建院75年來，西北院始終踐行國(guó)家戰(zhàn)略，堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展理念，構(gòu)建起規(guī)劃咨詢、勘測(cè)設(shè)計(jì)、工程承包、投資運(yùn)營(yíng)全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，形成代表國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)服務(wù)體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和科技創(chuàng)新體系。編制了新能源領(lǐng)域多部國(guó)家和行業(yè)技術(shù)規(guī)范，承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)重大科技項(xiàng)目攻關(guān)，多項(xiàng)參建工程獲得國(guó)家和省部級(jí)優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)。
作為新能源領(lǐng)域的行業(yè)拓荒者、戰(zhàn)略踐行者、創(chuàng)新引領(lǐng)者，西北院立足海上光伏先發(fā)優(yōu)勢(shì)，綠色為體、創(chuàng)新為翼，發(fā)展坐標(biāo)清晰明確。為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、保障能源電力安全供應(yīng)注入強(qiáng)勁動(dòng)能。
▲新華社記者 張武岳 攝
西北院作為國(guó)內(nèi)首個(gè)樁基固定式海上光伏項(xiàng)目的EPC總承包建設(shè)單位，克服了海面大風(fēng)、涌浪、浮冰、高濕度、濃鹽霧、高輻照、海水微生物侵蝕等技術(shù)挑戰(zhàn)，在技術(shù)創(chuàng)新、裝備研發(fā)、數(shù)字化應(yīng)用等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)突破，成果豐碩，各項(xiàng)進(jìn)展令人矚目，在技術(shù)創(chuàng)新的多個(gè)層面均位居全國(guó)前列。為全球海上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的“中國(guó)樣本”。
該項(xiàng)目位于山東省煙臺(tái)市招遠(yuǎn)市境內(nèi)北部的萊州灣海域，總規(guī)劃面積約6.44km²，場(chǎng)址距海岸邊最近距離約2.0km，最遠(yuǎn)距離約6.2km，場(chǎng)址區(qū)水深約8.5-11m。項(xiàng)目交流側(cè)額定容量400MW，直流側(cè)安裝容量539.3274MWp，由121個(gè)光伏子方陣組成。設(shè)計(jì)采用710Wp雙面雙玻單晶異質(zhì)結(jié)組件+固定式支架+組串式逆變器方案，單套支架單元采用豎向16×52的布置方式，光伏區(qū)共安裝759616塊組件，913套支架單元。
單套支架單元長(zhǎng)69.2米、寬38.1米，其面積超過了6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的大小，四樁支撐，首創(chuàng)了全球最大光伏支架跨度，其規(guī)模為全球光伏支架單元之最。
項(xiàng)目建成后，預(yù)計(jì)年平均發(fā)電量6.94億千瓦時(shí)，等效減少標(biāo)煤消耗約20.87萬噸，減排二氧化碳約53.58萬噸，相當(dāng)于植樹造林1562公頃，為“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供有力支撐。
在海上光伏建設(shè)過程中，密集型群樁施工是核心難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)打樁裝備面臨“定位精度差、移船效率低、抗風(fēng)浪能力弱”等三大難題，難以滿足高密度樁基陣列的施工要求。西北院組建專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)、武漢理工大學(xué)等科研院校，歷時(shí)2年攻關(guān)，成功自主設(shè)計(jì)自主研發(fā)全國(guó)首臺(tái)(套)海上光伏智能建造裝備——“電建海裝001”。
該裝備長(zhǎng)66.6米、寬22米，型深4.5m，吃水3.2m，創(chuàng)新性的采用了“四樁+四錨”定位方式、“臺(tái)車+錨機(jī)”雙向移船技術(shù)、舷側(cè)工裝多樁同步定位技術(shù)、船舶智能運(yùn)行技術(shù)、雙機(jī)懸吊打樁等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是一套全新的海上光伏智能建造裝備，兼具打樁、電纜橋架安裝、電纜敷設(shè)等多種海上作業(yè)能力。
高效移動(dòng)定位技術(shù)具有快、準(zhǔn)、穩(wěn)的施工特點(diǎn)，移動(dòng)絞車單次最大拋錨距離400m，一次拋錨可完成5～6次裝備移動(dòng)，較傳統(tǒng)裝備效率提高2～4倍，將北斗定位技術(shù)與移動(dòng)臺(tái)車相結(jié)合，定位精度較傳統(tǒng)裝備提高2～4倍，四樁+四錨+防橫傾系統(tǒng)配合使用，裝備穩(wěn)定性提高1～2倍。
雙吊機(jī)懸吊打樁高效施工技術(shù)作業(yè)半徑可覆蓋40m，實(shí)現(xiàn)吊樁打樁一體化作業(yè)。
多樁高精度同步定位技術(shù)采用可回收舷側(cè)工裝定位，配置雙樁同步作業(yè)裝備，采用直徑可調(diào)抱箍，可適用于0.6-1.5m樁徑或變徑樁基施工，同時(shí)保證了樁基施工的定位精度、貫入度和垂直度等設(shè)計(jì)要求。
依托中廣核煙臺(tái)招遠(yuǎn)400MW海上光伏項(xiàng)目(HG30)項(xiàng)目，西北院圍繞項(xiàng)目數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景及需求，開展海上光伏建設(shè)期數(shù)字化實(shí)施工作，以實(shí)現(xiàn)海上光伏建設(shè)施工方案科學(xué)化、項(xiàng)目管理數(shù)字化、施工建造智能化。圍繞項(xiàng)目數(shù)字化應(yīng)用需求，對(duì)項(xiàng)目各單位工程開展BIM模型設(shè)計(jì)工作，確保BIM模型成果滿足項(xiàng)目各階段應(yīng)用要求，同時(shí)以編碼為紐帶，建立BIM模型和工程數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成一個(gè)模型、一套數(shù)據(jù)、一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的BIM數(shù)據(jù)中心，為工程建設(shè)、系統(tǒng)應(yīng)用提供BIM數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，通過BIM開展施工工藝模擬，施工組織設(shè)計(jì)仿真模擬，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，提高方案的可行性和科學(xué)性。