王会堂 李文星 吴亚龙
三峡新能源海上风电运维江苏有限公司 224000
摘要：为了提升海上风力发电机组的可靠性，提升机组的运行效率，在相关工作开展的过程中采取科学有效的手段进行控制非常关键。基于此，本文结合笔者多年工作经验，在阐述海上风力发电机组面临的可靠性问题基础上，对海上风力发电机组的发展意见进行了详细的分析，希望通过探讨，可以给相关领域的工作人员提供帮助。
关键词：海上风力；发电机组；可靠性；分析
0引言
对于海上风力发电机组而言，无论是从设计选址、机组安装以及后期维护等方面，对于稳定性的要求是非常高的。并且海上区域的特殊性，在各项工作开展是很容易受到客观因素的影响，导致海上风力发电机组的运行效果下降，影响其可靠性，因此给出相关的控制思路非常关键。
一、海上风力发电机组面临的可靠性问题
1.塔架基础的可靠性
塔架基础问题是海上风电大规模发展中的主要制约因素，究其原因是因为成本过高导致的。在建设环节中，由于风电机组的运行稳定性对基础要求很高，随着海水的浸泡与冲击，受外界因素影响，塔架基础的投入成本相对海上风电成本要更大。
就目前看来，海上风电机组的基础可以分为两种形式，分别为悬浮式以及固定式。悬浮式主要是通过海水的浮力加上绳缆固定的方式，将机组固定在海面上；而底部固定的方式，主要通过桩位立桩形成基础结构将机组安装与作业面中；对于前者而言，其主要在深海区域位置应用，该方式可以减少成本投入，但是在环境恶劣的天气在很容出现各种不安全问题，故而在底部配重以及基础缆绳设计上需要预留出大量的余量。而对于后者而言，由于是固定的方式能够减少海水冲击以及天气变化产生的影响。桩基能够直接与海底接触，在运行上不会出现大幅度的摆动情况，能够保证顶塔发电机组的平稳性。可以确保主轴的荷载波动，提升了轴的使用年限，减少机组的使用成本。但是由于长期在海底上固定，在受到海水侵蚀以及冲刷等作用，难免会出现局部松动等问题，需要给予重视。所以，在风电机组上需要将相关的监控装置安装，而后采用信号发电方式将信息传递到控制室中，以及时的将各种状态问题反馈给维修部门。
2.机组的防腐蚀与防潮
对于风电机组而言，风力机内部结构中包含了大量的电气结构，运行时对于湿度环境要求非常高。因此，在海上高湿度背景下，做好防潮的控制工作非常关键。一般而言，防潮的方式有很多种，但是就目前看来密闭舱式是最常见的一种方式。该方式也就是通过密封结构趋于使其与外界形成一个封闭的空间，而后通过空调系统进行空气转换。这种方式的使用能够达到良好的控制效果，但是空调系统的运行强度要求会很高。在实践过程中，除开防潮问题之外，防腐问题也是非常关键的一个问题，由于空气湿度非常大，海水中的溶盐离子很多，很容易导致相关结构出现腐蚀问题。所以，可以将一些高密度的复合材料，以及高强度的防腐涂料涂刷在结构的表面上，从而提升了整体机组的防护效果。
3.极端恶劣天气的影响
对于沿海区域而言，在受到季节变化以及风暴影响下经常会出现海绵结冰以及严寒的情况，所以在风电机组建设时需要考虑海啸、台风以及冰冻等极端天气造成的影响。
因此对于这些情况需要在海上风电场选择时考虑台风通过的路径以及台风的稳定性，避开这种高风险区域；而针对一些容易出现冰冻的区域，则需要结合气象资料进行研究，分析结冰厚度给机组造成的影响，必要时通过模拟实验的方式，分析存在因素，从而科学的选择地质；此外，在设计的过程中需要考虑破坏性因素给机组损坏造成的影响程度，从而在受到外界不良影响时，能够保证风电机组的正常运行。
4.共振等物理机械问题
对各个机组的主要部件设计，需要对共振问题进行分析，共振问题的存在很容易导致风电机组的运行质量下降，严重时过度共振还会导致机组结构解体等严重问题。
而与路基机组对比，海上风电机组在实践过程中，需要远离水流频率影响以及海浪影响。因此在实践过程中，需要考虑到机组的固定方式以及机组的特定需求，保证机组在运行时相关的共振问题能够得到解决，以提升风电机组运行质量。
