“無人船”駛向“深遠海” ——海上風電行業首個海纜綜合探測平臺成功首航
來源：中國能源新聞網 時間：2025-03-04 17:11
“無人船”駛向“深遠海”
——海上風電行業首個海纜綜合探測平臺成功首航
通訊員 任少義 楊景懿 中國能源新聞網記者 莫非
黃海之畔，冬日暖陽。在江蘇南通如東縣波光粼粼的海面上，一排排海上風機在微風中輕輕轉動。近日，國家能源集團龍源電力自主研發的行業首個海上風電海纜綜合探測平臺——“國能海測1號”成功首航，標志著我國海上風電運維技術邁入了全新發展階段，在海上風電技術創新領域樹立了典范，有力推動海上風電事業向更為廣闊的未來邁進。
超前布局 “新藍海”呼喚新模式
海上風電是我國構建新型能源體系、建設海洋強國的重要戰略方向。
作為新能源行業科技領軍企業，龍源電力扎實落實國家能源集團“1331”科技創新戰略，深化建設“1+1+4+N”科技創新體系，統籌兼顧一線難點痛點與前瞻性技術布局，圍繞引領行業未來發展的重要首臺套技術裝備聚力攻堅。
17年前，作為國內最大的風電開發企業，龍源人響應國家“風電出海”號召，按照“先試驗、再小規模示范、后續大規模開發的思路”，在江蘇如東的遼闊海域，建成了全球首個潮間帶試驗風電場等12個海上風電項目，實現了我國風電從0到1的突破，為我國海上風電產業的規模化發展作出歷史性貢獻。
滄海橫流顯砥柱，萬山磅礴看主峰。從2018年到2024年的短短6年間，累計并網容量從不足500萬千瓦增長到3910萬千瓦，穩居全球榜首。隨著我國近海風電資源開發利用趨近飽和，風速風頻更優質的深遠海成為海上風電未來發展“新藍海”。據統計，我國深遠海風能資源技術可開發量超過12億千瓦，是近海的3至4倍。國家《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，推動深遠海海上風電技術創新和示范應用。
2024年6月28日，全球首座風漁融合浮式平臺——龍源電力“國能共享號”成功投產，龍源電力進軍深遠海再下一城。與此同時，龍源電力加速推進《海上風電海纜運行狀態監測與快速故障技術研究》科技項目，旨在開發一套全國產化的無人化自主巡航海上風電綜合探測平臺，為未來挺進深遠海做好堅實技術支撐保障。“國能海測1號”的出現，正是這一項目的成果結晶。
連接海上風機和陸上電網的海纜，承擔著輸送電能的重要作用，常年面臨著嚴峻的安全性考驗，鹽霧腐蝕、海洋生物附著、極端天氣、船舶錨害等自然環境導致危險系數成倍增加，影響著電力傳輸的穩定性，也帶來了巨大經濟損失。面對深遠海風速更快、惡劣天氣更多、傳輸距離更遠的客觀形勢，海纜運維難度系數直線飆升。
“幾年前我們遇到了一起海底電纜故障，修復周期長達3個月，僅故障定位就花費了近3周的時間，導致數以億計千瓦時電量的損失。”龍源電力一位運維工程師回憶起幾年前的一次經歷，仍然感慨不已。
海纜故障定位難，除了海上作業窗口期短、海況復雜等特殊因素制約外，傳統人工檢測效率不高、結果不準的弊端也開始逐漸顯露。“傳統人工海纜檢測需要配備一艘大型載人船、9名工作人員和一臺海底探測器，船通過繩子拖拽著探測器在海里航行，探測器也依賴國外進口，檢測精度遠遠達不到運維人員的期望值。”龍源電力工程技術公司高壓系統所工程師任少義介紹說。打造面向海上風電未來發展的海纜探測新模式，勢在必行。
首次突破 攻克技術創新難關
“作為全國首臺無人化自主巡航海上風電綜合探測平臺，從項目設計到最終落地，每一步都充滿了挑戰。我們堅持守正創新，融合發展，通過‘國能海測1號’的研發為海上風電運維技術的智能化、無人化發展貢獻力量。”“國能海測1號”項目負責人表示。
