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中国海上风电至今走过了15年的发展历程。2007年,中国海油在渤海湾安装第一台试验样机;2009年,沿海各省纷纷启动海上风电工程规划,吹响了海上风电发展的号角;2010年,上海东海大桥海上风电场建成投产,这是中国海上风电发展史上里程碑的突破;2011年,广东省海上风电工程规划率先取得国家能源局批复,此后其他各省陆续颁布规划,在规划引领下,中国的海上风电在此后10年得到了长足的稳健发展。截至2021年底,全国海上风电累计装机约26.39 GW,装机跃居世界第一[1]。2021年我国新增海上风电装机容量达到16.9 GW,较上一年增加约452.3%,发展十分迅猛[2]。2020年9月22日,我国提出“2030年前实现碳排放达峰、努力争取2060年前实现碳中和”的目标[3-4],沿海主要省份“十四五”海上风电相关规划,继续大力发展海上风电,助力碳中和碳达峰目标实现,如表1所示。同时随着2021年海上风电抢装潮结束,中央财政自2022年开始不再对新建设的海上风电项目进行补贴。各省份陆续出台了新的海上风电补贴政策。补贴力度已大幅度下降。海上风电项目将逐步进入平价上网的时代[5]。
省份 政策文件 主要内容 江苏 《江苏省“十四五”可再生能源发展专项规划(征求意见稿)》 海上风电新增约8 GW 浙江 《浙江省可再生能源发展“十四五”规划》 全省海上风电力争新增装机容量4.5 GW以上,累计达到5 GW以上 广东 《关于印发促进海上风电有序开发和相关产业可持续发展实施方案的通知》 到2025年底,力争达到18 GW 山东 《关于促进全省可再生能源高质量发展的意见(征求意见稿)》 全省海上风电争取启动10 GW 海南 《海南省海洋经济发展“十四五”规划(2021—2025年)》 浅海域优选5处项目场址,总装机容量3 GW,2025年实现投产规模约1.2GW Table 1. "14th Five-Year" planning for offshore wind power projects in major coastal provinces
在装机容量跃居世界第一的背景下,在碳中和碳达峰长远目标引领下,在平价时代降本增效的困难面前,如何进一步提高项目进度策划质量,细化项目过程管理能力,做好项目进度管理,实现海上风电高质量发展将成为重要议题。
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海上风电项目进度管理主要分为前期准备阶段、项目实施阶段、调试运行阶段和竣工验收阶段。
前期准备工作需3个月工期,主要工作为备料图纸出图,施工单位确定,采购工作开展,合同签订等,策划整体逻辑如图1所示。
根据海上风电特点,海上升压站、风机基础部分基本采用钢结构形式,且不同机位钢结构的尺寸及重量均不一致,每个机位的钢结构预制及供应顺序直接影响风机基础施工进度及回路完整性,风机基础施工顺序及回路完整性直接影响风机吊装、支缆敷设顺序,风机之间形成完整回路方具备回路并网条件,因而各工序在逻辑上环环相扣,钢结构预制顺序在源头上影响到后续风机回路并网工作顺序。
综上考虑,到前期准备环节对后续回路并网影响,在前期准备阶段需提前统筹,就应以回路为原则,做好准备阶段备料图出图计划,预制单位、施工单位分标方案,并按分标方案完成招标采购合同签订工作。以国内某风电场为例,根据整体风电场特点,充分考虑首回路并网施工难度,各基础、海缆施工顺序影响,在勘察、设计、招标、施工等环节,提前策划各回路勘察工作,指导设计出图,根据顺序进行招标及施工策划工作,确保项目整体可控受控。
以广东某风电场项目举例,如图2所示:
项目实施阶段策划主要包含:送出工程、陆上集控中心、主海缆生产制造施工、海上升压站生产制造施工调试、支缆生产制造施工、风机工程(基础部分、风机部分、调试)等几部分。
如图3所示,海上风电项目策划阶段,红色框关键路径部分策划应根据各环节合理施工周期,制定首回路风机并网节点,同时各工序按照关键路径并网节点要求,倒排工期计划。
蓝色框重复单位工程部分策划应根据各项目建设环境、并网要求、资源投入力度等因素,合理选择平行施工作业面数量,力求达到预制厂家、运输船、施工船、吊装船数量相互匹配,资源利用率最大化。
以下梳理相关工程施工周期,供项目策划参考:
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根据广东区域某海上风电项目统计,基础工程主要工序大致所需时间如表2所示:
环节 所需时间 钢板(订货+制造) 60 d 单桩预制 45 d 套笼预制 30 d 导管架小桩预制 30 d 导管架预制 60 d 单桩基础施工(沉桩+套笼安装) 5 d/根 导管架基础施工(沉桩+导管架安装+灌浆) 30 d/台 嵌岩桩基础施工 60 d/台 Table 2. Main links and time required for foundation engineering
