風力發電場運行管理要點研究

摘 要：從實際應用出發，對風力發電場的運行管理中的管理模式、并網調試、計劃檢修、通信保護、安全技術、消防等要點進行梳理和研究，系統闡述風電場運行管理的基本理念、操作技術、實用工具等，為從事風電場運行管理工作的專業人員提供實用的指導和幫助。

關鍵詞：風力發電場；運行；管理要點

中圖分類號：TM614" " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2023）08-0082-04

0 引言

風電場運行管理不僅包括風力發電機組的日常運行監測、維護保養、故障處理等方面，還包括風電場的整體運行計劃制定、協調各個運行環節、保證安全生產等方面。把握風電場的運行管理要點，對于提高風電場發電效率、延長設備壽命、保證安全生產、降低運營成本等方面都有著重要的意義。

1 運行管理

1.1 風電場的運行模式分析

國內風電場的運營管理模式主要有運檢一體、運檢分離、運檢外委、區域遠程監控等。

1.1.1 運檢一體模式

運檢一體模式是指由風電場運檢人員負責風電場運行、檢修工作，風電場運檢人員由場長管理。

1.1.2 運檢分離模式

風電場達到一定規模后，運檢一體模式就逐漸顯現出運檢人員檢修工作量過大、專業分工不明確等諸多問題。為解決該類問題，就要找到更合適的運營模式。風電企業一般會嘗試運檢分離模式，它是指運行人員負責風電場升壓站及風電機組的運行檢查和現場復位及其他基礎性管理工作，檢修人員負責風電機組專業檢修工作的一種模式。

運檢分離又可分為以下3種模式：①風電場級的運檢分離，即在一個風電場內分運行班組與檢修班組。②公司級的運檢分離，即一個風電企業建立自己公司級的檢修隊伍，專門負責公司內各風電場風電機組的檢修工作。③檢修外委的運檢分離。專業的風電機組檢修維護公司目前有兩種形式：一種是承攬各個故障風電機組的維修工作，收取維修費用，另一種是以年為單位承包風電機組每年的定檢和維護工作，風電公司以年為單位付給專業公司承包費。

1.1.3 運檢外委模式

運檢場只參與風電場的運行管理，而不進行具體運行維護工作，業主將風電場的運行維護工作部分或者全部委托給專業檢修公司負責。與現有一些風電管控模式相比，“遠程集中監控、區域檢修維護、現場少人值守、規范統一管理”的生產運行管理新模式提供了信息共享、技術支持、信息化管理平臺，實現了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，使風電場效率達到最大化，有效提高了風電發電效率。

1.2 風電場運行監控系統

監控系統一般由升壓站監控系統和風機監控系統組成。升壓站監控系統，主要對整個發電廠網絡部分電氣設備的監測、控制及遠動信息傳送等各種功能。風機監控系統，主要實現用戶對風場風力發電機運行情況的實時集中監測和控制。

監控系統一般功能包括數據采集與處理。模擬量采集包括電流、電壓、有功功率、無功功率、頻率、功率因數等電量和溫度信號等非電量。數字量采集包括斷路器，隔離開關以及接地刀閘的位置信號，保護動作。

監測是指對主要電氣設備運行參數和設備狀態進行監視，畫面調用一般采用鍵盤、鼠標或跟蹤球。主要顯示的內容有：①電氣主接線圖，包括顯示設備運行狀態、潮流方向、各主要電氣量（電流、電壓、頻率、有功、無功）等的實時值。②趨勢曲線圖，包括歷史數據和實時數據。③各種保護信息及報表。④控制操作過程記錄及報表。⑤事故順序記錄報表。⑥操作指導及典型操作票及各類統計報表。風電場運行主要數據介紹，如表1所示。

2 調度管理要點

2.1 風電場并網管理重點

應當在接入風電設備前3個月，將接入風電設備的有關信息報送到電力系統中。所提供的信息必須經過調派機構的審查，以確保其滿足相關的需求。所需信息包含：①風電項目審批文件，風電項目可研報告，風電項目規劃報告。②風電場的運行規則，風電場的名稱和建設地點。③業主單位名稱，風電場地形及風電場布置的詳細數據，風電場的氣象數據。④具有20年以上氣象觀測經驗，月平均風速，風力發電能力。⑤風電場匯集線路及變壓器（主變壓器及箱變壓器）等設備的型號及物理參數，用于電力系統仿真計算的風電機組、風電場匯集線路和風電機組（風電場）的電氣模型及參數，風電場內所有型號風電機組并網檢測報告。檢測報告應該包含有功功率/無功功率調節性能、電能質量、低電壓穿越能力等內容。⑥風電機組功率曲線、輪轂高度、風電機組主要系統及元件的技術參數，其中包含變頻器、發電機、風電場調度值班人員的清單等內容。

