海上風電場安全保障措施探究

李鵬宇 交通運輸部南海航海保障中心廣州航標處

常鵬 交通運輸部南海航海保障中心

海上風電場是利用海上風力資源發電的新型發電設施。當前石油資源形勢日益嚴峻，各國均將目光投向了風力資源巨大的海洋。近年，我國先后制定《可再生能源發展“十三五”規劃》、《風電發展“十三五”規劃》等，將海上風電發展列為重點發展方向并著手大力建設海上風電場。

1.海上風電場的基本構成

海上風電場是一個復雜的系統工程。一個典型的海上風電場主要包括以下幾部分，如圖1所示：

（1）海上測風塔設施（建設前期數據搜集）；

（2）海上風力發電設施，主要指風機及其配套設施；

（3）海上升壓站；

（4）海底電力傳輸系統，主要指海底電纜及其相應保護裝置；

（5）陸上終端，主要指陸上岸基的升壓站。

2.海上風電場的分類

海上風電場根據所在海域特點，一般分為三類，即：潮間帶和潮下帶灘涂風電場、近岸風電場、深海風電場。

潮間帶和潮下帶灘涂風電場：指理論最低潮位以下5米水深內的海域。由于潮間帶水深較淺，水深變化大，對施工船和施工設備制約較大，一般需要趕潮施工作業或施工船坐底施工；

近岸風電場：指理論最低潮位以下5-50米水深的海域；這類風電場通常會占用條件良好的自然航道或習慣航路。

深海風電場：理論最低潮位以下大于50米水深的海域；這類風電場建設成本較高，施工難度大，在我國規劃建設的比較少。

3.海上風電場各生命周期存在風險

目前，我國海上風電場的生命周期主要分為規劃階段、施工建設和運維階段，且各階段對船舶航行、助航標志和通導設備都存在或多或少的影響。

3.1 規劃階段風險

規劃階段主要包括三項內容：項目規劃審批需要報國家能源主管部門（國家能源局），用海審批需要報國家海洋主管部門（自然資源部），通航安全分析需要報海事局。前期各主管部門介入不一，標準不同，容易導致風電場選址不科學。如：《海上風電開發建設管理辦法》規定：海上風電場原則上在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時海域水深不得少于10米的海域布局。但在水深不小于10米的海域，多有船舶習慣航路或推薦航路。風電場選址對海上交通安全形成較大挑戰。

3.2 施工階段風險

海上風電場項目占用水域較大，存在海纜敷設、施工水域跨度大、施工工藝多、周期長等復雜情況，容易受到惡劣天氣影響，對海上交通安全造成較大壓力。

以珠海金灣風電場為例，該項目離岸距離約10km,占用海域約51km2。項目北側距離中小船南北習慣航路約2km，南側有?？?廣州、湛江-粵東等多條航線，最近距離約2km?？梢婍椖烤嚯x多條航道距離較近，對船舶航行安全造成一定影響。

3.3 運維階段風險

目前，我國尚未成立專業的海上風電場運維隊伍，缺少運維專用碼頭、船艇和設備等。海上風電場建成后，將面臨內部運維風險（海上高空作業、特種作業等）、外部干擾（社會船舶走錨、誤入）、天氣影響（寒潮、臺風、大霧）等問題。表1列出了海上風電場各生命周期的主要風險。

3.4 對船舶航行、助航標志和通導設備的影響

（1）對船舶航行安全的影響。因上文提及的海上風電場選址原則和沿海習慣航路的沖突，基本上海上風電場都會對通航產生影響。原因如下：

a）減少了通航水域的寬度，使通航密度增大，易導致碰撞風險；

b）能見度不良、臺風等惡劣天氣情況下，易發生船舶碰撞、觸碰風機等事故；

c）海底電纜鋪設段會影響船舶錨泊；

d）風機有一定高度，對駕駛員實現造成遮擋，影響瞭望和操作；同時，駛近風機時，風流壓差導致偏離航路，也存在觸碰風機設備的危險。

（2）對助航標志的影響。風電場建設期間，背景燈光對目視航標燈光產生影響，船舶易混淆，減弱航標助航效能；建成后營運期，會增加附近助航標志的辨識難度。

圖1 海上風電場構成示意圖

表1 海上風電場各生命周期的主要風險

（3）對海上通導設備的影響。無線電通信導航是船舶安全航行的輔助手段，包括VHF、雷達、差分定位系統、AIS、北斗衛星導航等。目前為止未見建成的風電場項目對上述無線電導航設備產生明顯影響。

