海上風電場運行維護策略優(yōu)化

王衍飛 明 軍 / 沈陽華創(chuàng)風能有限公司

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海上風電場運行維護策略優(yōu)化

王衍飛 明 軍 / 沈陽華創(chuàng)風能有限公司

【摘 要】海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，海上風電場的運行維護要求也隨之不斷提高，但是目前海上風電場的運行維護依舊存在些許問題，有待改善。因此，本文通過對海上風電場運行維護存在的問題的具體分析，提出了一些優(yōu)化策略。

【關(guān)鍵詞】海上風電場；運行維護；優(yōu)化策略

一、海上風電場運行維護的特點

（一）海上風電機組運行維護的技術(shù)要求更高

受海洋的影響，海上風電機組對技術(shù)的要求逐漸提高，因此，在進行設(shè)計時，會充分考慮海上侵蝕、船舶運輸?shù)认嚓P(guān)因素。海上風電機組的安裝地點相對空曠，很容易受到天氣因素的影響，所以需要采取更加先進的技術(shù)手段，以此保障風電機組的安全運行。

（二）海上風電場維護受環(huán)境影響的程度更大

海上風電場的風電機組設(shè)備數(shù)量較多，分布的區(qū)域也比較廣泛，具有點多、面廣等特點，這就直接導致了風電機組的有效維護和管理會遇到阻礙。海上風電場還受海洋氣候的影響，會在很大程度上縮短海上風電機組的維護作業(yè)時間，還會對風電機組的有效維護造成影響。

（三）海上風電場運行維護的費用更高

伴隨著海上風電機組功率容量趨向大型化發(fā)展，風電機組的體積也隨之增大，這就給直接加大了風電機組維護的難度。海上的自然條件十分惡劣，從而使得風電機組的故障率相對較高，但是海上作業(yè)必須依賴船舶，經(jīng)常會需要一些專門的海上工程起重船舶等大型設(shè)施設(shè)備，不僅工程量大，費用也相當高，再加上天氣條件的影響，導致無法及時開展工作，以至于帶來很大的經(jīng)濟和人力損失。

二、海上風電場運行維護的現(xiàn)狀分析

（一）缺乏先進的管理方法和信息技術(shù)手段

使用風電發(fā)力是一個非常典型的現(xiàn)象，現(xiàn)代管理模式和信息技術(shù)環(huán)境下的裝備產(chǎn)業(yè)，尤其是先進制造裝備業(yè)，都已經(jīng)具備了與企業(yè)資源管理相似的運行維護管理系統(tǒng)，但是目前風電產(chǎn)業(yè)卻依舊沒有投入運行。

（二）風電場運行和維護存在脫節(jié)問題

在風電機組供應商設(shè)置的技術(shù)掩護下，風電業(yè)主幾乎不會單獨對風電場進行管理。并且，風電機組的供應商所提供的維護系統(tǒng)與運行系統(tǒng)之間也是相互獨立的，只能夠滿足銷售合同的技術(shù)要求，卻十分不利于風電業(yè)主開展深層次的信息分析或利用。

（三）設(shè)備供應商在產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導地位

風電開發(fā)的過程中，業(yè)主太過依賴設(shè)備供應商的技術(shù)支持，反而忽視了自身在技術(shù)上的創(chuàng)新，這就直接導致產(chǎn)業(yè)鏈上的知識共享和業(yè)務(wù)協(xié)作出現(xiàn)嚴重的缺失現(xiàn)象。

（四）風電場運行和維護的成本重視問題

建設(shè)大型風電場需要投資巨額資金，設(shè)備采購和建設(shè)成本非常高，不僅如此，風電場的運行維護成本也不斷地上升，占據(jù)了總成本的很大一部分。目前，風電產(chǎn)業(yè)內(nèi)部對運行維護明顯不夠重視。

（五）存在重視風電場建設(shè)而輕視運行管理的現(xiàn)象

風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展初始階段，為了能夠快速在市場上占據(jù)有利地位，風電機組制造商和風電運營商都開始加強了對風電主機生產(chǎn)和風電工程建設(shè)的重視，但是在后期的運行維護上還缺乏精細化管理。

