摘要：風(fēng)力發(fā)電作為新能源產(chǎn)業(yè)的支柱，已經(jīng)在全國范圍內(nèi)遍地開花，但由于風(fēng)電場運(yùn)行工況惡劣、發(fā)電設(shè)備基數(shù)大以及設(shè)備在各個環(huán)節(jié)上存在設(shè)計和運(yùn)行方面的缺陷，從而導(dǎo)致風(fēng)電場設(shè)備管理工作難度增加，傳統(tǒng)的設(shè)備管理方式，已不能滿足其需要，下面就從三年來現(xiàn)場工作為例，淺談對風(fēng)電場設(shè)備管理的看法。

　　關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備管理技術(shù)應(yīng)用

　　一引言

　　對于一個風(fēng)電場來說，管理工作的重點之一就是做好設(shè)備管理，因此，現(xiàn)場設(shè)備的管理工作一直是倍受風(fēng)力發(fā)電企業(yè)關(guān)注的重點問題。如何保證其設(shè)備投運(yùn)率、如何在夏冬溫差極大的工況下得到良好的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等等問題，最終都?xì)w納到了如何做好現(xiàn)場設(shè)備管理工作中。如果把常規(guī)火電的設(shè)備管理方式運(yùn)用在風(fēng)力發(fā)電中，會出現(xiàn)哪些矛盾，下面我們將對這些問題進(jìn)行探討。

　　二風(fēng)電場設(shè)備管理的弊端

　　按照國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電場的裝機(jī)規(guī)模來說，一般為200MW，按照單機(jī)1.5MW的主流風(fēng)機(jī)來計算，僅風(fēng)力發(fā)電機(jī)組就有134臺，另外還有其配套的134臺箱式變壓器以及用于傳輸電能的架空線路等設(shè)備，設(shè)備數(shù)量很龐大。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全規(guī)范要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組排列的要求為，橫向間距為9D，縱向間距為4.5D(D指風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪直徑)，按此計算，一個200MW的風(fēng)電場占地面積為40平方公里。風(fēng)電場一般情況下地屬戈壁、山間、草原等人煙稀少、常年伴有5級至8級大風(fēng)氣候的區(qū)域。由于以上原因，造成風(fēng)電場的設(shè)備管理存在以下的弊端：

　　(一)設(shè)備基數(shù)大，造成對設(shè)備進(jìn)行例行的巡視、檢查的周期長，且工作面多，按照2人/組進(jìn)行巡視，4小時/次，來計算，全場134臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組巡視一次需要10人，14天完成。加上巡視箱式變壓器、輸電線路、配電設(shè)備等，風(fēng)電場全場設(shè)備巡檢一次需要45天左右的時間。另外還要考慮到大風(fēng)、沙塵等不適合設(shè)備巡視的時間，這就造成了全場設(shè)備巡檢不能按照電氣設(shè)備的規(guī)范進(jìn)行巡視，導(dǎo)致設(shè)備故障率的升高。

　　(二)風(fēng)電場地域遼闊，設(shè)備故障的機(jī)動性比較高，設(shè)備間的距離較長，這就導(dǎo)致對于故障的響應(yīng)時間會增大。另外，風(fēng)電場大部分工作需要登高作業(yè)，作業(yè)時間會增加，且工作強(qiáng)度大，會出現(xiàn)疲勞作業(yè)的現(xiàn)象。

　　(三)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屬于自動化程度較高的機(jī)組，控制回路中有很多變頻器、PLC等精密儀器，由于風(fēng)電場地域和環(huán)境的特殊性，大風(fēng)、沙塵會造成精密儀器故障頻發(fā)，維護(hù)量和檢修成本增大。

　　(四)由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中存在大量的集成化元器件以及模塊，且控制回路中存在6V、12V、24V、48V、60V等不同電壓等級，元器件的故障率高，且修復(fù)率極低，所以需要大量的備品備件庫存，而且備件范圍很廣，泵、電機(jī)、風(fēng)扇、模塊、開關(guān)等等。這就造成了風(fēng)電場由于備件庫存的問題，大量資金投入。

