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無人船駛向深遠(yuǎn)海 ——記海上風(fēng)電行業(yè)首個(gè)海纜綜合探測(cè)平臺(tái)成功首航

來源：《中國電力報(bào)》 時(shí)間：2025-03-19 11:45

通訊員 任少義 楊景懿 中國電力報(bào)記者 莫非

　　在江蘇南通如東縣波光粼粼的海面上，一排排海上風(fēng)機(jī)在微風(fēng)中輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)。近日，國家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏瘓F(tuán)股份有限公司（以下簡稱“龍?jiān)措娏Α保┳灾餮邪l(fā)的行業(yè)首個(gè)海上風(fēng)電海纜綜合探測(cè)平臺(tái)——“國能海測(cè)1號(hào)”成功首航，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)邁入了全新發(fā)展階段，在海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域樹立了典范，有力推動(dòng)海上風(fēng)電事業(yè)向更為廣闊的未來邁進(jìn)。

　　超前布局 “新藍(lán)海”呼喚新模式

　　海上風(fēng)電是我國構(gòu)建新型能源體系、建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要戰(zhàn)略方向。

　　作為新能源行業(yè)科技領(lǐng)軍企業(yè)，龍?jiān)措娏υ鷮?shí)落實(shí)國家能源集團(tuán)“1331”科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，深化建設(shè)“1+1+4+N”科技創(chuàng)新體系，統(tǒng)籌兼顧一線難點(diǎn)痛點(diǎn)與前瞻性技術(shù)布局，圍繞引領(lǐng)行業(yè)未來發(fā)展的重要首臺(tái)套技術(shù)裝備聚力攻堅(jiān)。

　　17年前，作為國內(nèi)最大的風(fēng)電開發(fā)企業(yè)，龍?jiān)措娏憫?yīng)國家“風(fēng)電出海”號(hào)召，按照“先試驗(yàn)、再小規(guī)模示范、后續(xù)大規(guī)模開發(fā)”的思路，在江蘇如東的遼闊海域，建成了全球首個(gè)潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)等12個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了我國風(fēng)電“從0到1”的突破，為我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展作出歷史性貢獻(xiàn)。

　　滄海橫流顯砥柱，萬山磅礴看主峰。2018年到2024年，累計(jì)并網(wǎng)容量從不足500萬千瓦增長到3910萬千瓦，穩(wěn)居全球榜首。隨著我國近海風(fēng)電資源開發(fā)利用趨近飽和，風(fēng)速風(fēng)頻更優(yōu)質(zhì)的深遠(yuǎn)海成為海上風(fēng)電未來發(fā)展“新藍(lán)?！?。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量超過12億千瓦，是近海的3倍至4倍。國家《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，推動(dòng)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用。

　　2024年6月28日，全球首座風(fēng)漁融合漂浮式平臺(tái)——龍?jiān)措娏Α皣芄蚕硖?hào)”成功投產(chǎn)，龍?jiān)措娏M(jìn)軍深遠(yuǎn)海再下一城。與此同時(shí)，龍?jiān)措娏铀偻七M(jìn)《海上風(fēng)電海纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與快速故障技術(shù)研究》科技項(xiàng)目，旨在開發(fā)一套全國產(chǎn)化的無人化自主巡航海上風(fēng)電綜合探測(cè)平臺(tái)，為未來挺進(jìn)深遠(yuǎn)海做好堅(jiān)實(shí)技術(shù)支撐保障?！皣芎y(cè)1號(hào)”的出現(xiàn)，正是這一項(xiàng)目的成果結(jié)晶。

　　連接海上風(fēng)機(jī)和陸上電網(wǎng)的海纜，承擔(dān)著輸送電能的重要作用，常年面臨著嚴(yán)峻的安全性考驗(yàn)，鹽霧腐蝕、海洋生物附著、極端天氣、船舶錨害等自然環(huán)境導(dǎo)致危險(xiǎn)系數(shù)成倍增加，影響著電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性，也造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。面對(duì)深遠(yuǎn)海風(fēng)速更快、惡劣天氣更多、傳輸距離更遠(yuǎn)的客觀現(xiàn)實(shí)，海纜運(yùn)維難度系數(shù)直線飆升。

　　“幾年前我們遇到了一起海底電纜故障，修復(fù)周期長達(dá)3個(gè)月，僅故障定位就花費(fèi)了近3周的時(shí)間，導(dǎo)致大量電量損失?！饼?jiān)措娏σ晃贿\(yùn)維工程師回憶起之前的一次經(jīng)歷，仍然感慨不已。

　　海纜故障定位難，除受海上作業(yè)窗口期短、海況復(fù)雜等特殊因素制約外，還受傳統(tǒng)人工檢測(cè)效率不高、結(jié)果不準(zhǔn)的影響?！皞鹘y(tǒng)人工海纜檢測(cè)需要配備1艘大型載人船、9名工作人員和1臺(tái)海底探測(cè)器，船通過繩子拖拽著探測(cè)器在海里航行，探測(cè)器也依賴國外進(jìn)口，檢測(cè)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到運(yùn)維人員的期望值?！饼?jiān)措娏こ碳夹g(shù)公司高壓系統(tǒng)所工程師任少義介紹。

　　打造面向海上風(fēng)電未來發(fā)展的海纜探測(cè)新模式，勢(shì)在必行。

　　首次突破 攻克技術(shù)創(chuàng)新難關(guān)

　　“作為全國首臺(tái)無人化自主巡航海上風(fēng)電綜合探測(cè)平臺(tái)，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到最終落地，每一步都充滿了挑戰(zhàn)。我們堅(jiān)持守正創(chuàng)新，融合發(fā)展，通過‘國能海測(cè)1號(hào)’的研發(fā)為海上風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)的智能化、無人化發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！薄皣芎y(cè)1號(hào)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示。

