摘要：陆上风电机组的维修模式主要有定期维护、故障维护、预防性维护。随着陆上风电机组运维经验积累，以预防性维护、预警性维护为主导的精益运维管理系统解决方案将会有更大的发展空间，其中需要用到先进的传感、机组状态监控、大数据及云平台等技术，最终通过精益运维管理，实现陆上风电场度电运维成本的有效降低。
关键词：陆上风电机组；精益运维；管理探讨
1.陆上风电机组精益运维的影响因素
1.1湍流抑制因素的影响
分析事故原因，无外乎三大方面，一是天灾，风电机组运行环境恶劣，极易遭受雷击、野火等自然威胁；二是人员，安全意识不强，技能水平不高，运维管理不到位；三是设备本身，风机零部件众多，发生损坏时无法及时发现，长时间带“病”运行最终造成机组不可逆的损伤，严重时引起倒塔等事故。
受限于早前研究所得的湍流模型，风电机组疲劳载荷评估结果偏差高达20%；此外，在风场湍流水平超过风电机组设计水平的情况下，按设计标准制造出来的风电机组就很难达到预期寿命，原本设计寿命20年的风电机组，在10年甚至8年的时候就会出现大部件劳损的情况。湍流可导致风电机组出现齿轮箱损坏、叶片开裂、基础开缝、发电量不达标等问题，这样风电场收益将难以实现。
1.2气动不平衡因素
叶片实际运行的工况较为恶劣、复杂，难免会跑桨、污秽（包括飞虫污染）、腐蚀、开裂、脱漆、脱落等问题，这些问题会导致叶片的气动特性被破坏，从而影响叶片的性能，进而导致三个叶片气动不平衡，致使机舱非常明显的震动，这个量级可达一倍及以上的振幅和振率，不仅使机组出现重复失速现象影响整个机组的出力，同时也可能带来设计之外的载荷，会对塔架、机舱等关键机械部件造成很大的负面影响，并且潜在的风险很大。
首先恶劣的自然条件是造成风电事故的最主要原因，而且有些灾害是不可避免的，比如要使风力机完全不被雷电击中和损坏是不可能的，但可以通过各种技术手段和预防手段来提高机组恶劣环境的适应性，降低自然灾害发生时的造成的损失。
1.3纠偏维护因素
在风电机组运行过程中，会不断受到变向、变力载荷的作用，会使机组部件运行偏离原始工况，变形量虽然肉眼很难观察，但真实存在且极为重要，对风电机组大部件的正常运行有很深的影响，如轴系水平度偏移、齿轮箱齿轮变形、发电机齿轮箱不对中等。
1.4技术监督方面
人员流动性大、专业化单一,未按技术监督实施细则和相关规程规定的要求，在设计审查、招标采购、设备选型及制造、安装调试及验收等阶段实行全过程的技术监督，仅在风电机组生命周期的中、后期运行、检修维护、技术改造和停备用等阶段实施技术监督，对风电机组生命周期的前期不掌握，不能及时发现和消除设计制造过程中出现的问题。大多数本可避免的风电事故往往是因为运维人员的“二次犯错”造成的，即机组相关运动发生错误或偏差后，现场人员不按照程序的规定盲目开展后续处理措施，违规操作造成严重后果。
2.陆上风电机组精益运维管理可行性分析
风电项目的工程造价中其他费用主要包括建设用地费、建设管理费、生产准备费、勘察设计费等，以上受风电技术影响较少，因而不在技术降本研究范围内。送出工程的造价主要取决于线路的长度，且一般应当按照电网公司“统一设计，统一设备，统一造价”标准执行，不宜改变成熟的技术规范和要求，也不做为技术降本的主要研究方向。
2.1安装工程
升压站设备安装的占比较小，且从技术上进行降本的空间不大。其余风机特种运输和安装则主要取决于风电机组和塔架设备选型。
集电线路占比最大，可通过集电线路精细化设计，合理设计线路降低造价。
2.2建筑工程