其中全年主要窗口期月份4—9月,单船单桩沉桩数量6~8根/月,单船导管架基础沉桩4~6台/月;窗口期不好月份10月到次年3月单船单桩沉桩数量2~4根/月,单船导管架基础沉桩2~3台/月。
策划阶段建议:
单桩基础形式施工工序少,施工周期短,在项目设计阶段可综合考虑施工成本和钢结构制造成本的前提下,优选单桩基础,可进一步缩短建设期,综合降低建设期成本。
海上风电施工受天气影响大,为进一步争取有限的窗口期,在项目开工第一时间需尽快开展基础、升压站备料图纸、开展钢板采购工作,同时根据项目特点,优选距离项目距离近,具备钢结构存储能力的加工企业。
基础施工顺序一定遵循发电回路原则,同时根据项目节点要求合理制定基础施工分标方案,通过多标段锁定更多船机资源,保障海上施工。
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根据广东区域某海上风电项目统计,风机工程主要工序大致所需时间如表3所示:
环节 所需时间 钢板(订货+制造) 60 d 风机主机组装 20 d/台 风机叶片制造 20 d/台 塔筒制造 40 d/台 单台风机安装时间 2~3 d/台 Table 3. Main links and time required for fan engineering
全年施工窗口期良好月份4—9月,单船风机吊装数量6台/月,窗口期不好月份10月到次年3月控制单船风机吊装数量1~2台/月。
策划阶段建议:
风机制造过程属于连续制造,但同一回路风机塔筒电气柜有三进线、两进线和一进线等不同形式,不同机位风机之间不能完全替换,因此风机排产顺序和制造时间直接影响到项目现场关键路径的推进,需要匹配基础施工顺序。
同时需充分考虑风机安装效率与单桩基础施工效率、风机塔筒叶片运输船数量匹配程度,风机开始时间定在基础完成一定数量后开展,滞后基础施工开始时间2~3个月后开展风机工程,同时以首批回路风机及海缆复杂位置风机为优先考虑,根据基础施工顺序,策划风机吊装顺序,争取按照回路完成基础施工、风机吊装。
在风机塔筒、单桩或导管架、海上升压站等钢结构生产阶段,要重点关注工厂的生产计划安排,针对工厂的原材料供货情况、产能、场地排产及工机具等情况,分析工厂的各个工序的安排是否合理,能否充分发挥该厂的产能,能否按照合同的交货时间要求完工[8]。
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根据广东区域某海上风电项目统计,海上升压站建造、安装工程主要环节大致所需时间如表4所示。
环节 所需时间 备注 设计工作 2个月 — 钢板备料制造 2个月 — 海上升压站制造 6个月 — 海上运输 海绑7 d
运输7~15 d根据运输距离及海上窗口期而定 海上升压站安装
(吊装+焊接)7 d — Table 4. Main links and time required for construction and installation of offshore booster station
策划建议:海上升压站建造工程作为风电项目并网关键环节,其建设完成节点直接制约项目并网时间,在策划阶段应提前做好设计准备工作,确保施工图与现场进度相匹配,同时应加强建设过程中监造,避免出现质量问题导致进度滞后。
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根据广东区域某海上风电项目统计,海缆工程主要环节大致所需时间如表5所示:
环节 所需时间 备注 海缆制造 6个月 — 海上运输 装船15 d
运输7~15 d视运输距离及窗口期而定 220 kV海缆施工工期 1个月 建议在海上升压站安装完成后再实施 35 kV海缆施工 1 d/根 建议在风机安装工程开工1~2个月后
开始实施Table 5. Main links and time required for submarine cable engineering
策划建议:
220 kV海缆敷设周期长,连续敷设周期需10~15 d左右时间,对海上施工窗口期要求高,策划阶段需重点避开台风及冬季风季节敷设,避免由于台风导致割缆事件,施工周期集中在每年的3—10月份。
35 kV海缆敷设船舶普遍抗风抗涌能力较差,施工过程受涌浪影响大,策划阶段尽量把敷设周期集中在每年的3—9月份。
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根据广东区域某海上风电项目统计,陆上集控中心工作内容包括土建工程、电气安装、调试工程工程等。其中土建工程主要工程量包括土方开挖约8 700 m³,土方开挖约2 500 m³,混凝土约3 400 m³,钢筋约400 t,砌体约3 540 m³,抹灰面积约19 000 ㎡,地面约5 500 ㎡。屋面保温层约3 100 ㎡。电气安装工程包括220 kV升压变及附属设备相关设备,40.5 kV铠装移开式交流金属封闭开关柜相关一次设备,计算机监控系统、继电保护和安全自动装置、在线状态监测系统等二次设备的安装、调试。调试工作包括陆上集控中心与电网电气设备联调、陆上集控中心与海上升压站电气设备联调、第一批风电机组(3台)与海上升压站电气设备联调等。