　　百舸爭流，奮楫者進(jìn)。在調(diào)研階段，面對(duì)無先例參考、跨行業(yè)融合等多重挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入開展能源電力、機(jī)械工程、海洋工程等跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的技術(shù)調(diào)研，探索無人船動(dòng)態(tài)定位、水下機(jī)器人聯(lián)調(diào)、高精度探測(cè)器等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成總體性能、結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等多專業(yè)技術(shù)融合，在理論上實(shí)現(xiàn)平臺(tái)“探測(cè)精度、作業(yè)效率、安全性能”多維度的提升。

　　在設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地將無人船、水下機(jī)器人、自主研發(fā)的傳感器等多個(gè)系統(tǒng)融為一體，同時(shí)搭載聲、光、電、磁多種探測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)的跨產(chǎn)業(yè)融合，一舉實(shí)現(xiàn)海纜故障精準(zhǔn)定位、出海探測(cè)自主導(dǎo)航、靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜海況，幫助運(yùn)維團(tuán)隊(duì)掌握水下設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為未來的維護(hù)和升級(jí)提供數(shù)據(jù)支持。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在“國能海測(cè)1號(hào)”上應(yīng)用了一體化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集平臺(tái)無人船、水下機(jī)器人、傳感器等各類設(shè)備的全量數(shù)據(jù)，并在常規(guī)風(fēng)電監(jiān)控的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新融合了海纜埋深、破損探測(cè)、故障點(diǎn)精確定位等功能，實(shí)現(xiàn)“海上風(fēng)電+智能運(yùn)維”的多元一體化監(jiān)控。

　　在建造階段，建設(shè)團(tuán)隊(duì)面臨著無人船建造、水下機(jī)器人調(diào)試、動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)校準(zhǔn)等多項(xiàng)難題?！拔覀儾粌H要攻克技術(shù)難題，還要綜合考慮實(shí)際應(yīng)用中的各種復(fù)雜情況?！比紊倭x說。在無人船的建造過程中，團(tuán)隊(duì)按照“人停設(shè)備不?！钡牡拱喙ぷ鳈C(jī)制，緊抓每一個(gè)窗口期，爭分奪秒完成了所有建設(shè)與調(diào)試工作。

　　“國能海測(cè)1號(hào)”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(dá)460千米，具備遙控航行、自主航行和人工駕駛3種工作模式。無人船安裝動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)，能夠在3級(jí)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(dá)、360度攝像機(jī)、激光雷達(dá)等先進(jìn)設(shè)備，360度實(shí)時(shí)顯示周圍海況，確保陸上操作人員全面掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。這些無人化性能，使船只能夠在更加復(fù)雜的海洋環(huán)境中高效作業(yè)，大幅提升作業(yè)窗口期。

　　首航成功 智能運(yùn)維照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

　　1月8日15時(shí)許，在龍?jiān)措娏K如東海上環(huán)港風(fēng)電場(chǎng)升壓站碼頭，技術(shù)人員遠(yuǎn)程操控，“國能海測(cè)1號(hào)”無人船載著重約300千克的水下機(jī)器人緩緩駛離碼頭，開始執(zhí)行我國海上風(fēng)電首次無人化海纜探測(cè)任務(wù)。

　　據(jù)工程師介紹，“國能海測(cè)1號(hào)”的作業(yè)流程主要分為4個(gè)階段：任務(wù)規(guī)劃與準(zhǔn)備、出發(fā)與巡航、水下機(jī)器人布放與回收、數(shù)據(jù)處理與分析。

　　在任務(wù)規(guī)劃與準(zhǔn)備階段，項(xiàng)目人員細(xì)致設(shè)定航行路徑、任務(wù)點(diǎn)及作業(yè)模式，檢查各設(shè)備的狀態(tài)，確保一切就緒。進(jìn)入巡航階段后，無人船根據(jù)設(shè)定的路徑自主航行，宛如一位經(jīng)驗(yàn)豐富的航海家，憑借先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并避開障礙物，確保航行的安全性和高效性。

　　到達(dá)指定位置后，無人船將布放水下機(jī)器人，并通過電纜保持通信和電力供應(yīng)。機(jī)器人根據(jù)任務(wù)需求執(zhí)行水下探測(cè)任務(wù)，如海纜探測(cè)、腐蝕檢測(cè)、地形地貌掃測(cè)等。完成任務(wù)后，機(jī)器人通過無人船的布放回收裝置返回船上。

　　在數(shù)據(jù)處理與分析階段，無人船將機(jī)器人采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至岸基控制基站，生成詳細(xì)的探測(cè)報(bào)告，為后續(xù)的決策和行動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。

　　“國能海測(cè)1號(hào)”投運(yùn)后，將顯著提升海上風(fēng)電的運(yùn)維效率與經(jīng)濟(jì)效益。下水實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，探測(cè)平臺(tái)耗時(shí)從22天大幅縮短為2天至3天，檢測(cè)精度提升10倍以上，其中埋深探測(cè)、路由定位、故障點(diǎn)探測(cè)精度均達(dá)到±0.1米，海纜故障定位成本降至國外同類產(chǎn)品的十分之一，運(yùn)維效率的提升可避免數(shù)千萬千瓦時(shí)的電量損失。隨著平臺(tái)的逐步完善和推廣，它將為更多的海上風(fēng)電場(chǎng)提供全方位的智能巡檢服務(wù)，確保每一臺(tái)風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　責(zé)任編輯：沈馨蕊