在连云港蔚蓝的黄海之滨，目前国内规模最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目建设正酣。近日，由中核集团旗下中核汇能/新华发电江苏公司主导研发的2台水下桩基自主检测机器人系统，在完成严苛的淡水测试后，正式进驻项目海域开启海上试验，标志着这片占地2.8万亩的“蓝色能源田”专属“水下医疗队”正式上岗。
据悉，该项目海下共植入超过六万根预应力混凝土管桩作为基础“骨骼”。为确保这一巨型工程的“健康”，此次投入海试的机器人系统将替代传统人工，对深藏水下的桩基进行全面、精准、高效的智能化“体检”，为海上光伏的安全稳定运行提供硬核技术保障。
让机器人获得持久的“生命力”
点蚀、缝隙腐蚀、微生物诱导腐蚀……对于深入海床数十米的光伏桩基而言，腐蚀如同无形的“慢性病”，悄无声息地侵蚀着能源“骨骼”。传统的人工下水检测，不仅风险高、效率低，在深远海区域更是难以实施。
延长桩基寿命、保障供电可靠性，必须依靠更智能的解决方案。团队决定研制一种能够在复杂海洋环境中完全自主工作的水下机器人。
“水下机器人需要携带‘高清眼睛’（摄像头）和‘声波听诊器’（声呐），主动接近桩基，对表面进行细致扫描。”水下桩基自主检测机器人系统技术负责人崔进军说，“不仅如此，它还需具备人工智能‘大脑’，能分析图像，自动识别腐蚀、裂纹、生物附着等‘病症’，准确率要求不低于95％。”
实现无线续航+精准导航
构想是美好的，但实现路径上面临着重重关卡。最大的挑战之一，在于如何让机器人获得持久的“生命力”。
传统水下机器人依赖电缆供电或频繁打捞换电，前者严重束缚活动范围，后者则效率低下，影响设备寿命。团队将目光投向了前沿的水下无线充电技术。
当前主流海下机器人主要依靠湿插拔连接的方式进行电能传输，这种方式需要机器人与充电桩精准对接，增加了控制成本和复杂性，也存在易磨损、易产生火花、不够灵活、不易维护等缺陷。为此，团队创新使用磁耦合谐振式无线电能传输技术，实现了对海下机器人的自主、便捷电力输送，从而使其进行不间断工作。据了解，新研制出的海下无线供电系统，单台充电功率可达10kW，在水下能保持超过90％的传输效率，提升了桩基检查及缺陷识别的作业效率。
“续航焦虑”被彻底解决。与此同时，在幽暗、波动的水下，如何让机器人知道自己身在何处，并精准到达每一根需要检查的桩基？另一项关键技术也取得突破——高精度水下定位与自主导航。项目团队进行了大量优化测试。在模拟测试中，让机器人完成静态悬停、复杂“S”型航迹、近桩绕行等高难度动作，不断优化定位算法。
最终，机器人的定位精度实现了从“百米偏移三米”到“千米偏差小于两米”的飞跃，为自主巡航和精细检测打下了坚实基础。
一场为期数月的“封闭训练”
任何精妙的设计，都需要实战的检验。在江苏公司常熟渔光互补项目的静水测试场，水下机器人开展了一场为期数月的“封闭训练”。
这场“训练”的课表堪称严苛，覆盖了八大核心科目：从定位精度、自动对接回收，到无线充电、双机协同调度，最后进行全流程闭环实战演练。
实战中，挑战接踵而至。回收对接时，水流扰动导致机器人左右摆动；无线充电桩在运输后，因内部线圈固定件松动，导致充电效率骤降；双机器人协同作业时，如何避免抢夺同一个充电桩……
没有回避任何一个问题。项目团队为回收对接流程划分了“远、中、近、入笼”四阶段，并逐步优化每一步的控制参数；为无线充电桩的所有关键螺丝涂上防松胶，彻底杜绝隐患；为双机设计了智能调度系统，让低电量或高优先级任务获得“优先就诊权”。
在一次次的调试与优化中，系统愈发稳健。测试数据显示，机器人单次对接回收成功率稳定在90％以上，无线充电保护功能有效率达到100％，双机协同能无冲突、不死锁地完成长时间任务。
“水下医疗队”获得“行医资格”
当最后一台水下机器人在常熟测试池完成闭环测试，这支“水下医疗队”已取得“行医资格”，正蓄势待发，准备奔赴真正的“战场”——连云港田湾海域。
目前，田湾项目207示范子阵的桩基与栈桥施工已全部完成，专门用于安装无线充电桩和回收笼的水下牛腿结构也已制作完毕。真实潮汐、风浪、浑浊海水将验证“水下医疗队”对光伏桩基常态化、自动化巡检的完整能力。
这不仅仅是一次技术示范，更是为未来大规模海上光伏电站、海上风电场的水下基础设施智能运维，开辟了一条全新的路径。
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