（中国大唐集团新能源股份有限公司 北京 100040）
引言
我国的风电产业自2008年开始大规模发展，近十年，我国培育出全球最大的风电市场。2019年全国风电新增并网装机2574万千瓦，风电累计装机突破2.1亿千瓦大关，基于电价调整、限电改善、风电企业财务好转三点原因，2019-2020年风电有望出现新一轮抢装潮。随着存量装机容量的不断增大，机组服役年限增加，以及平价上网全面推进，在平价上网时代，度电成本降低，运维成本压力也随之变大，加之一直以来不容忽视的风机事故，风电设备维护技术实力相对落后、经验不足是导致风电运行不稳定、设备故障频出的重要原因，风电企业的维护管理模式发展仍旧困难重重。目前风电企业仍处于初期被动运维阶段，在风电项目开发过程中，风机能否在额定运转时期内发挥最佳性能是衡量风场投资成败的关键因素之一，除风机本身有过硬的质量外，其生命周期内的运营维护更为关键，随着我国风电装机数量的不断增加，未来风电设备运维任务越来越重，要求也越来越高，亟需构建现代化的风电场维护管理体系。
1 风电场维护管理面临的问题
风电场发电设备包含机械、电力、电气、工业控制、材料、空气动力等相关学科和专业，同时风电机组结构复杂、负荷变化频繁、运行环境恶劣，长期与高温、高寒、风沙、潮湿、盐雾等环境相伴。因此，风电设备运维是一项系统而复杂的工程。我国风电起步较晚，同时工业制造水平也落后于世界先进水平，相比较于欧美先进的风电技术和运维模式，我们还存在很大差距。主要有以下几个问题：
（一）设备事故频发
我国风电大规模运行时间短，尚未形成适合风电场特点的运行维护管理体系。近几年，国内风电机组折翼、倒塔、起火等事故时有发生。这些风机事故给国家造成巨额经济损失，分析事故发生背后的原因，既与机组设计缺陷、生产质量问题有关，也与风机后期运维工作不到位，维护水平不高息息相关。
（二）运维策略后置
目前我国风电主要的运维策略是定期检修和故障维修相结合的方式，即除了规定的检修外，只有等到设备出现故障了再进行处理，从设备运行管理角度来说，这是运维的初级阶段，将设备的维修工作主要集中于设备故障后。一方面是因为我国装备制造状态监测水平较低、分析和诊断能力不足，另一方面我国风电技术大多来源于引进，对核心技术的掌握不够，往往是知其然而不知其所以然。此外我国风电行业对运维投入不够也是主要因素之一。
（三）监测手段缺失
目前我国风电运行阶段的监测主要集中于电气设备，而对一些风电部件，特别是关系到风电设备寿命、运行隐患的关键部件却缺乏有效的、系统的监测，如主轴监测、齿轮箱监测、实时振动监测、噪音监测等。监测的缺乏或不到位，导致运行阶段对风电设备的状态了解不足，对潜在的故障隐患没有有效的监测手段，无法跟踪故障发展趋势，只能做预防维护和故障维护，而不能预先发现并提前解决故障隐患。此外，对现有监测数据的运用和分析不够。
（四）分析方式落后
风电设备的状态分析是风险评估、可靠性分析、寿命管理、预知性维修等运维工作的前提。我国大多风电引进过程中只是引进了设备制造技术、控制系统等生产和运行相关的技术与设备，而对风电运行状态进行分析、评估相关的软件、工具和方法缺乏，同时分析方式、技能、经验也不能满足设备状态评估的要求。风电企业普遍信息化程度较低，大部分没有健全的分析系统，均停留在风电场级多套繁杂信息系统的现状，信息共享难以实现，集团业务之间无法形成协同效应，重复建设多，投入大、收益小。
（五）维护执行不到位
风电设备处于恶劣环境、高温、运动状态下，设备需要定期进行相应的维护。目前各大风电设备制造上都制定了设备定检标准和维护方案，但运维计划的制定缺乏科学性，缺乏对设备寿命、风险、发电量的综合考量。同时受制于人、财、物等成本考虑，一些运维没有按照计划执行。此外，部分运维人员技术能力不强、责任心不够，也导致设备维护执行效果受到影响。
（六）市场化运维监管缺位
市场化运维是指风电企业与专业的运维公司签定合同，由运维公司负责运维作业。目前承揽风机运维工作的厂家较多，且价格取费没有标准，同时由于维护方对风电机组的了解和专业技术实力欠缺，往往不能快速地处理设备问题，一些不合理的运维方法可能对设备形成损害。
另一原因是维护质量的监管不到位，未建立指标考核体系，可靠性指标、发电量没有与合同金额挂钩，甲方设备管理也不到位，对维护方没有进行质量监管和考核，导致维护质量不高，设备可靠性下降。
