浅析风力发电设备运维存在的问题与改进措施

发表时间:2021/6/16   来源:《中国电气工程学报》2021年2期   作者:张宇成
[导读] 我国在经济发展的进程中非常注重新技术和新设备的创新和应用,尤其是在风力发电产业,依靠先进的设备和技术,降低运营成本,不断提高运行效率。
        张宇成
        华润风电(临沂)有限公司  山东省临沂市276600
        摘要:我国在经济发展的进程中非常注重新技术和新设备的创新和应用,尤其是在风力发电产业,依靠先进的设备和技术,降低运营成本,不断提高运行效率。一个风电投资项目,除了质量优良的发电设备做保障,还需要风电场全生命周期的度电成本优化,在设备运维、保养等方面,加强科学管理,加大科技创新,不断开展更深层次的研究工作,使风力发电设备在额定运转时期内发挥最佳性能。关于风力发电设备运维和检修存在的问题及其问题产生的主要原因等必须结合风场实际开展具体化分析,并研究制定出问题的解决方案和有效的管理措施。
关键词:浅析风力发电设备运维存在的问题;改进措施
引言
        随着时代的发展,人们的生活水平逐渐增加,也导致了社会需求大大增加,而且也更加注重供电系统的安全性,传统电网运行方式已不再适合当前需要,促进变电站现代化、安全化操作更符合当前社会发展的趋势,能更好地提高电网的安全和质量系统。然而,由于电力系统的复杂性和特殊性及其广阔的范围,在实际的工作仍有一定困难,这就需相关人员重视电力系统及相关电力设备的维护工作,通过采用科学合理的管理模式确保其安全,但也要注意质量检查、维修的设备,确保其在使用过程中能够充分发挥其效用,以促进电力系统建设,从而更好地满足各方的各种需求。
1风力发电设备运维中存在的常见问题以及主要诱因
        1.1投入的运维资金不足
        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。
        1.2变电运维安全管理及监督力度不足
        传统的电力生产方式中,许多设备在维修过程中都会发生断电处理或改变电力设备的运行,而工作需一名专业人员在设备维修的同时对操作人员进行监督和控制,形成明确的职责,同时通过整合操作,合理安排工作质量控制和实施安全措施,如传统的管理模式以多角度的形式实施,一名工作人员需负责工作票的发放等多项工作,这反过来又会不可避免地导致影响一个人负责工作中的根本问题,使其难以发挥监管作用,从而难以推进变电运维一体化工作的实施。
        1.3环境方面因素
        设计风电机组时需将各类环境因素考虑其中,包括海拔、温湿度等因素。在风电机组的选择方面要保证设备和环境间的适应性。如对于高海拔地区,需选择高海拔类型机组,沿海位置需选择沿海型机组、低温区需选择低温型机组、低风区域可选择低风速类型机组,这样才能使设备和环境之间相适应,以免由于环境因素导致的机组运行问题发生。
        1.4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、技术人才培养尚未形成体系,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。
        1.5机械方面因素
        发电机组当中螺栓为用量最多的零件件之一,具体包括叶片连接、叶轮连接、发电机连接、机舱连接、塔筒连接等螺栓类型。高质量螺栓的使用能避免设备运行期间由于机械连接问题导致的变形、断裂等问题。机组吊装完成后应对所有螺栓和栓力矩值展开安全检测,确保其连接安全。初次运行风电机组时,应在其运行时间达到500h时对机组展开全面维护和检查。设计、施工等问题都可影响机组运行安全,与此同时维护和检查工作也与机组安全运行休戚相关。
2推进电力系统变电运维中安全管理及设备维护的有效措施
        2.1制定完善的运维一体化方案
        风力发电机组普遍存在地处位置偏僻,距离升压站及城市距离远,通行道路路况差,机舱作业距离地面较高等特点,为有效地实施综合运行和维护方案,电力运行维护的相关项目应结合具体特点进行细化,然后按照“易难”的原则进行划分,然后打包并划分成块。根据具体实施运行维护一体化情况和运行维护人员的实际情况,制定合理的定期运营维护项目,制定合理的计划,按照制定的计划和项目分期执行运营维护业务。
        2.2运用全寿命周期管理理念,构建合理的运维模式体系
        我国风电场装机的容量不断扩大,运行风电机组的数量逐年增加,风电场的运行已经进入规模化的发展阶段,全寿命周期的投资理念已经逐渐被业内接受,不仅要选好设备,更要用好设备,风电设备运维管理状况成为当下行业关注的重点。学习国外先进的管理经验,基于大数据和云计算,采用系统诊断、风险评估、可靠性分析、寿命管理、预知性维修、整体解决等风电运维策略,加强设备管理与技术提升、优化工作环境与资源配置、构建合理运维模式与体系,改变“头痛医头,脚痛医脚”的落后管理方式,从被动式运维向主动式运维、智慧运维转变,做到有计划的“预防式”保障服务,既有“急诊式”维修又要做“体检式”预防。运维管理是风电场工作中的一项重要任务,不仅是提升设备利用率,提高设备安全性、稳定运行,降低各种能耗的前提,而且还是风电场获得更多经济效益的保障。
    2.3发电机定期维护
        机组安全运行定期维护十分重要,维护过程需重点从几方面入手:整机维护。除机组的定期维护外还需展开必要整机维护,将发电机寿命有效延长。将发电机上的锈迹、尘土等及时清理,使其表面保持清洁,降低故障发生率,检查螺栓、垫圈各类紧固件连接牢固情况,检查绝缘电阻、对接线电缆等绝缘性能,以保证满足机组安全运行需求;维护轴承、润滑系统等,将机组润滑油进行定量补充,以免电机使用过程轴承卡塞或烧损;维护定子和转子绕组,结合发电机运行规律,对于其定子和转子展开维护。如发电机是首次启动或长期停用后启动可一年展开一次测试,确认绝缘电阻情况,当发电机出现故障后展开其他测试。还需定期检修发电机,使设备处于良好状态下工作,将发电机寿命有效延长,提高其使用效益。
结束语
        总之,在风电场内发电机安全运行是风电场运行效率重要保障。因此机组运行问题十分重要,相关人员需高度重视并采取有效措施展开管理,降低机组发生故障率,使风电行业持续发展。
参考文献
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