風電機組運行維護問題與對策簡析

2017-08-15 10:00:15 計鵬新能源　點擊量：評論 (0)

在風電場運行期間，運行維護就是確保設備的安全穩定運行，并盡可能提高設備利用效率、降低設備故障率、延長設備使用壽命。一、風電場設備分類風電場主要由發、輸、變、控四大設備系統構成。發電設備即風力發電機

在風電場運行期間，運行維護就是確保設備的安全穩定運行，并盡可能提高設備利用效率、降低設備故障率、延長設備使用壽命。

一、風電場設備分類

風電場主要由發、輸、變、控四大設備系統構成。發電設備即風力發電機組，包含電能進入風力發電機組塔基箱變之前的所有設備；輸電設備是將所發電力對外輸送的線路，包括高壓線、桿塔及輔助設施；變電設備是將所發的低壓電力變為高壓電力對外輸送，風電場中一般包含箱式變電站和風電場升壓站（兩次升壓）；控制系統是為保障以上相關設備的正常運行進行控制和管理。

二、風電機組運維主要問題

風電發電設備包含機械、電力、電氣、工業控制、材料、空氣動力等相關學科和專業，同時風電機組結構復雜、負荷變化頻繁、運行環境惡劣，長期與高溫、高寒、風沙、潮濕、鹽霧等環境相伴。因此，風電設備運維是一項系統而復雜的工程。我國風電起步較晚，同時工業制造水平也落后于世界發達水平，相比較于歐美風電技術發達、風電設備運維成熟的國家，我國風電設備的運維還存在一定的差距，缺乏系統的、預見性的設備管理和運維體系。主要有以下幾個問題：

1、運維策略后置。目前在我國風電主要的運維策略是定期檢修和事后維修相結合的方式，即除了規定的檢修外，只有等到設備出現故障了再進行處理，從設備運行管理角度來說，這是運維的初級階段，將設備的維修工作主要集中于設備故障后。一方面是因為我國裝備制造狀態監測水平較低、分析和診斷能力不足，另一方面我國風電技術大多來源于引進，對核心技術的掌握不夠，往往是知其然而不知其所以然。此外我國風電行業對運維投入不夠也是主要因素。

工業設備維修策略

事后維修（Brcakdown Maintenance，簡稱BM）就是當設備發生故障或者性能低下后再進行修理，其特點充分地利用了零部件或系統部件的壽命，但事后維修是非計劃性維修，適合于輔助作業線的簡單設備。

定期維修也叫預防維修（Preventive Maintenance，簡稱PM）或生產維修，是指根據設備的運轉周期和使用頻率而制定的提前進行設備現狀確認的維修方式。

全員生產維修（Total Productive Maintenance，簡稱TPM）是指以達到設備綜合效率最高為目標，以設備一生為對象的全系統的預防維修，是日本60年代引進了美國的維修預防、可靠性工程、維修性工程和工程經濟學后，形成的在設計階段考慮設備的可靠性、維修性、經濟性的生產維修。

狀態檢修（Condition Based Maintenance，簡稱CBM）也叫視情維修，是指根據先進的狀態監測和診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常，預知設備的故障，在故障發生前進行檢修的方式，即根據設備的健康狀態來安排檢修計劃，實施設備檢修。

風險維修（Risk Based Maintenance，簡稱RBM）是基于風險分析和評價而制訂維修策略的方法。風險維修也是以設備或部件處理的風險為評判基礎的維修策略管理模式。

2、檢測系統缺失。目前我國風電運行階段的監測主要集中于電氣設備，而對一些風電部件，特別是關系到風電設備壽命、運行隱患的關鍵部件卻缺乏有效的、系統的監測，如主軸監測、齒輪箱監測、實時振動監測、噪音監測等。監測的缺乏或不到位，導致運行階段對風電設備的狀態了解不足，對潛在的故障隱患沒有有效的監測手段，無法跟蹤故障發展趨勢，只能做預防維護和事后維護，而不能預先發現并提前解決故障隱患。此外，對現有監測數據的運用和分析不夠。

3、分析方式落后。風電設備的狀態分析是風險評估、可靠性分析、壽命管理、預知性維修等運維工作的前提。我國大多風電引進過程中只是引進了設備制造技術、控制系統等生產和運行相關的技術與設備，而對風電運行狀態進行分析、評估相關的軟件、工具和方法確缺乏，同時分析方式、技能、經驗也不能滿足設備狀態評估的要求。

4、維護執行不到位。風電設備處于惡劣環境、高溫、運動狀態下，設備需要定期進行相應的維護。目前各大風電設備制造上都制定了設備維護方案，但運維計劃的制定缺乏科學性，缺乏對設備壽命、風險、發電量的綜合考量。同時受制于人、財、物等成本考慮，一些運維沒有按照計劃執行。此外，部分運維人員技術能力、責任心不夠，也導致設備維護執行效果受到影響。

三、設備維護改進措施和建議

我國風電設備維護技術實力相對落后、經驗不足是導致風電運行不穩定、設備故障頻出重要原因。隨著我國風電裝機數量的不斷增加，運行時間的增長，未來風電設備運維任務越來越重，要求也越來越高，需要構建現代化的風電運維管理體系。提出以下改進措施和建議：

1、提升風電設備的檢測和監控能力。監測和監控是風電運維的“眼睛”，只有對風電設備的各部件的運行狀態和數據進行了全面、合理的監控，才能及時了解風機及部件的運行參數，從而對風機進行綜合評估。重點做好關鍵部件的狀態監測，如發電機、齒輪箱、軸承、變頻器、葉片等；采用先進的檢測設備和方法，提高監測精度；等等。

2、提高軟件和數據的分析水平。在強化監測數據采集的同時，做好數據的分析，著力推動大數據分析系統，引進或開發先進的分析軟件。探索壽命管理、可靠性分析方法。從設備的設計、制造階段就建立起數據管理、風險評估等機制，將運行維護納入到整個風電設備的全生命周期予以考量。

3、積累數據分析和問題判別的經驗。在日常的運維中注重經驗的積累，一方面要做好數據的收集，另一方面要做好分析過程的記錄，將設備問題與解決方案做系統的對比，積累經驗。

4、建立科學的運維管理體系。深化運維計劃的管理，一方面建立合理的運維周期和標準的運維方案，另一方面要根據實際情況，每臺風機檢修計劃應該具備差異化，同時強化運維過程管理，保障和提高維護質量。