2.2 風電場調試管理重點

風電項目（包括全部已投入運營的風電項目）應當被納入項目的調度體系中，并根據相關的電網規范進行項目的調度和管理。在進行調試前，應該先向電網調度機構提交申請，在接到調試申請后的10個工作日之內給予答復。經過審批后，才能進行風電場的調試。

在實際運行中，要采取批量運行的方式，批量運行的計劃要由電力系統的調度部門共同商定。依據已經確定的調整內容及調整進度，制定出一套較為詳盡的調整單元調整方案，并在此基礎上，嚴格依照調度指示進行調整。

2.3 風電場發電計劃管理重點

風電場要做好風力發電量的預報，制定出相應的發電量，并在預定的日期之前每天將其發電量的變化情況上報給電網調度部門。風電機組在運行過程中，需在15 min內，將其超短周期的電力預報數據，及時上報給電網調度部門。在此基礎上，結合電力系統的實際運行狀況，提出了一種風電并網方案。風電機組在運行過程中，必須嚴格遵守電網調度所發布的運行計劃曲線（含滾動修改后的運行要求）和運行要求。電力部門按照有關要求，對風電機組的出力進行評估。

2.4 風電場繼電保護管理重點

風電場要貫徹落實繼電保護和安全自動裝置的標準以及運行管理條例，按照電網調度的需要，制訂運行規程，并上報到調度機構進行備案。繼電器負責人的聯絡方法應當向調度部門登記，風電機組應當安排專人負責對繼電器設備進行管理。當出現故障時，需對故障產生的故障進行分析，并對故障產生的原因進行整改，并向電網調度部門報告。

2.5 風電場檢修管理重點

在風電機組運行管理區域，其運行維護工作必須符合國家電網的相關要求。風電廠應按年、月、節進行，提出針對特定工況的裝置大修方案，并向電力系統調度部門提出了相應的方案。在電力系統的年度、月度和節日期間，電力系統的各部門都要安排好風電裝置的大修，特別工作模式的維修安排。所有被列入調度區的風電場一次和二次設備在正式進行大修之前，必須先到電網調度部門提出大修申請，得到同意后才能進行大修。對因個人原因無法按照批準的方案進行大修的，應當在批準的大修日期前3個工作日內，將大修方案變更為新的大修方案。在進行檢修和測試之前，還需要經過電網調度部門的同意。完成任務后，要立即上報給電力系統的調度部門。風電廠要將臨時檢修、測試的申請提交給對應的電力系統管理部門，電力系統管理部門要按照相關的規則和電力系統的具體狀況，對檢修申請進行批準。

2.6 風電場通信運行管理要求

風電場應嚴格遵守調度通信運行管理的標準規定，接受電網調度機構的指揮。通信設備必須符合電網通信技術要求。通信負責人的聯系方式要在調度機構備案，通訊設備檢修需提前想電網調度機構辦理申請。有關通信設備技改、大修等需電網調度機構審核。

3 安全管理重點

3.1 風電場安全管理要點

3.1.1 保證安全的組織措施重點

3.1.1.1 工作票管理

在電器設備上進行工作時，應填寫工作票或事故應急搶修單，其方法有以下6種：①填寫用變電站（發電廠）第一種工作票。②填寫電源纜索的首類工作票。③填寫二級變電所（電廠）工作票。④填寫電源線纜的二次工作單。⑤填寫變電所（電廠）帶電操作之工作票。⑥在變電所（電廠）發生意外時，填寫緊急備份表。

