黄泽彬
国家电投揭阳前詹风电有限公司 广东 揭阳 515200
摘要：相比陆上风电，海上风电面临海况影响多、施工成本高、作业时间短等诸多挑战，增加了运维的难度。本文对海上风电运行维护策略进行了分析。
关键词：海上风电；运维；策略
风电是当前发展最快、最具竞争力的可再生能源。与陆地相比，海上风能资源具有风速高、湍流小、风向稳定、对环境影响小，另外，因海上风电场往往位于沿海发达城市附近，具有利用面积广、不占地等优势，逐渐成为今后风电发展的必然趋势。
一、海上风电运维特点
1、有关维护技术标准严。海上风电开发与陆地风电不同，它对技术依赖性很高，标准更严。我国在海洋开发中虽具有一定的基础，但与发达国家相比，我国海上风电研究仍存在技术上的差距，技术经验相对匮乏。特别是在远离陆地时，海上气候、水文、海水侵蚀、机件运输、设备安装和日常管理等，对海上风电平台的运维提出了较高要求。同时，在海上风电的运行模式与陆地风电存在着明显的差异性，针对海洋环境如何高效运行成为初期开发与后期运维亟待解决的首要问题。
2、环境因素干扰明显。海上风电开发有其特殊性和广阔的发展空间，而且海上风电机组分布广、管理层面多、维护难度大。与陆地相比，海洋管理实施难度大，海洋水文气象环境更复杂，季风、台风等海洋气候交替，风电设备受海水的侵蚀等，再加上水上交通和人力的制约，海上风电日常维护管理的有效运行时间将大幅缩短，在特殊天气(雾、台风等)将直接影响海上运维工作的开展。
3、运维成本高，海上风电设备属于高端制造设备，部分核心部件的开发和生产仍受到限制。为获得更高效益，海上风电机组容量及机身体型逐渐增大，同时也增加了日常维护难度和成本。维护过程中，需运用大量运输船、起重船、特种工程设备，致使其维护价格居高不下。海洋天气和环境是不可预测的，在许多情况下甚至出现无功而返的现象。由于海上风电设备维护效率低，且受各种不确定因素的影响，导致设备故障率增加。相关数据表明，海上风电平台运维成本是陆地风电设备的2～4倍。
二、海上风电运维工作的难点
随着我国经济的发展，风电产业已逐步取代传统的电力产业，在电力发展中占据主导地位。相比于陆地风电场，海上风电具有更高的能效，平均空气密度高且发电效率好；海上风湍流强度低、风切变小，受地形与气候影响小；风电场建设受噪声、景观和电磁波等因素限制少；不占地；沿海地区用电需求大。
1、自然环境差。海上风电运维管理主要用于海上风电机组的运行维护，而自然环境会直接影响到其出海时间，例如在台风天、雾天等特殊天气，出海时间会被减少，每年的出海时间在4～9月中，从而导致海上运维风电管理的困难。
2、交通不利。想要完成海上风电作业，其主要交通设备为海上风电运维船，但船舶本身存在一定弊端，其不仅行驶较慢，而且机动性不强，一旦陷入暗礁区，会威胁到船舶的安全性，而避免这种隐患的方式就是终止夜晚作业，这样一来风电运维工作时间又被减少。
3、盐雾腐蚀。海上具有高湿度、高盐分特点，容易腐蚀基础平台和相关设备，因而需控制设备的防腐等级与设施，同时在做好相应防腐工作的基础上，保证风机内部散热系统的合理性及安全性，这将会逐步增加设备采购及运维费用。
4、监控设备过多。海上风电运行环境的复杂性和严峻性决定了风电运维的高成本，而且随着设备维护难度的增加，致使风电机组监测设备设施也越来越多。
三、海上风电运维的有效措施
1、有效转变运行方式。当前，我国海上风电运行时，在进行相关故障或其他计划检修时，将消耗大量的人力物力等成本。目前，随着我国社会经济的发展，利用先进的现代科技来完成运维工作，将目前的发展模式转变为状态检修模式，并作为主要内容，将故障和计划检修作为辅助内容进行操作。在运用状态检修时，应以风机的运维状况为基本内容，合理控制潜在故障，并进行相应的巡视检查，整合所获得的相关信息，对设备的实际运行情况进行评估，合理安排检测场地及时间。目前，根据状态检修运行方式及机组运行特点，全方位监测机组且合理评定，确定是否需检修，同时合理维护关键部位，确保整个作业的有效性，以获得最佳效果。此外，在机组运行中，有关人员应合理控制信息数据，监控不同位置实际情况，对其他运行的风机机组设备进行统一检修，从而大幅降低检修成本，保证了其运行效率。
2、加强海上风电机组的故障检修。故障检修又称事后检修，这是在风电机组发生故障后的一项检修作业，它能降低运行初期的监测成本，避免过度维护问题。其缺点是运维方法过于传统，易出现若一个部件有问题，其他部件也会受损的现象。故障检修及定期检修是目前风电行业最常用的检修方法。随着深海风电的不断发展，海上风电受海洋条件及气象因素的影响较大，其离岸距离将更远，再加上船舶航行速度比陆地车速慢得多，其到达时间也更长，进而会增加检修时间，降低了机组的可用性。主要是缺乏实际检修经验、产品质量差、恶劣海洋条件影响的限制。因此，加强故障检修能在一定程度上更好地控制海上风电机组的运维问题。
3、基于数据挖掘技术建立风电新能源大数据平台。将大数据分析技术应用于风电领域，能有效加强风电运行状态监测力度，提高风电机组综合使用性能。风电运维数据来源包括：①在调度自动化系统中，通过SCADA对开关、频率、电流、电压等状态信息的采集，每年会产生大量的运行数据。目前，大数据的应用主要是对实时运行数据的计算和统计分析，但却未深入挖掘历史运行数据。②风电设备生产管理系统会存储大量设备信息等结构化数据，各种传感器会定期定时采集设备运行状态信息，包括非结构化数据，如视频和图片等。从应用角度看，半自动化评价是当前风电设备状态监测的主要方法。在此监测环境下，不能充分发挥设备状态信息数据的价值，因而需深入分析设备状态数据，从而为建立风电机组故障预警系统提供数据依据。
4、加强工程计划管理。海上风电运维管理中，计划管理是基于出海检修时间为依据，从而有效保证各项工作的顺利开展和实施，有效提升检修效率，做好气象预测和相应数据统计工作，根据得到的数值拟定短期检修和维护计划，进而延伸到长期计划范畴中。例如在制定年计划过程中，需提前统计各个要点位置，做好衔接控制工作，保证风电机组实现可持续运转，更好的应对盛风期。还需在海上风电场配备专业风功率预测系统，综合利用短、中、长期预测措施，探索出海浪大小与风速间存在的必然联系，保证有效控制风功率预测系统，从而保证其安全准确运行。
5、做好台账管理工作。台账管理是对项目中所运用到的所有电气和机械设备相应资料的管理，它能直接有效反映设备具体运行状况。建立全面、系统的海上风电运维管理台账管理机制，能精准把控相应设备的运行状态，及时调整工作内容，提升工作效率。例如：建立扭矩维护台账，不仅能测定机组螺栓的紧固、维护状态，也能为下年度工作建立科学的机组维护时间，避免错过最佳维护时间。另外，每台机组的扭矩维护时间为5～6个工作日，详细准确的台账记录能防止出现维护漏失问题。
参考文献：
[1]吴益航.海上风电运行维护问题策略探索[J].电力设备管理,2018(12).
[2]徐华利.海上风电运维的策略研究[J].科技创新导报，2020(03).
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