淺談區域生產運營管理在風電場管理中的作用

梁鄭釗

摘要：文章結合我國風電發展狀況，通過對風電場管理現狀的調查和研究，從風電場生產運營管理的角度，闡述了實施區域生產運營管理，建設區域生產運營中心的必要性，并介紹了區域生產運營中心集控系統業務功能，對推進風電場的管理工作有一定作用。

關鍵詞：區域生產運營；風電場；運行管理；生產運營管理；風電技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM614 文章編號：1009-2374（2017）06-0230-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.115

隨著國家風電產業政策落實和風電技術的發展，我國風電裝機容量已位于世界前列。但風電場自身有著與傳統能源不同的特點，因此需對風電場的特點進行深層次的剖析，而在現階段，實施風電場區域生產運營管理，是風電場發展的趨勢，能保障風電場綜合利用效益最大化。

1 風電場管理的現狀

我國的風能資源豐富，但通過分析不難發現風電項目選址一般比較偏僻，環境較差，電場工作人員長期駐守現場，其工作生活都不方便，導致各電場人員招聘困難，現有技術人員流失嚴重，不利于吸引人才和隊伍的穩定。目前風電項目面臨著專業技術人才短缺、電場生產技術力量薄弱等共性問題，客觀上增加了項目運營的成本和管理難度。為進一步優化管理，改善運維人員工作條件，降低運營成本，迫切需要尋求一種新的運行管理模式。同時由于風電場的建設地點分散，需要對多個場站的實時運行情況同時進行監控，要求把各場站各廠家的設備運行參數集中起來以便于比較分析。現有的分散監視與控制手段無法實現。而且目前風電機組的數據采集和監控系統都是由風電機組制造商配套提供，各廠家的系統互不兼容，一個公司內多套生產監控系統并存，一旦投入使用后很難對其更新升級，不利于運行管理。

根據風電行業現狀和未來發展趨勢，實施區域生產運營管理，建設區域生產運營中心將是風電行業生產運營的一個發展趨勢。

2 區域生產運營管理的概念

區域生產運營管理是指結合生產、檢修及備品備件管理，遵循“統籌規劃、集中管理、集控進城”的原則，在生活條件優越地區設置區域生產運營中心，實現對所屬地域分散的多個風電場、光伏電站進行遠方監視與控制的要求，提升新能源公司的綜合管理水平，實現“遠程集中監控、現場少人值守、區域檢修維護、規范統一管理”的科學管控模式。一是提供信息共享、技術支持、信息化管理平臺，實現對不同控制系統的風機在同一平臺下統一監控、統一管理和調度，電場效率達到最大化；二是優化人力資源配置，實現專業化管理；三是提高生產管理的自動化程度，降低勞動強度，提高勞動效率；四是便于管理人員及時掌控所有風電場的生產運營情況，及時做出正確的判斷，提高管理層指導生產工作的及時性、針對性和科學性。

區域生產運營中心建設應遵循“統一規劃、分步實施、專業管理”的原則，積極穩妥推進，同時要為運營管理中心和場站的安全運營提前做好各項保障措施。

按照“區域維檢、場站安保”的原則，根據新能源項目分布及規劃情況設立區域維檢中心，配備適量檢修維護、安保人員，設置區域備品配件庫房，開展片區新能源電站的就地維檢工作，做到維檢人員、設備及備品備件相對集中管理及調配，確保各新能源電站維檢工作能夠做到按時巡檢、快速響應、及時消缺。

3 區域生產運營中心主要功能

3.1 基本功能

新能源電站設備和升壓站數據采集和接入、監視控制、防誤閉鎖、事故追憶、報警處理、綜合統計與查詢、分析計算和報表管理。

3.2 安全生產管理功能

依托集控系統，實現對風電場設備狀態信息實時采集，完成對多個新能源電場（站）進行監視與控制，實現“無人值班、少人值守”，減少新能源電場的管理成本；可對公司所屬場站主要電氣設備、關鍵設備安裝地點以及周圍環境進行全天候的圖像監視及安全警戒，以滿足電力系統安全生產需要監視關鍵部位設備的要求；能實現對公司風功率預測的集中管理及生產信息的綜合展示。

3.3 人才培養功能

生產運營中心具有培訓功能，能夠對各場站值守人員和區域維護人員進行定期培訓，通過培訓使每位維護人員成為能夠獨立完成風電場故障診斷、故障分析、故障處理的專業化技術人才。

3.4 區域維檢管理功能

依托集控系統，完成設備管理、物資管理、檢修管理工作。采用區域維檢，當出現定檢、大部件更換和大的設備缺陷處理時，指揮區域內的電場維護人員組成檢修隊伍。區域維檢實現了一體化、專業化管理，既提高檢修質量和安全可靠性，同時利用新能源項目維檢工作不均衡的特點，實現減員增效。

3.5 生產技術支持功能

通過集控系統數據的集中采集、處理和分析，利用數字化管理平臺開展故障分析診斷，輔助開展設備檢修維護，及時發現風電場運行中存在的問題，有針對性地提出解決方案，從而提高設備可利用率，實現增發電量，有效提高經濟效益。

