鐘 偉
大安潤風能源開發有限公司
探析風電場的運行維護
鐘偉
大安潤風能源開發有限公司
因我國多在偏遠地區建立風電場,環境和氣候條件都非常不好,在高空檢修風電場設備是必須的,以這樣條件為背景,加強風電場運行管理能力是當務之急,不然風電場的經濟效益、運行穩定以及安全生產將會受到極大影響。隨著改革開放的快速推進,風電場在我國迅速發展,不斷涌現新的風電場。而運行維護人員大多是新人,業務技能水平比較薄弱,這就需要風電場不斷完善其安全運行標準體系和檢修制度,提高員工的業務技能和運行安全管理能力,加強設備的可靠性,提高設備的性能,從而使風電場最大限度的獲得經濟效益。
風電;運行;維護
1.1氣候因素。東南沿海地區和三北地區是我國建立風電場的主要地區。高原地區是我國北方風電場的主要地區,也就是說在海拔高于1800米的地方建立了相當一部分風電場,當地冬季低于-30℃的最低溫度,有的時候出現高于30m/s極端風速且沙塵暴的天氣情況。風電機在冬季運行的過程中有個別地區的機組會出現葉片結冰的情況,南方個別山頂風電場也有此類情況發生,部分在風速傳感器上出現冰凍,導致機組停機,發電難以正常進行。而鹽霧、雷暴、臺風(海上/灘涂/潮間帶)是我國長江以南地區的主要氣候特征,這對于維護、運行風電場來講非常困難。我們必須采取認真應對手段,降低惡劣氣象特征給風電場造成的破壞,事先進行演練并做好應急預案。
1.2地理特點。我國風電場在氣候特征上有其特殊的地方,同時地理位置、周圍環境也較為復雜,如山區、森林、懸崖、海濱灘涂(潮間帶)等。復雜地形、障礙物會引起氣流畸變,造成湍流、切變以及尾流發生復雜變化,進而影響風電機組的輸出性能,更嚴重的是湍流、切變以及尾流會造成設備損壞,甚至影響設備壽命。
2.1抗冰凍措施。在冬季特定氣候特征環境下個別風電場會出現葉片冰凍和結霜情況。由于冰凍風速計不能工作,導致誤報而停機時間較長。對此可以通過除冰劑除冰、加熱除冰以及使用帶加熱器的風速計等措施。
2.2對發電機組采取的措施。因空氣密度在夏季和冬季的差異較大,風能密度變化也較大,極大影響了機組功率的輸出。建議實施有效手段,采取定期調節葉片安裝角度、調整失速點以及優化控制策略等,在保證經常性超發不會出現的條件下,全面優化發電性能。
2.3對風電設備采取的措施。高原因其空氣密度較低,海拔高度高,會導致風電設備運行表面疲勞、材料老化,使風電設備元件、材料、散熱受到影響。長時間及夏季運行負荷較大,在高原環境下機艙散熱不同于低海拔地區,所以機艙散熱能力必須加強。高原空氣稀薄環境下對電控元件(如開關)的影響較大,必須認真考慮實施有效手段。
風電機組運行一定階段后,由于各種問題使得部分機組的性能減弱,若不實施有效手段就會使部件損壞、發電量減少,使機組壽命受到影響。通過分析研究機組功率曲線、運行數據,可以發現機組可能出現問題的所在。檢修運行風電場的過程中,對發現的問題必須實施有效手段及時解決。
4.1運行維護風電場的模式。因風電行業近幾年來的發展非常迅速,制造風電機組的廠家大部分是新加入的廠家,而運行維護部分風電場人員也是新人,大大不同于電力體制改革前運行維護風電場的方式(質保期以外和質保期),不僅僅有業主自主運行維護,運行維護方式還有委托廠家和第三方。但不管什么方式,在運行維護過程中需要技術服務方必須具備豐富的經驗、專業的技術團隊以及技術裝備。
4.2生產的前提條件是安全。風電場運行不同于別的發電廠運行,風電場的有較多而且分散的機組,維修運行部分機組也許要登高作業,要走很遠的路,面對的天氣可能十分惡劣,所以,安全生產管理風電場的極其重要。
風電場要抓好安全生產管理工作,第一點就是要把獎懲制度、安全檢查評價、安全責任制落實好。堅持“安全第一,預防為主”方針,堅持責任到人、制度到位原則,制定應急預案,加強安全檢查,認真落實有效的安全措施,加強學習和培訓安全知識,積極開展預案演練,在萌芽狀態下消除安全隱患。
4.3管理運行設備。在運行風電場時,應做好管理體系建設,包括設備責任到人、設備評級、設備檔案管理等。對于技術經濟分析、運行報表和運行分析要定期開展,及時發現設備隱患,及時消除。
維護檢修風電設備可分為四種:狀態檢修、事故檢修、定期維護和日常維護檢修。因分散是風電場的主要特點,慢慢改變了風電場運檢合一風電設備檢修的單一模式,在技術上風電設備檢修及裝備不斷進步。
以前我國維護檢修風電場的方式定期維護,一年維護2次,加上隨時修理機組發生的故障。這種方式被稱為“被動式檢修”,它的主要弊端就是發現故障時,部件已不再完好,已經損壞或損壞嚴重。使得風電場遭受極大的經濟損失,尤其隨著不斷增加機組容量,會加大這種經濟損失。
因此應提倡主動式維護檢修,早期發現事故隱患,根據部件運行的狀態,合理安排設備檢修時間,以減小故障引起的損失。
現階段風電場新員工較多,針對這種情況,應在管理制度、技術、安全方面加強對員工的培訓。為了防止工作中出現設備和人身事故,風電場以其高空、野外作業的特殊環境為根據,實施專項、專門培訓,講解電氣設備、風電設備的結構、原理及操作知識,把最基本的電力法律法規、電業安全知識、動手操作能力、技術基礎知識和技能傳授給員工,使在員工參加風電場工作之前就具備較高的技術水平及能力。
我國運行維護檢修風電場工作十分艱巨,面臨很多新情況、新問題,這就向風電場運行檢修人員提出進一步要求,要求他們的技術水平要不斷提高,實施專業化的技術措施,完善運行維護技術管理體系,使目前存在的問題得到有效處理,確保風電場在穩定、良好的條件下發電,推動整個風電行業穩定、健康發展。
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