海洋环境

海上风电是一种绿色能源，目前受到越来越多的关注，海上风电设施防腐蚀技术已成为当下的研究热点。首先，阐述了海洋环境中设备的腐蚀机理，继而介绍了海上风电设施常用防腐技术，包括防腐涂层、阴极防护、预留腐蚀裕量法等；然后，结合实例，重点介绍了飞溅区新型防腐手段中的热喷涂与矿脂包覆覆层防腐蚀技术；最后，简单分析风电设施防腐检测与检修技术，并介绍了我国已建成并网发电的广东珠海桂山风电项目所用的腐蚀防护手段，以期为提高我国海上风电防腐水平提供参考。

发展海上风电是实现 “双碳”目标的重要举措。直流海缆是海上风电输电工程的重要装置，而海缆稳态载流量等研究对推动远海风电大规模开发具有重要意义。近年来高压直流海缆稳态载流量的相关研究考虑海洋环境因素较为单一且未充分考虑绝缘层温差的限制。文中建立了500 kV直流海缆与海水系统的电-热-流耦合模型，研究了单根和双极海缆在不同敷设方式下垂直洋流(垂直于海缆长度方向流动的洋流)流速，考虑绝缘层温差限制、双极不同间距等对载流量的影响。结果表明，相较于仅考虑线芯温度70 ℃限制，综合考虑绝缘层温差20 ℃限制的载流量更小，且相较于其他敷设方式，直埋敷设时绝缘层温差20 ℃限制对载流量的影响更小；双极海缆的载流量随双极间距增大而增加，流速为0.1 m/s时涡旋对海缆载流量有较小的提升作用；在绝缘层温差为6 ℃附近，电场发生翻转。研究结果可为敷设方式的选择以及载流量的预测和评估提供重要指导和参考。

高压直流海底电缆作为海上风电远距离送电的关键设备，在海洋环境中面临着诸多挑战。为了有效监测和管理这些电缆的状态，状态感知技术显得尤为重要。

本项目对海上风电场全景监控和预测性维护技术进行了研究，开发了相关系统。在监视方面，提出一种海上风电全景一体化监控架构，首次建立辅控系统CIM 模型，实现了主辅设备的统一建模及海上升压站全数字化；功率预测方面，提出可在线校正的海上风电功率预测方法，针对高变化率的海风实时修正预测模型，解决传统预测模型自适应差问题，提升了海上风电功率预测精度；功率控制方面，提出计及多因素和约束条件下海上风电有功功率控制方法及计及多时间尺度的无功设备两层协调控制方法，攻克了大惯量风电机组有功功率调节慢且精度不高的问题，实现了风电机组、无功设备功率调节次数的最优化及无功电压精准控制；运维方面，提出一种大数据趋势特征拟合的海上风机故障预测方法，结合海洋环境数据，建立多种风机劣化概率随机模型，风电机组潜在性故障判别有效率可达85%以上，实现海上风电场预测性维护。项目成果通过中国电机工程学会鉴定，结论为：“项目内容具备推广应用价值，填补了国内外空白，整体达到国际领先水平”。 项目成果目前在国内外没有同类产品可以比较。在统一模型、统一监视方面，国内外无相对应技术或产品；在控制和预测方面，技术指标处于国内外领先水平；率先建立的预测性维护体系，实现了海上风电场的智能运维。 项目成果已在25个海上风电项目中应用，对我国海上风电健康发展起到积极促进作用。从海上风力发电企业考虑，有利于降低海上风电场建设和运维成本，改善运维人员工作环境，提升企业运维水平及生产效率，增强企业的市场竞争力，年均节约运维成本约100万元；从整个新能源发电产业考虑，能够提升海上风电场可控性，有利于促进海上风电产业的发展，进而为减少碳排放，降低环境污染做出贡献。 项目成果能够为海上风电项目后期运行维护、系统协调、电网服务、资产管理等方面提供有效的技术手段和管理平台，应用前景广阔。

​近日，国网福建电力牵头的《交流电条件下金属导体材料的腐蚀测试方法》、国网天津电力牵头的《海洋环境钢筋混凝土结构暴露区域划分方法》2项国际标准化组织（ISO）国际标准获批立项。截至目前，公司累计牵头立项国际标准183项（其中ISO国际标准7项），牵头制定国际标准88项，数量在央企中处于领先地位。

本研究成果属于电力工程输电设备腐蚀评价及防护领域，涉及腐蚀监测、腐蚀分布图绘制及杆塔腐蚀防护技术。南方电网所处地区环境复杂，且多为高温潮湿和海洋环境，长期服役于此自然环境中的输电杆塔会遭遇各种腐蚀破坏，严重影响电力输送的安全。 本项目采用理论分析、现场测量、试验研究和实际应用验证等手段，对日前输电线路设计、运行中够待解决的输电线路金属大气腐蚀实时监测技术、大气腐蚀评估预警模型、金属大气腐蚀分布图绘制方法、大气腐蚀防护技术措施等关键技术问题进行了系统深入研究，提出输电线路金属大气腐蚀等级划分和评估方法，绘制了南方电网金属大气腐蚀分布图，研制了输电线路金属大气腐蚀监测装置，开发了输电线路金属大气腐蚀监测预警系统，提出了输电线路金 属大气腐蚀防护技术手段，研究成果对于提高输电线路抵御金属大气腐蚀的综合能力、提升电网安全稳定运行具有重要意义。

本研究成果属于电力工程输电设备腐蚀评价及防护领域，涉及腐蚀监测、腐蚀分布图绘 制及杆塔腐蚀防护技术。南方电网所处地区环境复杂，且多为高温潮湿和海洋环境，长期服役于此自然环境中的输电杆塔会遭遇各种腐蚀破坏，严重影响电力输送的安全。 本项目采用理论分析、现场测量、试验研究和实际应用验证等手段，对目前输电线路设 计、运行中驱待解决的输电线路金属大气腐蚀实时监测技术、大气腐蚀评估预警模型、金属大气腐蚀分布图绘制方法、大气腐蚀防护技术措施等关键技术问题进行了系统深入研究，提出输电线路金属大气腐蚀等级划分和评估方法，绘制了南方电网金属大气腐蚀分布图，研制了输电线路金属大气腐蚀监测装置，开发了输电线路金属大气腐蚀监测预警系统，提出了输电线路金属大气腐蚀防护技术手段，研究成果对于提高输电线路抵御金属大气腐蚀的综合能力、提升电网安全稳定运行具有重要意义。主要创新点：