3.1.1.2 工作許可管理

工作許可人在完成施工現場的安全措施后，只有辦理后續各項程序，才能開工作業。與工作人員一道，對施工現場采取的安全措施進行核查，并指出具體的裝置，以證實所維修裝置確實沒有使用過電壓。向作業人員說明有電裝置的安裝地點及操作時應特別留意的事項，由各崗位主管分別對工作單進行確認并簽字。操作人員不能擅自更改維修裝置的操作線路，工作負責人和工作許可人也不能改變工作中的安全設施，如果工作中出現了一些特殊情況，必須事先征得另一人的同意。所有的變化都要在工作日志上做好記錄。

3.1.1.3 工作監護管理

在工作票審批程序結束后，由工作負責人和專責監護人對工作人員說明工作內容和分工。在帶電區域及施工現場采取的防護措施，做好危險點的說明，并經過核實程序后方可開工作業。崗位負責人及專職監護人必須隨時在場，對本崗位上的員工進行仔細的看護，并對員工的不安全舉動進行及時的糾正。任何員工包括主管，不得獨自進入或滯留在高壓室或戶外的高壓設施區域。在作業過程中，如作業主管因各種原因而需暫離作業地點，其應委派有能力之人暫代作業，并在作業開始之前，對作業地點進行詳細說明，并通知作業小組各成員。當原來的工作人員回到工作地點時，其移交程序也是相同的。

3.1.1.4 工作間斷、轉移和終結管理

當作業中斷時，必須立即撤離工地，并保留一切防護設備、作業單。中斷后可以持續作業，不需要經過作業許可人。次日上班時，在工作許可證持有人的同意下，領取工作許可證，并由主管對其進行再次檢驗，以確保其與工作許可證相符。在施工前，必須召開工地的站班會議。工作人員在沒有專人或專人陪同下，不能進入工作場所。

在沒有完成工作票的終止程序之前，任何人不得對斷電的裝置進行關斷和供電。如果有應急需求，在工作票沒有交還的時候，運行人員可以合閘送電，但必須事先告知工作負責人。在收到工作班所有人員都離開了工作地點，可以送電的回復后，才可以進行操作，并且按序采取拆卸臨時遮欄、接地線和標識，將常設遮欄，換上“停、高壓危險”的標識等步驟。

要在各條路上安排專門的人看守，并告知工人“裝置已關機、斷開電源，不要再工作了”。對相同的電器聯接部件，使用相同的工作票，按順序在不同的工作現場進行作業時，作業員應在作業開始之前一次性完成所有的作業，無須再次進行作業交接。

所有作業完成后，各班應對現場進行清理和整理。工作主管應該對工作場所進行仔細的檢查，在所有的工作人員都撤出工作場所之后，根據操作人員提出的所修項目的說明、發現的問題、測試結果和存在的問題等，與操作人員一起逐項檢查設備的狀況、有無遺留物品、是否進行了清洗等。最后把工作截止日期寫在工作單上，在當事人簽字之后，該工作即告結束。

3.1.2 保證安全的技術措施重點

3.1.2.1 停電

檢修的設備與工作人員在進行工作中正?；顒臃秶木嚯x，應小于表2中的規定。

當維修設備發生故障時，應該將所有的電力全部切斷。在使用中，使用的星型連接設備的中性點，都應該被認為是有電的。切勿使用僅通過斷路（開關）切斷電力的裝置，應該將隔離開關（刀閘）打開，將手車開關拉到測試或維修位置。在一些設備無法觀測到顯著的斷開點的情況下，應該在各個方向都有一個顯著的斷開點。與故障裝置相關的變壓器、變壓裝置，必須切斷裝置兩側的電源，以避免將電源回送到故障裝置上。維修設備和可能來電側的斷路器（開關）、隔離開關（刀閘）應該斷開控制電源和合閘電源，隔離開關（刀閘）操作把手應該鎖上，以保證不會出現誤送電的情況。對于無法徹底切斷電力供應的維修裝置，可將其與電力供應間的電力聯接拆卸。

