陸地風電場運維期安全評價指標體系構建研究

光文祥 GUANG Wen-xiang；趙明 ZHAO Ming；李建波 LI Jian-bo

（①湖北安源安全環(huán)?？萍加邢薰?，武漢 430000；②武漢理工大學安全科學與應急管理學院，武漢 430000）

0 引言

“十四五”期間，為實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)略，全面推進風電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展[1]，到2030年，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。截至2022年6月30日，全國累計并網(wǎng)風電裝機超3.42億千瓦，其中陸上風電累計裝機3.16億千瓦、海上風電累計裝機2666萬千瓦。風力發(fā)電將進一步迎來高速發(fā)展，未來將會有更多的陸地風電場投入運營。因此，風電場運維安全顯得十分重要，為降低風電場運維期間的安全事故的發(fā)生，建立科學、完善的陸地風電場運維期安全評價指標體系對風電場安全運維的影響是十分重要的。

1 風電場安全事故統(tǒng)計

風力發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展在一定程度上造成管理上的失衡，導致風電事故時有發(fā)生，造成一定程度的人員傷亡與經(jīng)濟損失，也對風電場安全運營提出了更高的管理要求。風電場的安全除了有一般發(fā)電系統(tǒng)的安全普遍問題外，還有受自然因素影響較大的特性，風電場大多地處偏遠地區(qū)，包括內(nèi)陸、高原、海上風電等，存在條件艱苦、交通不便、運維困難的特殊性。近年來，風電事故頻發(fā)，包括倒塌事故、火災事故、觸電事故、高處墜落事故、物體打擊事故、車輛傷害事故、爆炸事故、其他傷害事故等[2]。通過網(wǎng)上搜集資料，統(tǒng)計2016～2022年國內(nèi)100起典型性的一般及以上風電事故，風電場事故統(tǒng)計如圖1，其中倒塌事故30起（30%）、火災事故22起（22%）、觸電事故17起（30%）、高處墜落事故12起（12%）、物體打擊事故8起（8%）、車輛傷害事故6起（6%）、爆炸事故3起（3%）、其他傷害事故2起（2%）。根據(jù)事故統(tǒng)計情況分析，風電場運維期的風險主要集中在相關運營設備上，其中包括風機、電氣一次系統(tǒng)、電氣二次系統(tǒng)，其次是人員的安全管理。主要由于風電場地理位置偏僻，運維人員不穩(wěn)定，管控難度較大，安全意識不足；風電場設備老化程度較大，日常巡檢力度不夠；風電場風險評估水平較低，管理標準落后，風險管理粗放，不能做到閉環(huán)管理。

圖1 2016～2022年國內(nèi)風電事故類型

2 指標篩選方法分析

目前關于評價指標的篩選方法主要有理論分析法、文獻調(diào)查統(tǒng)計法、德爾菲專家咨詢法、項目工作結(jié)構分解法。

2.1 理論分析法

理論分析法則過度依賴于評價者必須充分了解評價內(nèi)容的全部特征，方能篩選出具有重要意義的評價指標。

2.2 文獻調(diào)查統(tǒng)計法

文獻調(diào)查統(tǒng)計法是在參考大量文獻資料的前提下統(tǒng)計指標的出現(xiàn)頻率進行斟酌篩選，工作量較大且容易出現(xiàn)疏忽遺漏。

2.3 德菲爾專家咨詢法

德菲爾專家咨詢法[3]是通過邀請行業(yè)內(nèi)知名專家進行問卷調(diào)查，采用匿名形式表達看法和提出意見，發(fā)起者對每一輪專家的意見進行整理匯總再反饋給專家們進行下一輪分析并提出新的看法和建議，專家們的意見最終會收斂形成較為充分、合理、準確的結(jié)論，匿名性、反饋性和統(tǒng)計性是明顯區(qū)別于其他專家調(diào)查法的特點，但其耗時較長，重復性工作較多，具有較強的主觀性。

2.4 項目工作結(jié)構分解法

項目工作結(jié)構分解法通常用于研究項目整個系統(tǒng)的風險，適合于風電項目全壽命周期具有的時間過程跨度大、階段包含影響因素多、項目涉及利益主體多的特征，通過對項目結(jié)構層次進行分解，可以幫助全面認識項目，把一個完整的項目分解成由多個子工作共同組成的多層級結(jié)構，分解得到各個部分，再對各個部分進行逐層分解，可以清晰展示出項目組成的多個部分間的邏輯關系。