三、海上風電場運行維護的優(yōu)化策略

（一）預防性維護策略

預防性維護是指在部件發(fā)生故障之間就對其進行維護，以此保證風電機組能夠正常運行。預防性維護主要包括調(diào)整、潤滑、檢查、擦拭和定期拆修更換等活動，還可以細化為時間維護和狀態(tài)維護，即計劃維護和視情維護策略。其中計劃維護主要是通過對設(shè)備的故障規(guī)律的認識，不論設(shè)備處以何種狀態(tài)，都要按照既定的時間進行維護，這一維護策略的優(yōu)化主要集中在維護周期上。而視情維護策略主要是在設(shè)備中安裝數(shù)據(jù)采集裝置，并根據(jù)具體的實際運行情況進行維護。計劃維護是以理論上的設(shè)備故障規(guī)律進行維護的策略，但是在實際情況中自然會存在一些小偏差，尤其是海上風電機組的運行是在相對惡劣的環(huán)境下。因此必須與視情維護策略相結(jié)合，當進入海上運行維護活動時，可以統(tǒng)一維修具有故障相關(guān)性的部件，這樣一來，不但能夠分攤固定維護費用，還能夠降低故障的發(fā)生頻率。

（二）機會維護策略

機會維護策略主要就是在某一部件發(fā)生故障時，其余部件同時也獲取了提前預防性維護的機會，通過對部件滿足維護條件的具體判斷，制定出相應的維護策略。而且機會維護能夠?qū)崿F(xiàn)維護固定成本的分攤，但是在具體的維護過程中，需要攜帶的設(shè)施設(shè)備相對較多，這就對船只的要求也越來越高，并在很大程度上提高了維護成本。

（三）事后維護策略

所謂事后維護策略就是設(shè)備發(fā)生故障之前，對其進行預防性維護，直到設(shè)備發(fā)生故障之后，再進行具體的海上維護。但是故障發(fā)生具有很大的隨機性，所以不具備充足的時間進行提前準備，所以事后維護策略只適用于重要程度低和維護成本低的設(shè)施設(shè)備。而且維護策略的執(zhí)行，還會受氣候和船只等因素的影響。海上風電的氣候條件相當特殊，因此可及性是海上風電維護必須考慮的因素。

四、海上風電場運行維護的發(fā)展

（一）利用激光雷達等實現(xiàn)后維護

激光雷達是一種比較成熟的遙感技術(shù)，主要是用過發(fā)射脈沖光束，對氣象、海浪、潮汐和風向等風電產(chǎn)業(yè)所需數(shù)據(jù)進行測量，能夠在海上風電場的風能資源的評估和運行維護上應用，尤其是在功率曲線驗證和尾流監(jiān)測上，可以對風機功率表現(xiàn)實現(xiàn)快速評估和診斷，以此降低運行維護成本。

（二）建立風電場遠程運營新模式

目前，我國的海上風電場一直在進行大規(guī)模的規(guī)劃和建設(shè)，隨之帶來的問題主要有缺乏高能力和高素質(zhì)的運行維護人才。如果能夠建立健全的風電場遠程運行新模式，利用收集到的振動監(jiān)測運行數(shù)據(jù)，對風電機組的運行狀況進行實時分析，實現(xiàn)設(shè)備的異常分析和劣化監(jiān)視報警功能，或者具備專業(yè)的技術(shù)人員解決現(xiàn)場故障，并制定出各種預防性的運行維護策略，能夠在很大程度上降低海上風電場的運行維護資金和人力物力投入。

（三）建立海上風電場成本模型和運行維護優(yōu)化策略

未來海上風電場的離岸距離和海水深度的增加，安裝和運行維護成本都會隨之出現(xiàn)上升。如果能夠在風力機的尺寸和可靠性的支持下，選擇科學合理的抵達風電場和維護風電場的方式方法，通過離岸距離、水深以及風電場的規(guī)模等因素，建立新型的海上風電場成本模型，以此指導海上風電場的運行維護。同時，還能夠預計海上風電場的可利用率，優(yōu)化運行維護策略。根據(jù)我國海上風電場建立合適的成本模型，選擇合理地運行維護優(yōu)化策略，勢必會在一定程度上降低海上風電場的運行維護成本，實現(xiàn)海上風電場的快速發(fā)展。

五、結(jié)語

綜上所述，海上風電場其自身的天氣和水文特性，促使海上風機機組的故障率居高不下，成本較高等現(xiàn)象屢見不鮮。為此，我國必須切實結(jié)合海上風電場的實際情況，優(yōu)化運行維護模式，提高運行維護管理水平，為實現(xiàn)更好地利用海上風能資源奠定良好的基礎(chǔ)。相信在不斷地完善和創(chuàng)新下，我國的海上風電產(chǎn)業(yè)一定會實現(xiàn)全面發(fā)展的。

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