百舸爭流，奮楫者進。在調研階段，面對無先例參考、跨行業融合等多重挑戰，研發團隊深入開展能源電力、機械工程、海洋工程等跨領域、跨學科的技術調研，探索無人船動態定位、水下機器人聯調、高精度探測器等多項關鍵技術，完成總體性能、結構、控制系統等多專業技術融合，在理論上實現平臺“探測精度、作業效率、安全性能”多維度的提升。
在設計階段，項目團隊開創性地將無人船、水下機器人、自主研發傳感器等多個系統融為一體，同時搭載聲、光、電、磁多種探測設備，實現海洋經濟的跨產業融合，一舉實現海纜故障精準定位、出海探測自主導航、靈活應對復雜海況，幫助運維團隊掌握水下設備運行狀態，為未來的維護和升級提供數據支持。
不僅如此，研發團隊還在“國能海測1號”上應用了一體化監控系統，實時采集平臺無人船、水下機器人、傳感器等各類設備的全量數據，并在常規風電監控基礎上，創新融合了海纜埋深、破損探測、故障點精確定位等功能，實現了“海上風電+智能運維”的多元一體化監控，多維度實時監視和設備故障報警。
在建造階段，建設團隊面臨著無人船建造、水下機器人調試、動態定位系統校準等多項復雜環節。“無人船建造的過程，每一個細節都是對未來的承諾，我們不僅要攻克技術難題，還要綜合考慮實際應用中的各種復雜情況。”項目負責人任少義說。在無人船的建造過程中，團隊按照“人停設備不停”的倒班工作機制，緊抓每一個窗口期，爭分奪秒完成了所有建設與調試工作。
“國能海測1號”無人船總長度為18米，寬度為4.1米，吃水深度0.76米，航程可達460公里，具備遙控航行、自主航行和人工駕駛三種工作模式。無人船安裝動態定位系統，能夠在三級海況下（浪高2.5米）保持±3米的定位精度，并通過配備海事雷達、360攝像機、激光雷達等先進設備，360度實時顯示周圍海況，確保陸上操作人員能夠全面掌握現場情況。這些無人化性能使船只能在更加復雜的海洋環境中高效作業，大幅提升作業窗口期。
首航成功，智能運維照進現實
2025年1月8日下午3時許，龍源電力江蘇如東海上環港風電場升壓站碼頭，在技術人員的遠程操控下，“國能海測1號”無人船載著重約300公斤的水下機器人緩緩駛離碼頭，開始執行我國海上風電首次無人化海纜探測任務。
據工程師介紹，“國能海測1號”的作業流程分為四個主要階段：任務規劃與準備、出發與巡航、水下機器人布放與回收、數據處理與分析。
在任務規劃階段，項目人員細致設定航行路徑、任務點及作業模式，檢查各設備的狀態，確保一切就緒。進入巡航階段后，無人船根據設定的路徑自主航行，宛如一位經驗豐富的航海家，憑借先進的導航系統自動識別并避開障礙物，確保航行的安全性和高效性。
到達指定位置后，無人船將布放水下機器人，并通過電纜保持通信和電力供應。機器人根據任務需求執行水下探測任務，如海纜探測、腐蝕檢測、地形地貌掃測等。完成任務后，機器人通過無人船的布放回收裝置返回船上。
最后，在數據處理與分析階段，無人船將機器人采集到的數據實時傳輸至岸基控制基站，生成詳細的探測報告，為后續的決策和行動提供科學依據。
“國能海測1號”投運后，將顯著提升海上風電運維的效率與經濟效益。下水實測數據顯示，探測平臺耗時從22天大幅縮短至2至3天，檢測精度提升10倍以上，其中埋深探測、路由定位、故障點探測精度均達到±0.1m，海纜故障定位成本降至國外同類產品的十分之一，運維效率的提升可避免數千萬千瓦時的電量損失。隨著平臺的逐步完善和推廣，它將為更多的海上風電場提供全方位的智能巡檢服務，確保每一臺風機安全穩定運行。
新時代呼喚新作為，新征程須有新擔當。龍源電力堅持以“四個革命、一個合作”能源安全新戰略為指導，深入踐行集團公司“1331”科技創新戰略，先人一步謀發展、快人一拍搶機遇，打造更多具有行業示范引領意義的龍源方案，為海上風電駛向“深遠海”貢獻國能力量。
責任編輯：江蓬新