　　(五)由于國內(nèi)風(fēng)機(jī)設(shè)備廠家核心技術(shù)的匱乏、低價競標(biāo)而導(dǎo)致設(shè)備組件質(zhì)量下降、為追求高的單機(jī)容量而忽略了設(shè)備的可靠性驗證、只注重實驗室數(shù)據(jù)而未考慮現(xiàn)場實際情況等因素設(shè)備在設(shè)計結(jié)構(gòu)上、配置上存在一定的問題，導(dǎo)致在現(xiàn)場實際運(yùn)行數(shù)據(jù)偏差較大。出現(xiàn)夏季高溫限功率運(yùn)行、冬季低溫禁止啟動等現(xiàn)象。

　　三風(fēng)電場設(shè)備管理工作的關(guān)鍵點

　　轉(zhuǎn)變觀念，根據(jù)風(fēng)電場設(shè)備管理中存在的弊端，對癥下藥，創(chuàng)新出一套適合風(fēng)電場設(shè)備管理的體系，在做好安全穩(wěn)定運(yùn)維的條件下，達(dá)到開源節(jié)流、降本增效的目的。

　　(一)根據(jù)主要設(shè)備的維護(hù)手冊，制定出適合于風(fēng)電場設(shè)備管理的運(yùn)維規(guī)程。

　　一)根據(jù)風(fēng)電場檢修隊伍的水平以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要設(shè)備的故障周期制定出性價比較高的巡視周期，如設(shè)備巡檢周期、設(shè)備定期維護(hù)周期、以及根據(jù)溫度變化情況而制定的專項檢查、整治周期等等。

　　二)根據(jù)主要設(shè)備的維護(hù)周期，重新定制巡檢、定檢、整治工作項目，因地制宜的開展工作，這樣就可以達(dá)到事倍功半的效果。

　　三)在進(jìn)行巡檢、定檢以及整治工作時，嚴(yán)格按照閉環(huán)管理的要求，做到有記錄、有圖像、有結(jié)果、有反饋，務(wù)必每一項工作按照要求完成。另外，工作流程化后，工作效率也會提高。

　　(二)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行時的監(jiān)控管理，做到運(yùn)檢一體化。

　　一)在設(shè)備運(yùn)行的過程中，對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，將被動檢修逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訖z修，在萌芽狀態(tài)消除故障。例如從發(fā)電機(jī)軸承溫度的溫升可以分析出該軸承的潤滑情況;從變槳系統(tǒng)的扭矩值可以分析出變槳軸承的潤滑以及變槳電機(jī)的運(yùn)行情況等等。

　　二)運(yùn)行人員遠(yuǎn)程對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行熟練的操作，對一些故障誤報、數(shù)據(jù)錯誤引起的故障、系統(tǒng)的檢測能進(jìn)行及時的處理，避免由于小問題而造成投運(yùn)率降低，發(fā)電量的損失。

　　(三)創(chuàng)新備品備件的管理模式，爭取以最小的庫存來完成更高的設(shè)備投運(yùn)率。

　　一)嚴(yán)格把關(guān)設(shè)備所更換的備品備件，防止殘次品、山寨產(chǎn)品的使用，并根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況，對部分備件進(jìn)行優(yōu)化，用質(zhì)量好、性能佳的產(chǎn)品來替代。

　　二)與當(dāng)?shù)貙I(yè)的備件供應(yīng)商簽訂備件供貨協(xié)議，充分利用商家的一切便利條件完成風(fēng)電場低庫存、高效率的目標(biāo)。

　　三)構(gòu)建最優(yōu)的技術(shù)服務(wù)、大型施工服務(wù)、大型備件的供貨鏈，在出現(xiàn)能力范圍以外的情況時，可以在最短的時間內(nèi)解決問題。

　　四)與周邊同類機(jī)型的風(fēng)電場信息互動，聯(lián)合與備件供應(yīng)商簽訂備件供貨協(xié)議，這樣有助于充實該商家?guī)齑嫫贩N以及庫存量，另外備件的價格會因數(shù)量的增加而更加的優(yōu)惠。

