黄海之畔，冬日暖阳。在江苏南通如东县波光粼粼的海面上，一排排海上风机在微风中轻轻转动。近日，国家能源集团龙源电力自主研发的行业首个海上风电海缆综合探测平台——“国能海测1号”成功首航，标志着我国海上风电运维技术迈入了全新的发展阶段，在海上风电技术创新领域树立了典范，有力推动海上风电事业向更为广阔的未来迈进。
超前布局 “新蓝海”呼唤新模式
作为新能源行业科技领军企业，龙源电力扎实落实集团公司“1331”科技创新战略，深化建设“1+1+4+N”科技创新体系，统筹兼顾一线难点痛点与前瞻性技术布局，围绕引领行业未来发展的重要首台套技术装备聚力攻坚。
海上风电是我国构建新型能源体系、建设海洋强国的重要战略方向。17年前，作为国内最大的风电开发企业，龙源人响应国家“风电出海”号召，按照“先试验、再小规模示范、后续大规模开发的思路”，在江苏如东的辽阔海域，建成了全球首个潮间带试验风电场等12个海上风电项目，实现了我国风电从0到1的突破，为我国海上风电产业的规模化发展作出历史性贡献。
图为龙源电力江苏如东海上环港风电场
沧海横流显砥柱，万山磅礴看主峰。从2018年到2024年的短短6年间，累计并网容量从不足500万千瓦增长到3910万千瓦，稳居全球榜首。随着我国近海风电资源开发利用趋近饱和，风速风频更优质的深远海成为海上风电未来发展“新蓝海”。据统计，我国深远海风能资源技术可开发量超过12亿千瓦，是近海的3至4倍。国家《“十四五”可再生能源发展规划》提出，推动深远海海上风电技术创新和示范应用。
2024年6月28日，全球首座风渔融合浮式平台——龙源电力“国能共享号”成功投产，龙源电力进军深远海再下一城。与此同时，龙源电力加速推进《海上风电海缆运行状态监测与快速故障技术研究》科技项目，旨在开发一套全国产化的无人化自主巡航海上风电综合探测平台，为未来挺进深远海做好坚实技术支撑保障。“国能海测1号”的出现，正是这一项目的成果结晶。
连接海上风机和陆上电网的海缆，承担者输送电能的重要作用，常年面临着严峻的安全性考验，盐雾腐蚀、海洋生物附着、极端天气、船舶锚害等自然环境导致危险系数成倍增加，影响着电力传输的稳定性，也带来了巨大经济损失。面对深远海风速更快、恶劣天气更多、传输距离更远的客观形势，海缆运维难度系数直线飙升。
“几年前我们遇到了一起海底电缆故障，修复周期长达3个月，仅故障定位就花费了近3周的时间，导致数以亿计千瓦时电量的损失。”龙源电力一位运维工程师回忆起几年前的一次经历，仍然感慨不已。
海缆故障定位难，除了海上作业窗口期短、海况复杂等特殊因素制约外，传统人工检测效率不高、结果不准的弊端也开始逐渐显露。“传统人工海缆检测需要配备一艘大型载人船、9名工作人员和一台海底探测器，船通过绳子拖拽着探测器在海里航行，探测器也依赖国外进口，检测精度远远达不到运维人员的期望值。”龙源电力工程技术公司高压系统所工程师任少义介绍说。打造面向海上风电未来发展的海缆探测新模式，势在必行。
首次突破 攻克技术创新难关
“作为全国首台无人化自主巡航海上风电综合探测平台，从项目设计到最终落地，每一步都充满了挑战。我们坚持守正创新，融合发展，通过‘国能海测1号’的研发为海上风电运维技术的智能化、无人化发展贡献力量。”“国能海测1号”项目负责人表示。
百舸争流，奋楫者进。在调研阶段，面对无先例参考、跨行业融合等多重挑战，研发团队深入开展能源电力、机械工程、海洋工程等跨领域、跨学科的技术调研，探索无人船动态定位、水下机器人联调、高精度探测器等多项关键技术，完成总体性能、结构、控制系统等多专业技术融合，在理论上实现平台“探测精度、作业效率、安全性能”多维度的提升。