4.不同階段風險的應對措施

海上風電場不同建設階段面臨不同風險，需要圍繞各階段的特點提出有針對性的應對措施。

4.1 規劃階段應對措施

（1）在海上風電場規劃選址階段，各風電企業要廣泛征求國家能源、海洋、海事、口岸等主管部門意見，從生態保護、資源利用、航道安全、海事安全等多角度考慮，科學選址，防范風險。

（2）建議國家相關主管部門牽頭，研究制定海上風電場項目選址的統一標準，對選址與生態環境、船舶航路、港區錨地、航道的關系做出相關規定，指導海上風電場選址工作科學有效開展。

（3）建議國家出臺統一的技術標準，形成行業規范，更好指導海上風電場項目初步設計、施工設計、陸地制造、海上施工、運行維護等具體工作，提升效率，確保安全。

4.2 施工階段應對措施

（1）配布必要的助航設施。為降低風電場建設與海上交通安全的相互影響，航保部門應依照《中國海區水上助航標志》、《海區浮動助航標志配布導則》等標準，采取目視航標、AIS航標、遙測遙控技術結合的方式，警示周邊船舶謹慎駕駛。

（2）做好施工期通訊保障和現場警戒。風電場施工區域距離岸線較遠，手機通訊、AIS信號通訊等不穩定，需在施工船舶加裝相應基站設備，為施工提供一定通訊保障。加強施工水域的警戒值守，照亮施工水域，設置警示標牌。

（3）明確施工保障條件。施工企業需充分考慮作業區域的氣象條件，制定風電場建設可行性報告、施工組織設計、通航安全評估報告、應急保障方案等文件，嚴格掌握施工各環節的作業條件，超出作業條件要立即停工撤離。

4.3 運維階段應對措施

（1）配布合理的助航設施。風電場建成后，航保部門應根據《IALA關于海上風電場警示標志建議》、《中國海區水中建（構）筑物標志規定》、《海底電纜管道保護規定》等標準，設置助航設施和警示標志。同時建議安裝聲波信號裝置，其作用距離應不少于2海里。建議在風機底部位置（航標燈盲區）安裝反光標識帶，設立防撞緩沖裝置，配備一定數量救生設備。

（2）建立海上風電場交通預警平臺。研究制定預警平臺相關標注和技術要求，建議在風場外圍風機、升壓站裝備一定數量的CCTV、雷達、AIS、VHF設備及聲光報警裝置，融合先進的物聯網絡、船舶安全航行數學模型、氣象信息分析等，實現對風場周圍目標的監測追蹤，提升風場主動預防危險的能力。

（3）建立運維設備和人員跟蹤系統。可利用射頻識別技術（RFID）、遠距離無線電技術（LoRa）等，將運維設備、人員和管理中心互聯互通，實現管理中心對設備和人員的實時跟蹤和管理，提升應急反應能力。

（4）建議參考國際相關標準和他國經驗，結合我國海上交通實際情況，盡快出臺海上風電場各生命周期的助航設施配布指南及技術標準。

5.結束語

2018年發布的《廣東省海上風電發展規劃(2017—2030年)(修編)》提到，僅在廣東沿海就有包括桂山、珠海金灣、南鵬島、陽江沙扒等26 處海上風電場候選址，規劃總裝機容量將達到1071萬kW。航海保障部門應積極參與海上風電場建設和運維，發揮航海保障技術優勢，服務地方發展，促進自身轉型升級。