淺析風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)維存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施

莊甦

（中國(guó)航天萬(wàn)源國(guó)際（集團(tuán)）有限公司，北京 100176）

我國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中非常注重新技術(shù)和新設(shè)備的創(chuàng)新和應(yīng)用，尤其是在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，依靠先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，降低運(yùn)營(yíng)成本，不斷提高運(yùn)行效率。一個(gè)風(fēng)電投資項(xiàng)目，除了質(zhì)量?jī)?yōu)良的發(fā)電設(shè)備做保障，還需要風(fēng)電場(chǎng)全生命周期的度電成本優(yōu)化，在設(shè)備運(yùn)維、保養(yǎng)等方面，加強(qiáng)科學(xué)管理，加大科技創(chuàng)新，不斷開(kāi)展更深層次的研究工作，使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期內(nèi)發(fā)揮最佳性能。關(guān)于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)維和檢修存在的問(wèn)題及其問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因等必須結(jié)合風(fēng)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)展具體化分析，并研究制定出問(wèn)題的解決方案和有效的管理措施。

1 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)維中存在的常見(jiàn)問(wèn)題以及主要誘因

1.1 投入的運(yùn)維資金不足

我國(guó)風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，使得企業(yè)更加追求優(yōu)質(zhì)設(shè)備和低成本投入。風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目全生命周期主要是項(xiàng)目投資開(kāi)發(fā)、風(fēng)場(chǎng)工程建設(shè)和設(shè)備安裝、生產(chǎn)運(yùn)維三個(gè)階段。在項(xiàng)目投資預(yù)算確定的前提下，項(xiàng)目竣工投產(chǎn)后，生產(chǎn)運(yùn)維的管理水平和工作效率直接決定了項(xiàng)目的效益。然而，由于前期風(fēng)資源開(kāi)發(fā)、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)以及設(shè)備采購(gòu)的資金投入巨大，以及生產(chǎn)運(yùn)行階段不確定因素的出現(xiàn)，都會(huì)造成運(yùn)維資金不足的問(wèn)題，從而影響運(yùn)維工作不能順利實(shí)施，結(jié)果帶來(lái)風(fēng)機(jī)故障率高，停機(jī)成本增加，運(yùn)行效率低，發(fā)電量少，企業(yè)效益下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，陸上風(fēng)電的運(yùn)維費(fèi)用一般占到度電成本（每千瓦時(shí)）的10%～15%。

1.2 配備的運(yùn)維人員短缺

由于風(fēng)電涉及多學(xué)科多專(zhuān)業(yè)，運(yùn)維人員要具備一定的理論和實(shí)操技能，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展較晚，管理人員多是從火電或者水電轉(zhuǎn)行過(guò)來(lái)，風(fēng)電場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)不足，運(yùn)維人員能力參差不齊、技術(shù)人才培養(yǎng)不成體系，這些因素導(dǎo)致了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備故障較多，處理故障時(shí)間較長(zhǎng)等，影響了風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行效率。質(zhì)保期內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)維服務(wù)由主機(jī)廠(chǎng)負(fù)責(zé)。隨著裝機(jī)量的增加，主機(jī)廠(chǎng)只能抽調(diào)工廠(chǎng)機(jī)械、電器方面的裝配工人輪換崗位，充實(shí)風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維隊(duì)伍，但是這些人不具備登高作業(yè)等特殊技能和資質(zhì)，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)合格后才能上崗工作，顯然這樣的運(yùn)維隊(duì)伍是不穩(wěn)定的，也給風(fēng)場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)；出質(zhì)保后，由風(fēng)電場(chǎng)自己負(fù)責(zé)組織運(yùn)維隊(duì)伍或者外包。風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，風(fēng)電場(chǎng)對(duì)運(yùn)行管理人員的需要和具有足夠能力運(yùn)維技術(shù)人員的配置均受到投資成本的限制，人員嚴(yán)重不足。加上運(yùn)維工作環(huán)境艱苦，工作負(fù)荷重，待遇不高，危險(xiǎn)系數(shù)大，因此，運(yùn)維人員的流動(dòng)率比較高。風(fēng)電后市場(chǎng)對(duì)運(yùn)維人員的巨大需求，必然帶來(lái)運(yùn)維技術(shù)人員局部缺失的局面。

1.3 管理與技術(shù)方面的落后

風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，主要關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備管理、技術(shù)管理、人員管理、備品備件管理和安全管理等。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)是重要的工作內(nèi)容，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)、液壓潤(rùn)滑、電力電子、高低壓電氣控制、各類(lèi)傳感器、通信傳輸、檢測(cè)技術(shù)等各方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可能還會(huì)有不同機(jī)型，對(duì)設(shè)備維護(hù)人員提出了較高的要求，一旦運(yùn)維人員的知識(shí)技能不足，就會(huì)延誤故障的發(fā)現(xiàn)和排除，增加停機(jī)成本，甚至發(fā)生事故。