在设计阶段，项目团队开创性地将无人船、水下机器人、自主研发传感器等多个系统融为一体，同时搭载声、光、电、磁多种探测设备，实现海洋经济的跨产业融合，一举实现海缆故障精准定位、出海探测自主导航、灵活应对复杂海况，帮助运维团队掌握水下设备运行状态，为未来的维护和升级提供数据支持。
不仅如此，研发团队还在“国能海测1号”上应用了一体化监控系统，实时采集平台无人船、水下机器人、传感器等各类设备的全量数据，并在常规风电监控基础上，创新融合了海缆埋深、破损探测、故障点精确定位等功能，实现了“海上风电+智能运维”的多元一体化监控，多维度实时监视和设备故障报警。
图为技术人员开展海上升压站扫测
在建造阶段，建设团队面临着无人船建造、水下机器人调试、动态定位系统校准等多项复杂环节。“无人船建造的过程，每一个细节都是对未来的承诺，我们不仅要攻克技术难题，还要综合考虑实际应用中的各种复杂情况。”项目负责人任少义说。在无人船的建造过程中，团队按照“人停设备不停”的倒班工作机制，紧抓每一个窗口期，争分夺秒完成了所有建设与调试工作。
“国能海测1号”无人船总长度为18米，宽度为4.1米，吃水深度0.76米，航程可达460公里，具备遥控航行、自主航行和人工驾驶三种工作模式。无人船安装动态定位系统，能够在三级海况下（浪高2.5米）保持±3米的定位精度，并通过配备海事雷达、360摄像机、激光雷达等先进设备，360度实时显示周围海况，确保陆上操作人员能够全面掌握现场情况。这些无人化性能使船只能在更加复杂的海洋环境中高效作业，大幅提升作业窗口期。
首航成功，智能运维照进现实
2025年1月8日下午3时许，龙源电力江苏如东海上环港风电场升压站码头，在技术人员的远程操控下，“国能海测1号”无人船载着重约300公斤的水下机器人缓缓驶离码头，开始执行我国海上风电首次无人化海缆探测任务。
据工程师介绍，“国能海测1号”的作业流程分为四个主要阶段：任务规划与准备、出发与巡航、水下机器人布放与回收、数据处理与分析。
在任务规划阶段，项目人员细致设定航行路径、任务点及作业模式，检查各设备的状态，确保一切就绪。进入巡航阶段后，无人船根据设定的路径自主航行，宛如一位经验丰富的航海家，凭借先进的导航系统自动识别并避开障碍物，确保航行的安全性和高效性。
到达指定位置后，无人船将布放水下机器人，并通过电缆保持通信和电力供应。机器人根据任务需求执行水下探测任务，如海缆探测、腐蚀检测、地形地貌扫测等。完成任务后，机器人通过无人船的布放回收装置返回船上。
图为“国能海测1号”首航作业
最后，在数据处理与分析阶段，无人船将机器人采集到的数据实时传输至岸基控制基站，生成详细的探测报告，为后续的决策和行动提供科学依据。
“国能海测1号”投运后，将显著提升海上风电运维的效率与经济效益。下水实测数据显示，探测平台耗时从22天大幅缩短至2至3天，检测精度提升10倍以上，其中埋深探测、路由定位、故障点探测精度均达到±0.1m，海缆故障定位成本降至国外同类产品的十分之一，运维效率的提升可避免数千万千瓦时的电量损失。随着平台的逐步完善和推广，它将为更多的海上风电场提供全方位的智能巡检服务，确保每一台风机安全稳定运行。
新时代呼唤新作为，新征程须有新担当。龙源电力坚持以“四个革命、一个合作”能源安全新战略为指导，深入践行集团公司“1331”科技创新战略，先人一步谋发展、快人一拍抢机遇，打造更多具有行业示范引领意义的龙源方案，为海上风电驶向“深远海”贡献国能力量。（任少义、杨景懿）
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