5.风电机组运行与自然生态的相互影响
风电机组在运行阶段中，给周围环境造成的噪声影响是巨大的，不仅会给周围造成强大的噪音污染，若一些噪音频率与海洋生物的频率一致，就很有可能导致这种生物的正常规律受到影响，从而导致海洋生态平衡问题。而在新时期背景下，生态环境保护理念已经融入了人们的生活中，所以风电机组能有效与生态密切联系是非常重要的问题，所以在设计过程中，需要考虑周围生态环境需求的基础上，按照风电机组的运行需求做好合理的控制，减少噪音出现引起的不良问题；同时，在实践阶段上，需要对生态会给风机组设计形成的影响也要综合分析，例如一些鸟类喜欢在主机结构上筑巢、一些生物喜欢在机组下部结构上生长，这种问题的存在给机组运行造成影响很大，所以在实践中需要做好这方面的控制以提升整体机组的运行水平。
6.海上风电场对海上作业安全的影响
对于海上风电机场而言，其主要在沿海附近的水域面积中，这就给周围的船舶运行带来一定的影响，船舶过往的安全性得不到提高。尤其是在一些暴雨天气、以及大雾天气时，周围的能见度非常低，经常会出现碰撞的问题出现。因此，在场地实施确定上，需要考虑区域的能见度以及船舶航行的线路，通过科学有效的规划方式，能够减少各种问题的出现。
7.海上风电场机组维修的安全性与可靠性分析
海上风电机结构组成非常庞大，若需要进行全面维修则需要应用到大型的海上维修设备；同时，在维修的过程中一些起重设备应用不够方便，针对风向、风速要求非常高，在操作上难以保证相关设备吊装的安全性与稳定性。故而在进行风电场设计以及相关布局上，要考虑到后期维修的作业面区域的划分；同时，还应对风资源的情况进行详细的考虑，以便在后期维修、维护工作开展时，能够有效进行，另一方面，针对维修工作人员进入风电机组维修的方式进行考虑，一般而言，当前在风电机组顶部维修上，通常采用小型直升机平台构建的方式进行操作，但是该方式还未投入到商业运营范畴中。
二、海上风力发电机组的发展意见
就当前现状而言，对于海上风电场的建筑工作我国还处于积极探索的过程中，由于处于探索阶段中很多相对的技术问题以及可靠性问题很容易导致问题出现。而对于海上风电与陆地风电相比而言，由于海上风电运行机组的运行环境相对恶劣，运行时随时都会受到狂风、海浪花以及潮湿等因素的影响，故而对安全性以及可靠性提出的要求越来越高。因此在风电机组设计、选址以及施工运行上提出的要求越来越高。故而，在实践阶段中，要综合海上风力发电机组的运行质量问题，考虑到特殊环境下的可靠性问题，保证海上风力发电机的运行状态得到提升。通常在实践阶段中还需要对日后风力发电规划运营面对的情况进行考量，做好科学的计划部署，从而保证海上风力建设能有序进行。
三、结束语
总而言之，由于海上风电机组的运行环境非常特殊，在运行阶段中受到的影响因素也来自多方面的，因此为了提升海上风力发电机组的可靠性，就需要综合机组自身现状以及环境因素，对可能出现的问题进行研究，在上文分析中对风力发电机组运行可靠性内容进行探讨，目的在于提高设备的正常运转。
参考文献：
[1] 解鹏飞.海上风力发电机组可靠性问题的思考[J].建筑工程技术与设计,2018,(13):5047.
[2] 赵祥,范瑜,夏静,等.大型海上风力发电机组的可靠性设计[J].防爆电机,2019,54(4):16-23.
[3] 孙佳林,奚玲玲.3.6MW海上风力发电机组冗余控制技术研究与应用[J].装备机械,2014,(4):42-45.
[4] 高超飞,仰文林,马云浩,等.海上风力发电机组电力传输的发展趋势[J].科技创新导报,2013,(13):92.
[5] 杨明明,苏丽营,辛理夫,等.海上风力发电机组载荷控制方法研究[J].电器工业,2014,(1):68-72.