　　四注重新技術(shù)、新設(shè)備的學(xué)習(xí)和應(yīng)用

　　風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在國內(nèi)技術(shù)不成熟，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上、技術(shù)的應(yīng)用上存在短板，而新技術(shù)、新設(shè)備每年層出不窮，解決了很多的問題。學(xué)習(xí)、探索、應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備，敢于創(chuàng)新，是未來設(shè)備管理中的一項重要工作。

　　(一)液態(tài)氮?dú)饫鋮s在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用。由于風(fēng)電場夏季溫度的升高，發(fā)電機(jī)、齒輪箱等轉(zhuǎn)動設(shè)備的運(yùn)行溫度超出正常運(yùn)行范圍，空冷、水冷的冷卻效果不能滿足設(shè)備的需求，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組限功率運(yùn)行，甚至故障停機(jī)。液態(tài)氮?dú)饫鋮s方式在2013年北京風(fēng)能問世，利用其冷卻的快速性、低溫性解決設(shè)備以及機(jī)艙溫度的高溫現(xiàn)象。

　　(二)振動、電池在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自帶的振動檢測、電池檢測系統(tǒng)不完善，導(dǎo)致由于發(fā)電機(jī)軸承振動大、電池充放電不均勻的問題凸顯，為了在現(xiàn)象惡化前改善或者在故障發(fā)生前提前預(yù)先進(jìn)行檢修，獨(dú)立的在線監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)成功，對各個子系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)更加全面，從而能及早對該設(shè)備的健康狀態(tài)做出鑒定，從而避免設(shè)備由于長期帶病運(yùn)行而加速老化。

　　(三)超級電容在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的廣泛應(yīng)用。超級電容由于其體積小、充放電迅速、電壓穩(wěn)定、故障率低、使用壽命長等特點，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中已逐漸代替鉛酸蓄電池，廣泛的應(yīng)用在風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)供電、控制系統(tǒng)備用電等方面。

　　(四)齒輪油現(xiàn)場濾油裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱由于運(yùn)行工況惡劣，導(dǎo)致其潤滑冷卻介質(zhì)齒輪油油質(zhì)變質(zhì)、變色、含水量增大等問題出現(xiàn)，利用一臺風(fēng)電機(jī)組專用換油機(jī)、高粘度油品濾油機(jī)以及一些附屬設(shè)備構(gòu)建的現(xiàn)場濾油裝置，對于齒輪油含水量超標(biāo)，乳化、含金屬顆粒含量超標(biāo)的現(xiàn)象，有所改善，同時也增長了齒輪油的使用周期，節(jié)省了一部分檢修成本。

　　(五)雙變頻器系統(tǒng)的使用。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增加，3MW、5MW機(jī)組的試運(yùn)行、10MW概念機(jī)的問世，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變大變高已經(jīng)成為趨勢，但故障率高也是一個不能回避的問題，主要是變頻系統(tǒng)，更是故障的重災(zāi)區(qū)，由此雙變頻系統(tǒng)的配置首先在3MW機(jī)型中出現(xiàn)，在出現(xiàn)變頻器故障時，可單獨(dú)隔離出一套變頻系統(tǒng)，使用單變頻系統(tǒng)運(yùn)行，可以適當(dāng)減少故障帶來的損失。

　　七結(jié)語

　　風(fēng)電場的設(shè)備管理工作還需要我們不斷的探索和實踐，傳統(tǒng)的常規(guī)火電模式的管理在風(fēng)電場的實行會造成大量人力、財力的浪費(fèi)。創(chuàng)新出一種特有的設(shè)備管理模式，在運(yùn)檢之間找到平衡點，使其在最大產(chǎn)出的情況下，能得到更好的保養(yǎng)，還需要現(xiàn)場設(shè)備管理工作的扎實開展，從而積累經(jīng)驗，取其精華去其糟粕，創(chuàng)立新的管理標(biāo)準(zhǔn)。

　　作者：郭鵬甘肅電投鼎新風(fēng)電有限責(zé)任公司