基于BIM的智慧工程項(xiàng)目管理應(yīng)用，采用技術(shù)整合、功能整合、數(shù)據(jù)整合、業(yè)務(wù)整合等技術(shù)手段，將新一代信息技術(shù)與工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)深度融合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理信息化，提高項(xiàng)目管理的效率。通過GIS、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)海上作業(yè)的人員、船舶動(dòng)態(tài)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備全流程管控業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能化及自動(dòng)掃描、記錄、分析、識(shí)別等功能，以智能化手段降低現(xiàn)場(chǎng)人、材料、機(jī)調(diào)度的復(fù)雜性，優(yōu)化資源配置，提升現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平。
在“數(shù)字中國(guó)”戰(zhàn)略引領(lǐng)下，西北院將數(shù)字化技術(shù)深度融入海上光伏全生命周期，打造“筑能”數(shù)字海光平臺(tái)，以“1131”體系構(gòu)建行業(yè)首個(gè)投建營(yíng)一體化數(shù)字化生態(tài)。
一個(gè)底座
構(gòu)建一個(gè)基于BIM+GIS的數(shù)字孿生底座，全面掌控海上光伏建設(shè)運(yùn)行狀態(tài)。
一個(gè)平臺(tái)
打造一個(gè)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合決策平臺(tái)，提升海上光伏投建營(yíng)管控效能。
三大應(yīng)用
面向工程項(xiàng)目投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段，開展投資決策分析、三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能施工建造、智慧運(yùn)維等應(yīng)用，支撐海上光伏全生命周期科學(xué)決策、保障進(jìn)度安全，提升工程質(zhì)量。
一個(gè)中心
形成一個(gè)生態(tài)級(jí)投建營(yíng)數(shù)據(jù)資源中心，促進(jìn)海上光伏上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)貫通、資源共享、業(yè)務(wù)協(xié)同。
與傳統(tǒng)陸地光伏相比，針對(duì)樁基固定式海上光伏布置集中密集、樁基定位精度高、支架結(jié)構(gòu)尺寸大且數(shù)量多、海上運(yùn)輸量大、碼頭條件要求苛刻、陸上與海上施工設(shè)備投入及工序匹配度要求高、邏輯施工順序嚴(yán)密等難點(diǎn)，西北院創(chuàng)新制定光伏支架單元“碼頭流水拼裝+翻轉(zhuǎn)吊裝+帶傾角海上運(yùn)輸+海上整體安裝”關(guān)鍵施工技術(shù)，大幅減少海上作業(yè)量和施工風(fēng)險(xiǎn)。在碼頭拼裝場(chǎng)地，作業(yè)人員通過流水線作業(yè)完成支架單元安裝工作：首先在專用拼裝胎具上完成螺栓球網(wǎng)架拼裝、檁條安裝、組件安裝、電氣施工、防腐施工等一系列工作，然后采用專用翻轉(zhuǎn)設(shè)備將支架單元從水平0°翻轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)安裝傾角，再通過帶傾角整體運(yùn)輸至海上光伏區(qū)的安裝位置。
這種“陸上制造+海上裝配”模式引用了模塊化施工的先進(jìn)理念，使單套光伏支架單元施工時(shí)間大幅縮短，海上作業(yè)人力減少60%，高空作業(yè)及水上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素減少50%。工程建設(shè)過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)制造了大跨度支架單元空中翻轉(zhuǎn)裝置、同頻滑移電動(dòng)平車、自升式樁頂作業(yè)平臺(tái)等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心施工裝備，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)樁基固定式海上光伏項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)空白，推動(dòng)海上光伏施工技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化、高效化發(fā)展，助力我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升，推動(dòng)我國(guó)海上新能源產(chǎn)業(yè)向規(guī)?；⒕G色化、智能化方向發(fā)展，為全球清潔能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)“中國(guó)方案”。
中廣核煙臺(tái)招遠(yuǎn)海上光伏項(xiàng)目(HG30)項(xiàng)目的順利實(shí)施，不僅是一組清潔能源數(shù)據(jù)的落地，更是我國(guó)在海洋領(lǐng)域踐行“雙碳”目標(biāo)的生動(dòng)實(shí)踐。西北院從全國(guó)首臺(tái)智能建造裝備的“硬核突破”，到數(shù)字化平臺(tái)的“智慧賦能”，再到施工工藝的“突破創(chuàng)新”，形成了多項(xiàng)海上光伏關(guān)鍵技術(shù)成果。目前獲得了電力行業(yè)優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎(jiǎng)和7項(xiàng)QC省部級(jí)成果獎(jiǎng)。研發(fā)取得專利120余項(xiàng)，其中發(fā)明專利50余項(xiàng)，形成3項(xiàng)核心工法，發(fā)表論文10余篇，另有8項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已立項(xiàng)，由西北院依托HG30項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)牽頭編制，為后續(xù)海上光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)建造提供依據(jù)。
中國(guó)電建西北院以全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，破解了海上光伏“水深難建、長(zhǎng)效難管、成本難降”的難題。這一“中國(guó)樣本”的價(jià)值，不僅在于技術(shù)突破本身，更在于其構(gòu)建了可復(fù)制的產(chǎn)業(yè)生態(tài)——從裝備制造到標(biāo)準(zhǔn)輸出，從綠色能源到海洋經(jīng)濟(jì)，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了兼顧效率與可持續(xù)性的解決方案。
