臺在設計、建造和安裝階段的檢驗和質量控制。

 

國內海上風電開發如火如荼，但相比較歐洲較為成熟的技術規范體系，我國關于海上風電設施的設計、建造、安裝、運維以及棄置的規范標準在快速發展，但還未形成完備的體系，勢必對國內海上風電產業的健康、持續發展產生影響。尤其是當海上風電進入深遠海、浮式風機應運而生時，其載荷響應、運動表現、結構強度、穩性等要求更屬于海洋工程范疇，傳統的海洋工程學科應發揮更大作用。CCS經過多年在海上風電領域的研究和積累，初步形成了一套海上風電設施規范體系，愿與業界共同努力，一起構建海上風電場設施技術規范體系，為國內海上風電健康、持續發展保駕護航。