3.1.2.2 驗電

在進行驗電時，應該采用具有相應電壓等級的并且符合標準的接觸式驗電器，在安裝接地線或合接地刀閘處對各相進行單獨驗電。在進行驗電之前，必須對帶電的裝置進行測試，確認其性能正常。不能在有電力的裝置上進行測試時，可以使用電壓發電機等來驗證驗電器是否正常。若在木桿、木梯或木框上進行測電時，由于沒有接地線而無法顯示，須在試電桿的末端與接地線相連（但須得到操作人員或操作人員的同意）。在進行高電壓測試時，必須帶上絕緣手套。驗電桿上的可伸縮絕緣桿要足夠長，在進行驗電時，手的握把部不要超出護環，人要和驗電桿之間要有一定的距離。在下雨或下雪的情況下，禁止在戶外進行直接式電力測試。對于不能通過直接檢驗的裝置，可以通過間接檢驗，330 kV及以上裝置應通過間接檢驗。顯示裝置關閉及容許進出間隔的訊號，頻繁接觸的電壓計，當裝置通電時，裝置停止運轉。

3.1.2.3 接地

安裝接地線應該有兩個人完成（得到許可的一個人可以安裝）。經確認，該裝置確實沒有任何高壓時，必須迅速將維修裝置與三相短路連接。在對電纜和電容進行逐相地放光之前，必須將其全部放光。在有可能送電到停電的設備的各個部位，應該安裝接地線或關閉接地刀閘，所安裝的接地線和帶電的部位應該在接地線搖晃時，考慮到仍然滿足安全距離的要求。如果維修部件分成多個部件，這些部件在電力上是不相連的，那么每一個部件都應該單獨進行接地測試。當降壓變電站完全停電時，應該將每個可能來電側的局部接地短路，而對于其他的局部，沒有必要在每個段都安裝接地線或關閉接地刀閘。

成套接地導線采用帶透明外殼的多根軟銅導線，其橫斷面不能低于25，且要符合安裝地點的短路電流。不允許采用其他電線作為接地線，也不允許采用短路線路。員工不得私自挪動或拆卸接地導線。在高壓線路上的作業，必須將所有或部分的接地網都拆掉才能進行。

3.1.2.4 懸掛標示牌和裝設遮欄

在一經閉鎖即可將電力傳送到工作場所的斷路器（開關）和隔離開關（刀閘）的操作把手，都應有“不得閉鎖，不得工作”的標志。對因設備的緣故，在接地刀閘與維修設備間連接有開關時，在接地刀閘與開關合攏后，在開關操作把手處，要張貼“不準分閘”的牌子。在顯示屏幕上進行操作的斷路器、隔離開關的操作臺上都應有“不準合閘，不能工作”“不準分閘”的標志。在有高電壓的室內作業時，應當將“停，高電壓有風險”的警示貼在作業現場兩側及相對的操作設備之間的護欄（柵欄）上以及禁止通過的走道護欄（柵欄）上。工作人員不得隨意挪動或移開圍欄和指示牌。

3.2 風電場消防管理要點

3.2.1 風電場的消防措施

認真執行《中華人民共和國消防法》《電力設備典型消防規范》和本消防工作細則及有關消防工作文件。開展消防知識的學習宣傳教育，將消防知識的學習納入班組學習培訓臺帳，表揚消防工作先進，批評違章者。發生火警火災，積極組織人員進行撲救，及時報警，并立即向上級有關部門報告。定期對消防設施的檢查，使消防設施保持良好的狀態。

3.2.2 職工的防火職責

全體職工必須嚴格遵守各項防火管理規定，阻止違章工作，發現火警立即報警。做好工作前后的防火檢查工作，發現隱患及時處理，熟練掌握各種滅火器使用方法和操作規程，非火警禁止動用消防設施。下班前應關好門窗，切斷電源，消除火種，確保安全后方可離開。

3.2.3 防火檢查

配合風電場組織一月一次的消防安全檢查，檢查內容、檢查情況均應登記在相應記錄本上。檢查各部位使用明火情況，有否違反規定使用電爐、氣焊，防火重點部位是否有人吸煙，地面是否有煙蒂。按規定使用明火部位周圍是否堆放易燃、易爆物品。辦公室和生產場所使用的電器設備容量與電氣線路容量是否相符，有無過載情況。消防通道（走道）是否被堵塞，消防器材是否被其他物品堆死。消防器材的放置位置必須符合取用方便。

4 結束語

通過風力發電廠運行管理要點研究，有助于快速著手風力發電廠運行管理。通過數據采集、監測分析、遠程控制等技術手段，實現風電場的智能化管理，可以大大提高管理效率和運行穩定性。隨著科技創新和智能化技術的應用也越來越受到重視，更有助于風電項目運行管理的安全、運行、調度等生產把控。