无人船驶向深远海 ——记海上风电行业首个海缆综合探测平台成功首航

来源：《中国电力报》 时间：2025-03-19 11:45

通讯员 任少义 杨景懿 中国电力报记者 莫非

　　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集团股份有限公司（以下简称“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

　　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。

　　作为新能源行业科技领军企业，龙源电力扎实落实国家能源集团“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。

　　17年前，作为国内最大的风电开发企业，龙源电力响应国家“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。

　　沧海横流显砥柱，万山磅礴看主峰。2018年到2024年，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倍至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，全球首座风渔融合漂浮式平台——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，承担着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，也造成了巨大经济损失。面对深远海风速更快、恶劣天气更多、传输距离更远的客观现实，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，导致大量电量损失。”龙源电力一位运维工程师回忆起之前的一次经历，仍然感慨不已。

　　海缆故障定位难，除受海上作业窗口期短、海况复杂等特殊因素制约外，还受传统人工检测效率不高、结果不准的影响。“传统人工海缆检测需要配备1艘大型载人船、9名工作人员和1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。

　　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、自主研发的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。

　　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，并在常规风电监控的基础上，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“海上风电+智能运维”的多元一体化监控。

　　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难题。“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。”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460千米，具备遥控航行、自主航行和人工驾驶3种工作模式。无人船安装动态定位系统，能够在3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度摄像机、激光雷达等先进设备，360度实时显示周围海况，确保陆上操作人员全面掌握现场情况。这些无人化性能，使船只能够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

　　1月8日15时许，在龙源电力江苏如东海上环港风电场升压站码头，技术人员远程操控，“国能海测1号”无人船载着重约300千克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”的作业流程主要分为4个阶段：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。

　　在任务规划与准备阶段，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。

　　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的运维效率与经济效益。下水实测数据显示，探测平台耗时从22天大幅缩短为2天至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±0.1米，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。

　　责任编辑：沈馨蕊