各主要环节大致所需时间如表6所示:
环节 所需时间 备注 陆上土建施工 8~12个月 电气安装 4个月 调试运行阶段 3~6个月 所有风机全部完成 竣工验收阶段 2~3个月 Table 6. Main links and time required for onshore centralized control civil engineering and electrical installation engineering
策划建议:
陆上集控中心为质量监督单位对工程质量检查重点,在项目策划阶段,应根据工程质量目标,提前做好检查策划。如计划创优项目,提前委托中国电力建设协会、专业档案管理机构、创优视频录制等外部单位对质量过程进行监督检查、对档案进行整理收集、对项目亮点进行挖掘记录。
创优项目在项目策划阶段,应提前做好项目亮点策划,装饰装修、园林景观等设计需委托专业设计机构及分包单位进行施工,打造及提升整体品质。
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海上风电项目施工设备主要是各类施工船舶,不同施工船舶的浮性、稳性及耐波性等性能差异较大,不同船舶的设计抗风能力、设计工作工况等有较大差别。其中影响海上风电施工的自然因素主要有风、波浪、海流、潮汐、浮冰、雨、雾、水深、台风等,其中水深、海流、潮汐等属于较为稳定的影响因素,浮冰、雨、雾、台风等因素属于短期影响因素,影响海上风电施工最大的因素是强风及波浪,强风往往伴随着强风浪。
为充分考虑海上风电场址的地理位置、地质条件、气候条件、海洋水文等条件对海上施工的影响,应充分利用施工窗口期提高工程建设效率。参照相关规范及国内海上施工单位的工程经验,海上施工建议停工标准如表7所示[9-10]。
作业环境划分 停工标准 停工工序 备注 台风 停工 所有工序 船舶停避风港 雷暴 强雷暴 高空作业、吊装 — 洋流 ≥2 m/s 船舶定位 定位精度控制 风速 ≥6级 高空作业、吊装 吊装安全限制 雾日能见度 ≤1 000 m 船舶运输 吊装安全要求 雨水降水量 ≥10 mm/d 高空作业、吊装 吊装安全要求 波浪 ≥2 m 高空作业、吊装 吊装安全限制 Table 7. Proposed stoppage standard for offshore construction
我国海域广阔,沿海近海区域风电设条件总体较为复杂,各近海区域差异大,存在冬季海冰、地震、淤泥、岩石/溶洞、浪涌、台风、大雾等不利建设条件,导致项目建设难度大、窗口期短、施工工期长[11]。各海域年可作业天数统计如表8所示。
序号 作业海域 年可作业天数 主要可作业月份 主要影响因素 1 黄海海域 170~200 d 4—10月 浮冰、季风 2 东海海域 120~150 d 3—9月 台风、大雾、季风 3 南海海域 100~120 d 3—8月 台风、土台风、
季风注:可作业天数来源于黄海、东海、南海区域项目可研材料。 Table 8. Statistics of operational days per year in each sea area
通过对项目各工程组成部分分析,根据项目的设计方案、技术路线、实施环境,在充分考虑可做业天数以及工序所需时间的基础上,制定合理的分标方案,投入匹配的施工资源,是一个海上风电项目进度策划成功的前提。
Brief Discussion on Schedule Management Planning of Guangdong Offshore Wind Power Project
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.006
- Received Date: 2022-09-28
- Rev Recd Date: 2022-11-07
- Publish Date: 2023-06-30
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Key words:
- offshore wind power project /
- project management /
- critical path /
- progress /
- planning advice
Abstract:
Citation: | HUANG Bin, WANG Donghui, YAO Yu. Brief Discussion on Schedule Management Planning of Guangdong Offshore Wind Power Project[J]. SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION, 2023, 10(S1): 38-46. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.006 |