我國(guó)在風(fēng)電運(yùn)維模式和管理上還是粗放型的，運(yùn)維人員是否按照風(fēng)機(jī)運(yùn)維手冊(cè)的要求操作，當(dāng)天的工作計(jì)劃完成狀況和問(wèn)題解決的成度等等，均無(wú)法得到及時(shí)有效的監(jiān)管，有些錯(cuò)誤操作不能得到及時(shí)提醒和糾正，可能導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能受到影響，不僅難以達(dá)到預(yù)期的發(fā)電量，還會(huì)造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。

2 解決運(yùn)維問(wèn)題的舉措和方法

2.1 運(yùn)用全壽命周期管理理念，構(gòu)建合理的運(yùn)維模式體系

我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)的容量不斷擴(kuò)大,運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量逐年增加，風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；陌l(fā)展階段,全壽命周期的投資理念已經(jīng)逐漸被業(yè)內(nèi)接受，不僅要選好設(shè)備，更要用好設(shè)備，風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維管理狀況成為當(dāng)下行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算，采用系統(tǒng)診斷、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、可靠性分析、壽命管理、預(yù)知性維修、整體解決等風(fēng)電運(yùn)維策略，加強(qiáng)設(shè)備管理與技術(shù)提升、優(yōu)化工作環(huán)境與資源配置、構(gòu)建合理運(yùn)維模式與體系，改變“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的落后管理方式，從被動(dòng)式運(yùn)維向主動(dòng)式運(yùn)維、智慧運(yùn)維轉(zhuǎn)變，做到有計(jì)劃的“預(yù)防式”保障服務(wù)，既有“急診式”維修又要做“體檢式”預(yù)防。運(yùn)維管理是風(fēng)電場(chǎng)工作中的一項(xiàng)重要任務(wù),不僅是提升設(shè)備利用率,提高設(shè)備安全性、穩(wěn)定運(yùn)行,降低各種能耗的前提,而且還是風(fēng)電場(chǎng)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益的保障.

2.2 運(yùn)用新技術(shù)提高運(yùn)維工作效率和有效監(jiān)管

風(fēng)電場(chǎng)事故不僅與整機(jī)質(zhì)量有關(guān),而且與企業(yè)的管理體制、風(fēng)電場(chǎng)管理與運(yùn)維人員的規(guī)范操作有著密不可分的關(guān)系。風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)檢修人員的安全意識(shí)、技術(shù)水平和責(zé)任心,對(duì)保證風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行及風(fēng)電機(jī)組的安全有著最為直接、關(guān)鍵的作用。作為風(fēng)險(xiǎn)較高的發(fā)電企業(yè)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，除了完善各項(xiàng)制度，更需在技術(shù)上加以提高。我國(guó)風(fēng)電運(yùn)行階段的監(jiān)測(cè)手段主要集中于電氣設(shè)備，對(duì)一些風(fēng)電的主要部件，特別是關(guān)系到風(fēng)電設(shè)備壽命、運(yùn)行隱患的關(guān)鍵部件如發(fā)電機(jī)主軸、軸承、齒輪箱、葉片等缺乏有效的、系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致運(yùn)行階段對(duì)風(fēng)電設(shè)備的了解始終處于被動(dòng)和局限的狀態(tài)，無(wú)法跟蹤故障的發(fā)展趨勢(shì)，不能預(yù)先發(fā)現(xiàn)并提前排除故障隱患。運(yùn)維工作主要是依靠相關(guān)人員的責(zé)任意識(shí)和專(zhuān)業(yè)水平及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并加以排除。然而，對(duì)設(shè)備的定期巡檢要1-2 個(gè)月才進(jìn)行一次，有限的運(yùn)維人員，惡劣的氣候條件、高空?qǐng)龅貤l件、人員技術(shù)水平、工具狀況以及人員身體狀況等各種因素的存在，使得風(fēng)力發(fā)電設(shè)備常常處于亞健康狀態(tài)運(yùn)行，無(wú)法保障全生命周期效益最大化。