（七）专业人才稀缺
风电建设规模的快速增长不可避免地会导致风电专业人才的稀缺，而风电场的选址又比较偏远和困难，职工收入又不平衡，难以吸引优秀人才和稳定的人才，因此风电场人才主要是刚刚毕业的大学生。风电场的专业技术人员配置更加单薄，一般情况下一名专责工程师要同时负责多个专业，实际情况是“样样精通、样样稀松”。由于现场经验不足，运行维护管理不成熟，难以保证风电场安全稳定运行。
2 维护管理模式的研究与创新
在积极提升传统风电运维水平的情况下，风电运维管理模式也需要寻求新的突破。针对不同风机机型和技术，组建一支专业化的团队进行区域性运维服务从目前来看只是较为传统的方式。然而，依托“互联网+”、云平台以及大数据平台来管控风电场能够更有效率地解决故障问题。在“互联网+”、大数据以及人工智能炒得火热的今天，智能化应用在风电运维中已然成为一种趋势。目前的风电智慧运维模式大多是相似的，集中围绕故障预判以及远程诊断。但是随着风电运维管理逐渐走向标准化、规范化，未来的风电运维服务也将以大数据为基础，向智能化、数字化方向发展。通过进一步加强行业内的合作交流，实现资源、信息、经验的共享。在运营管理、技术改造、效能提升等方面进行探讨和合作，进而提高运营管理水平。
（一）应用先进的通信技术
建设使用风电场专用无线局域网络，基于该平台实现远程专家支撑系统、故障诊断分析专家系统、移动电子两票管理系统、实时位置跟踪和通信保障系统；开发适应风电管理的智能APP，实现生产流程的闭环管理，打破传统纸质两票管理模式，既能降低作业成本，又能提高生产管理水平。
（二）依托大数据技术开展智能分析
运用大数据等技术实现风机故障预判以及远程操控移动检修，将基于与大数据相融合的 ‘智慧运维’，由‘故障运维’向‘计划运维’转变，直至实现机组无故障运行。通过收集检测数据，运维团队所做的工作不仅是事后应对故障，而是要做到可以事前预测问题。可以将问题扼杀在萌芽状态，或者选择恰当的时机排除问题。一方面有了大数据远程监控预警，就能做到精益化管理；另一方面，应该借助目前发达的大数据、云平台等高科技手段来完备数据库。
在强化监测数据采集的同时，做好数据的分析，着力推动大数据分析系统，引进或开发先进的分析软件。探索寿命管理、可靠性分析方法。从设备的设计、制造阶段就建立起数据管理、风险评估等机制，将运行维护纳入到整个风电设备的全生命周期予以考量。
（三）信息共享和整合
通过建立行业通用接口的服务标准和信息化平台，实行一个新能源、一个新面孔。标准化的信息系统采用一站式，通过利用现有的信息系统开发成果，逐步打通数据链、简化生产管理程序，最大限度降低核心系统运维难度。制定信息化平台数据接入标准，打破信息化孤岛效应，各个信息系统将融合成为支撑新能源业务的一体化运营支持平台和预警决策平台。通过技术支撑、分析能力的提升采取多方位的应用，从人、财、物的全面管控，做到预测准确、预警到位、检修及时、成本最低。
（四）推动预防性运维
推行业务系统集中化、共享化和智能化。预测性运维是未来发展重要方向，随着大数据、云计算等新兴IT技术的广泛应用，应用新兴互联网技术提高风机运行稳定性和风电场发电效益已经成为行业新趋势。预测性风电运维的实现往往与庞大的风场运行数据息息相关，平台化的软件解决方案必然是今后发展的趋势之一。监测和监控是风电运维的“眼睛”，只有对风电设备的各部件的运行状态和数据进行了全面、合理的监控，才能及时了解风机及部件的运行参数，从而对风机进行综合评估。搭建数字风电场运营管理平台，在风电场数字化、集中化、远程化的趋势下，该平台将风电场管理工作的各环节有效打通，集中监测、故障预警、备件调度在数据化平台的作用下实现了更加高效的运维管理，同时基于机组运行海量数据及运维经验，不断对运维中各环节的数据进行挖掘并加以整合，努力缩短平均故障排除时间。
（五）实现“无人值班”或“少人值守”模式
实现该模式的主要难题是风机的设备可靠性，当风电场设备可靠性达到一定水平，管理模式与之相适应，充分利用“大数据”管理平台及时的发现设备共性问题，科学合理的制定风电机组定检和预检计划，充分发挥各类机型大数据的作用，做好风电机组的全寿命周期管理，利用大风季节多发电，利用小风季节做检修，提高检修效率，缩短检修时间，努力提高风电场盈利能力和管理水平。