4 區域生產運營中心集控系統業務功能

在新能源場站區域生產運營管理過程中，對生產設備的管理和場站的日常管理是緊密結合在一起的，場站的定檢、巡檢、故障處理等日常工作都離不開集控系統的支持。集控系統設計的主要目的是搭建基于風電機組監控平臺，提升公司對新能源項目的管控能力，通過構建大數據平臺，提高公司生產運營標準化管理水平，提高勞動生產率，其建設應遵循統籌規劃、適當超前、專業設計、綜合評審、專業施工、安全可靠、經濟適用的原則。

4.1 系統結構

集控系統本著區域化集中管理的思想進行方案設計，分為電站子站、運營中心主站兩層對風電場進行遠程監視與遠程控制，并實現集中管理。系統采用分布式框架，功能應用可在系統內任一節點上配置運行，具備高性能、可擴展、容錯強等特點。集控系統應為冗余數據架構，實時數據采用分布式設計，歷史數據庫采用備份冗余設計。

子站層：按照電力系統二次安全防護要求，各電站子站按照安全分區分為安全Ⅰ區、Ⅱ區分別采集場內信息。Ⅰ區與Ⅱ區分別配置通信服務器采集各安全區內信息，并分別傳輸到主站系統的Ⅰ區和Ⅱ區。安全Ⅰ區配置數據服務器，具有斷點續傳功能，續傳期間不影響系統正常運行。

主站層：部署運營中心的主系統，由各種功能服務器、工作站、網絡交換機及相應的軟件組成。安全Ⅰ區實現升壓站及風機的監視、遠程控制、告警等功能以及電能量計量系統監視；安全Ⅱ區建設風功率預測系統；安全Ⅲ區建設視頻監控系統及利用辦公網絡的IP電話系統等功能。網絡結構采用雙網冗余結構。為保證系統安全性，嚴格執行“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向加密”的電力監控系統安全防護要求。

4.2 系統功能

4.2.1 實現數據采集及處理。集控系統能通過子站實時采集模擬量、開關量、電能量以及其他相關數據，數據電氣特性符合GB/T 13729的要求，在這個過程中需打破廠家技術壁壘，避免產生大量數據接入費。采集數據后對輸入的模擬量信號進行數據合理性檢查、越限判斷及越限報警、數字濾波、誤差補償、工程單位變換、信號抗干擾等處理。

在經過數據處理后，在集控中心實現所轄子站的各系統數據、狀態友好監視畫面，并達到遠程控制功能，對于報警信息實時顯示提供處理意見。

4.2.2 建立與維護數據庫。系統應建立實時數據庫，不斷更新采集到的全部實時數據；建立歷史數據庫，保存需要長期存儲的數據，保存周期可調，存儲時間不少于兩年。留有至少200%的裕度，當存貯容量余額低于總容量的設定值時發出報警信息。數據庫便于擴充與維護，并支持在線修改和離線生成。

4.2.3 控制操作。集控系統能遠程操作所管轄子站的所有遠程操作，包括風電機組的啟停、復位和有功、無功的調節；斷路器以及隔離開關的分、合；有載調壓變壓器分接頭位置的調節；無功補償設備的投、切和出力調節等。控制操作分為兩級，并支持相互切換，控制級別由高到低依次為站內控制、集控控制，兩種控制級別應相互閉鎖，同一時刻只允許一級控制。

4.2.4 報警處理。報警分兩種方式：一種是事故報警；另一種是預告報警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號。后者包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量越限/復限、計算機站控系統的各個部件、間隔層單元的狀態異常等。報警處理應分類、分級、分場站進行，并應以列表、光字牌、語音等方式提供給用戶，重要報警應提供確認操作。重復報警不能互相屏蔽，并應具有報警次數自動統計功能。

4.2.5 時間順序記錄及事故追憶。事故追憶的范圍和采樣周期能自由設定，至少記錄事故前1min到事故后3min的所有相關模擬量和開關量，并能反演事故過程。事故追憶可由定義的事故源觸發，也可設置為由人工觸發。

4.2.6 軟五防功能。集控中心對子站一次設備遠程控制應具有防止誤拉、合斷路器，防止帶負荷拉、合刀閘，防止帶電掛接地線，防止帶地線送電的功能。系統能對運行人員的電氣設備操作步驟進行控制、判斷和分析，以確定該操作是否合法、合理、安全、正確。子站設備控制必須具有“軟防誤操作”校驗功能。

4.2.7 運行管理。集控系統能根據運行要求，實現事故記錄檢索、運行操作指導、在線設備管理、操作票開列、模擬操作、運行記錄及交接班記錄、參數配置、權限設置等管理功能。

通過上述集控系統的各項功能實現對區域風電場的集中控制，現場保留少量檢維人員完成接受生產運營中心指令、就地操作、安全措施實施等工作，逐步實現“無人值班、少人值守”。

綜上所述，針對新能源項目單機規模小、發電設備數量眾多、場址分散的特點，設立區域生產運營中心，實現區域內風電場的集中監視控制、綜合數據分析和統一運維調度管理，為開展區域規模化檢修維護、合理優化資源配置、提高生產管理效率提供數字化管理平臺，逐步將當前分散式、扁平化的生產管理模式轉變為區域化、集約化的精細生產管理模式，解決管理主體過多、資源配置不合理、管理效率偏低、經濟效益增長受限的問題。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）