隨著各種技術(shù)手段和管理模式的優(yōu)化，后市場(chǎng)運(yùn)維也早已經(jīng)不是單純的對(duì)設(shè)備的檢修維護(hù)。數(shù)字化工具和檢測(cè)設(shè)備、5G 技術(shù)和光纖通信、北斗衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用和人工智能穿戴設(shè)備使運(yùn)維檢測(cè)和檢修水平的質(zhì)量有了巨大的提升空間。數(shù)字化風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理，大數(shù)據(jù)挖掘、智能分析與診斷、故障預(yù)警、故障預(yù)測(cè)、故障庫(kù)、備件庫(kù)的建立，實(shí)現(xiàn)了預(yù)防性檢修、備件供應(yīng)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)、電力交易等平臺(tái)管理功能。數(shù)字化力矩扳手可以記錄每一顆螺栓力矩信息，并及時(shí)上傳到數(shù)據(jù)中心，匯總后的數(shù)據(jù)用于設(shè)備壽命周期的計(jì)算分析；北斗定位系統(tǒng)高精度靜態(tài)定位方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)沉降進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)；光纖檢測(cè)不僅可以探知重要結(jié)構(gòu)部件細(xì)微應(yīng)力變化，還可以反映傳動(dòng)部件溫升的變化情況；智能穿戴設(shè)備成為運(yùn)維人員不可或缺的裝備，它成為高精尖技術(shù)在運(yùn)維管理應(yīng)用的新平臺(tái)，不僅使運(yùn)維管理信息化，可視化，智能化，也使運(yùn)維人員有了更加安全的保障，大大提高了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)維的效率和可靠性。

先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使得運(yùn)維人員能夠更好地把握設(shè)備的運(yùn)行狀況，制定合理的檢修維修計(jì)劃和資源配置計(jì)劃，縮短排除故障的時(shí)間，提高風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率，無(wú)人值守風(fēng)機(jī)未來(lái)可期。

2.3 全面提高運(yùn)維人員的技能水平

風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維工作最突出的矛盾是運(yùn)維人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不能滿(mǎn)足風(fēng)電場(chǎng)日益發(fā)展的要求，而運(yùn)維工作必須依靠人員之間的協(xié)同配合。對(duì)運(yùn)維人員的培訓(xùn)主要是兩個(gè)大的方面，一是接受風(fēng)電場(chǎng)全面、系統(tǒng)和嚴(yán)格的安全生產(chǎn)培訓(xùn)，加強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)，提高安全生產(chǎn)技能，取得安全生產(chǎn)資質(zhì)；二是接受技術(shù)和技能培訓(xùn)，全面了解風(fēng)力發(fā)電設(shè)備知識(shí)，掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)技能，具備發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和排除故障的能力。定期組織技術(shù)交流，運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)交流，知識(shí)和技能大賽等，都可以促進(jìn)和提高運(yùn)維人員運(yùn)維水平和工作質(zhì)量，從而保證風(fēng)電設(shè)備的健康運(yùn)行。

運(yùn)維人員雙向代培，也成為主機(jī)廠(chǎng)和風(fēng)電場(chǎng)相互交流，確保風(fēng)電場(chǎng)安全生產(chǎn)，共同提高風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行效率的手段。主機(jī)廠(chǎng)為客戶(hù)風(fēng)電場(chǎng)代培運(yùn)維技術(shù)人員，便于出質(zhì)保后的運(yùn)維工作無(wú)縫銜接；客戶(hù)風(fēng)電場(chǎng)為主機(jī)廠(chǎng)代培運(yùn)維管理人員，確保風(fēng)場(chǎng)管理要求和各項(xiàng)安全生產(chǎn)制度的有效落實(shí)。隨著風(fēng)電后服務(wù)市場(chǎng)的蛋糕越來(lái)越大，主機(jī)廠(chǎng)已經(jīng)調(diào)整了發(fā)展戰(zhàn)略，利用主機(jī)廠(chǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，組織更加專(zhuān)業(yè)的運(yùn)維隊(duì)伍，將主營(yíng)業(yè)務(wù)延伸到了風(fēng)機(jī)出質(zhì)保后的運(yùn)維服務(wù)市場(chǎng)，運(yùn)維人員整體技術(shù)水平得以保障。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)風(fēng)電起步晚，技術(shù)發(fā)展速度快，行業(yè)缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這勢(shì)必給運(yùn)維帶來(lái)一定壓力，有的來(lái)自市場(chǎng)環(huán)境的不規(guī)范、產(chǎn)業(yè)鏈上的技術(shù)不成熟，有的來(lái)自于管理方面的經(jīng)驗(yàn)不足、風(fēng)電設(shè)備維護(hù)體系不完善等。部分企業(yè)片面追求當(dāng)期發(fā)電量，整體呈現(xiàn)粗放式經(jīng)營(yíng)，運(yùn)維計(jì)劃不合理，資源配置不當(dāng)，風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，設(shè)備故障頻出。隨著我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量超過(guò)十萬(wàn)臺(tái)，運(yùn)行規(guī)模的增長(zhǎng)，以及風(fēng)電設(shè)備大型化的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維的問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，解決這些問(wèn)題需要從多方面著手，對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)電運(yùn)維方案進(jìn)行全面和系統(tǒng)的優(yōu)化。后期的智能化運(yùn)維和資產(chǎn)優(yōu)化管理，提升風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行下的能量可利用率，是風(fēng)電投資項(xiàng)目全生命周期重要的組成部分。