祁晓华
内蒙古粤电蒙华新能源有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010020
摘要：随着风力发电产业的迅速发展，风力发电等可再生能源的使用比例越来越大，对电力设备的运行效率和质量提出了更高的要求，因此，风力发电设备的运行维护管理显得愈加重要。本文结合风机运维实例，对风力发电设备运维管理中存在的问题进行分析，并结合工作经验，最后提出加强风力发电设备运维的管理措施。
关键词：风力发电设备；运维；解决对策；运行效率
中图分类号：F426 文献标识码：A
1 引言
大力发展可再生能源是推动能源结构转型、解决能源与环境危机的关键举措之一。由于海上风电具备风资源丰富稳定、发电利用时间长、不占用土地、对生态环境影响小、不消耗水资源、适合大规模开发和靠近传统电力负荷中心等优点，逐渐成为沿海各国风力发电的新引擎，引起了全社会的高度重视。与此同时，海上风电运维问题也逐渐成为社会各界关注的焦点。海上风电机组常年运行在较为恶劣的自然条件下，机组故障率高，运维难度大，可达性差，运维成本较高。相关数据表明，海上风电的运维成本占项目全生命周期总成本的20%～35%，运维已成为影响海上风电发展的关键因素之一。
2 风力发电设备运维中存在的常见问题以及主要诱因
2.1 配备的运维人员短缺
由于风电涉及多学科多专业，运维人员要具备一定的理论和实操技能，我国风力发电发展较晚，管理人员多是从火电或者水电转行过来，风电场管理经验不足，运维人员能力参差不齐、技术人才培养不成体系，这些因素导致了我国风电设备故障较多，处理故障时间较长等，影响了风电机组的运行效率。质保期内，风力发电机组的运维服务由主机厂负责。随着装机量的增加，主机厂只能抽调工厂机械、电器方面的装配工人轮换岗位，充实风场运维队伍，但是这些人不具备登高作业等特殊技能和资质，经过专业培训合格后才能上岗工作，显然这样的运维队伍是不稳定的，也给风场安全运营带来了风险；出质保后，由风电场自己负责组织运维队伍或者外包。风电场规模不断扩大，风电场对运行管理人员的需要和具有足够能力运维技术人员的配置均受到投资成本的限制，人员严重不足。加上运维工作环境艰苦，工作负荷重，待遇不高，危险系数大，因此，运维人员的流动率比较高。风电后市场对运维人员的巨大需求，必然带来运维技术人员局部缺失的局面。
2.2 风电场备件利用率不高
根据传统的运维模式，每个风电场都分别配备件，显然效率不高。如果采用集中管理的方式，则每个风电场都使用相同配置的，可以减少重复配置，备件的利用率相对较高，节省了成本。
2.3 投入的运维资金不足
我国风电平价上网时代的到来，使得企业更加追求优质设备和低成本投入。风力发电项目全生命周期主要是项目投资开发、风场工程建设和设备安装、生产运维三个阶段。在项目投资预算确定的前提下，项目竣工投产后，生产运维的管理水平和工作效率直接决定了项目的效益。然而，由于前期风资源开发、风电场建设以及设备采购的资金投入巨大，以及生产运行阶段不确定因素的出现，都会造成运维资金不足的问题，从而影响运维工作不能顺利实施，结果带来风机故障率高，停机成本增加，运行效率低，发电量少，企业效益下降。据统计，陆上风电的运维费用一般占到度电成本（每千瓦时）的10%～15%。
3 风力发电设备运维方法
3.1 状态检修
状态检修以设备状态为出发点，通过在线监测和离线测量等方式查找潜伏性故障，评估设备状态。状态检修的针对性较强，通过对设备的综合分析，判别是否要对设备进行检修，检修效果也更好。基于状态检修的运维策略可便于统一调度运维资源进行多台机组的检修工作，提高单次出海作业效率，减少出海次数，降低交通成本。状态检修是海上风电运维管理中的重大创新，状态检修的实现需要结合不同海上风电场的特点，监控并分析机组的运行状态，强化零部件生命周期监控以及大型部件的状态监测。
3.2 集中式运维管理
①建立区域共享模式。在区域资源共享模型中，区域运维中心选址必须充分考虑区域联动机制，目的是为了能够快速响应客户需求，准确地将客户需求转换为系统功能需求，它包括合理的位置选择，面对面的客户需求分析，敏捷的技术开发流程和技术支持能力，能更快捷地完成区域资源部署及配合开展后续运维保障。②协调协作机制。通过对多个风场进行统一管理，可以使运维人员准确地掌握设备运行情况和资源分布情况，预判可能出现的故障，平衡资源利用率，对管理体系不断进行优化。当机组出现故障时，可以第一时间上报，并且附带故障类别、可能成因、处理建议等，从而提高了故障处理的精准性和可靠性。
3.3 以智能化技术运用TCP/IP传输协议进行数据整合
对于风电系统来说，要想实现系统的数据传输功能，便需要应用到物理链路及设备等传输系统，通过在风电系统中应用智能化技术，将使得系统在数据传输过程中能够采用TCP/IP传输协议来达到该目的。该传输协议在进行标准化后，同样能够在传输系统中进行共享，只需配置相应的网络设备和独立的综合布线系统，便可使不同系统在通信过程中存在的各种问题得到有效解决。以公共局域网为基础的智能化系统是可以在相同传输网络中进行共享的，从其技术应用层面上可以了解到，宽带路由器、公共局域网能够和互联网云端服务器进行连接，这样便使得风力系统具备了访问互联网的功能，从而实现对系统的智能化控制。对于可视对讲系统用户终端设备来说，其可看作是安装于用户室内中的一种共享性设备，通过该设备可对风电系统局域网进行访问，而且能够在风电管理系统中利用局域网来对因特网进行访问。
3.4 管理人员的综合素质
平台轮机日常维护及管理对维护及管理人员的技术水平有着较高的要求，这就需要平台人员加强培养和提高轮机管理的综合素质，特别是对先进设备、特种设备运行管理技术的学习和钻研，同时要有较强的团队合作意识。专业水平素养高的管理人员应帮助其他管理人员改善管理方式，好的设备维护方法及管理模式应得到大力推广，实时共享。例如，开展技能培训时做好交流，最好是能做现场讲解，以提高平时检查工作中的判断力及准确性，以及增强处理问题的业务能力。
4 结束语
我国风电起步晚，技术发展速度快，行业缺乏相关标准，这势必给运维带来一定压力，有的来自市场环境的不规范、产业链上的技术不成熟。预计截至2020年底，我国风电累计装机容量可达2.81亿千瓦，规模居世界首位，运行规模的增长，以及风电设备大型化的发展趋势，未来风电设备运维的问题将会越来越复杂，解决这些问题需要从多方面着手，对现有的风电运维方案进行全面和系统的优化。后期的智能化运维和资产优化管理，提升风电场安全运行下的能量可利用率，是风电投资项目全生命周期重要的组成部分。
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