箱变基础和风电机组接地、水源等辅助工程、水环保恢复施工费等的占比较小，且从技术改进上难以取得明显的降本。风机基础占比最大，道路和平台占比次之，再次为升压站建筑，以上均为技术降本的主要研究方向。
2.3设备购置
升压站电气设备、风电机组箱变、安防等设备的费用占比小，且均是较成熟的设备，市场上可选厂商较多，采购价格一般较为平稳。风电机组、塔架、锚栓的费用占比较大，其中机组、塔架因新技术的应用，最具降本的可行性。
3.陆上风电机组精益运维管理措施
3.1架和基础定制化设计
塔架和基础在风电场工程造价中占20%以上。塔架的主要功能是支撑位于空中的风力发电系统，是风电机组的主要受力部件之一。在塔架设计中应保证具有足够的强度和刚度，以承受风力发电系统运行引起的各种载荷。对于非地震区和沿海地带，风载荷为风电机组和塔架结构设计的主要控制载荷。而基础支撑着风力发电系统和塔架，是平衡风电机组在运行中所产生的各种载荷的重要工具。基础设计是风电场设计的重要部分，必须考虑塔架的尺寸、标高、载荷、气象和工程地质等因素，利用成熟的设计软件进行计算。风电机组配套的塔架和基础设计，主要取决于风电机组的荷载。风电机组制造商设计时主要执行国标和IEC系列标准，风电机组的荷载包络线按照规定的10min平均参考风速，根据不同设计状态、风况模型、机组本身和电网其他情况等计算得出。由上文所述，由于IEC等级风况对于我国低风速风场的风况具有较高的冗余性，因而计算出的载荷数值也较为保守，存在一定的优化空间。
3.2轴系水平度偏移处理措施
风电机组核心部件处于地面较高处，除了高速运转的传动系统，机组整体由于受风力影响晃动，其发电机、齿轮箱、叶轮三部分的联接对中由于各种原因可能会造成一定偏差，需要在风电机组运行工况稳定后，有必要对其主传动链轴系对中情况进行检测，通过盘动叶轮旋转检查风电机组主传动链轴系每个点的水平度偏差在允许范围内，偏差较大时需要进行校正，对风电机组主传动链轴系找相对水平（风电机组机舱一般有5°的倾角）。
3.3按照依法监督、分级管理
对风电设备从设计审查、招标采购、设备选型及制造、安装调试及验收、运行、检修维护、技术改造和停备用的所有环节实施全过程技术监督和闭环管理，重点加强设计审查、招标采购、设备选型及制造、安装调试及验收等阶段的技术监督，委派专员做好设计审查、驻厂监造等工作，对受监范围做好管控，发现问题及时采取措施，持续跟踪处理结果，达到成效要进行评判，同时，对厂家处理问题要开展评价，对下一步工作提出建议。建立健全三级联动和管控机制，电科院对区域公司及所管理发电企业技术监督工作行使指导与监督职能，是技术监督、技术服务和技术支撑单位，应按要求开展技术监督管理及相关检验检测工作；区域公司是区域技术监督工作的管理主体，按照技术监督工作的有关要求，指导、监督、协调所管理发电企业的技术监督工作；风电企业是技术监督工作的主体，应依据有关技术监督政策、规程、标准、制度、技术措施等积极主动开展技术监督工作，对技术监督工作负直接责任。
结束语
陆上风电机组由于缺乏响应电力系统频率的调频机制，导致其难以向电力系统提供调频功率支撑，同时风电机组无功电压控制能力未得到充分利用，二者相互叠加，将极大地限制高比例风电接入后电力系统调节与抗扰动能力，对电力系统频率和电压稳定性的影响日益显现。陆上风电机组的精益运维管理可实现风电机组与电力系统的灵活互动。
参考文献:
[1]任清晨.风力发电机组安装?运行?维护[M].北京：机械工业出版社，2014.
[2]叶杭冶等.风力发电系统的设计、运行与维护[M].北京：电子工业出版社，2010.