上述四種指標的篩選方法都沒有一個系統(tǒng)、科學的篩選過程，主觀性和經(jīng)驗性較大，在思路邏輯上不夠清晰。后果逆向擴散法是馮峰[4]等學者在理論分析基礎上提出的一種評價指標篩選方法，該方法是從研究問題的具體形式出發(fā)，即安全失事形式，利用“逆向思維，反向擴散，尋根溯源”的邏輯思考過程來確定造成失事的安全影響因子，其最大優(yōu)勢是能夠比較全面、符合邏輯地識別導致問題產(chǎn)生的影響因子，做到不重復、不遺漏。因此，選用后果逆向擴散法作為陸地風電場運維安全評價指標體系的指標篩選方法，結(jié)合風電場安全事故機理，可將風電場安全事故分為設備破壞事故、人身傷亡事故、信息系統(tǒng)破壞事故三大類。設備破壞事故表現(xiàn)為火災、倒塌、爆炸三種形式?；馂娜松韨鍪鹿时憩F(xiàn)為高處墜落、觸電、物體打擊、車輛傷害、其他傷害五種形式；信息系統(tǒng)破壞表現(xiàn)為監(jiān)測失效和數(shù)據(jù)泄露兩種形式，結(jié)合導致風電場安全事故影響因子，可將指標歸結(jié)為人為因素、設備因素、環(huán)境因素、管理因素，其邏輯過程如圖2。

圖2 風電場運維期安全影響因素的識別與歸類

3 評價指標的建立原則

構建風電場運維期安全評價指標體系要以《風電場運行風險管理規(guī)程》（NB/T 10640-2021）、《風電場重大危險源辨識規(guī)程》（NB/T 10575—2021）為依據(jù)，同時還需遵循以下原則：

①目的性原則。

應以確保風電場安全穩(wěn)定運行為目標，由代表工程安全的各部分典型指標組成，并與風電場安全的層次性、動態(tài)性相聯(lián)系，從而全方位、多角度反映風電場運維安全狀況。

②層次性原則。

由于影響風電場運維安全的因素多且構成關系復雜，需要將風電場運維這個總目標分解為多個層次，從外向內(nèi)，由局部向整體地評價風電場運維安全狀況，形成多層次的風電場運維安全評價遞階結(jié)構系統(tǒng)。

③系統(tǒng)性原則。

風電場運維安全評價是系統(tǒng)工程，各指標之間相互作用、相互影響，具備明顯的系統(tǒng)特征，故應遵循系統(tǒng)的整體性、相關性、目的性等特性。

④可操作性原則。

風電場運維安全評價指標的選取應具備可操作性，所建立的指標應便于理解和判斷，不能過于籠統(tǒng)或過于細致，指標的數(shù)量也不宜太少或太多。

⑤定性與定量相結(jié)合的原則。

影響風電場運維安全的因素復雜，有些可以量化，但有的因素只能進行定性描述，指標體系的設計與建立應遵循定性與定量相結(jié)合的原則。

4 風電場安全評價指標體系的構建

在基于后果逆向擴散法分析風電場安全影響因素的基礎上，依據(jù)評價指標選取的目的性、層次性、系統(tǒng)性、可操作性等原則[5]，構建如圖3所示的風電場安全綜合評價體系。

圖3 風電場安全評價指標體系

該指標體系包括目標層、準則層、基礎指標層等3個層次。目標層以風電場運維期安全綜合評價值為目標，反映風電場安全狀況的整體水平；準則層包括人為因素、設備因素、環(huán)境因素和管理因素四類，是影響風電場運維期安全的主要因素；基礎指標層是由造成風電場事故形式多樣性的各個具體的影響因素構成，涵蓋了影響風電場安全的20項基礎指標，其中人員數(shù)量、風機數(shù)量、氣象狀況、培訓次數(shù)、應急預案、應急演練為定量指標，其他基礎指標為定性指標。

建立的風電場運維期指標體系具有三個特點：一、基礎指標由定性、定量指標相結(jié)合，保證了評價指標的主客觀性，使得評價體系更加具有說服力；二、充分考慮了風電場事故形式的多樣性，能準確體現(xiàn)風電場事故機理；三、將風電場的運行管理狀況、基礎資料的完備性等作為評價指標，突出非工程因素在風電場安全評價中的影響和作用，確保了評價體系的系統(tǒng)性、完整性和層次性。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文基于后果逆向擴散法從風電場事故機理出發(fā)，全面構建了陸地風電場運維期安全評價指標體系，以風電場安全為目標層，得出人員因素、設備因素、環(huán)境因素、管理因素4個準則層，基礎指標層選取了20個定性與定量相結(jié)合的評價指標。在風力發(fā)電高速發(fā)展的同時，陸地風電場運維期安全評價體系的建立有助于對風電場進行風險評價，找出風電場運維過程中的風險因素，提升風電場安全管理水平，保證風力發(fā)電行業(yè)安全穩(wěn)定地發(fā)展。但本文所建立的評價指標體系針對陸地風電場，對于海上風電場以及綜合型風電場在未來需要進一步深入研究。