海上風電場運行維護策略優化

王衍飛 明軍

【摘 要】海上風電產業發展十分迅速，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，提出了一些優化策略。

【關鍵詞】海上風電場；運行維護；優化策略

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要求更高

受海洋的影響，海上風電機組對技術的要求逐漸提高，因此，在進行設計時，會充分考慮海上侵蝕、船舶運輸等相關因素。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境影響的程度更大

海上風電場的風電機組設備數量較多，分布的區域也比較廣泛，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，但是海上作業必須依賴船舶，經常會需要一些專門的海上工程起重船舶等大型設施設備，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濟和人力損失。

二、海上風電場運行維護的現狀分析

（一）缺乏先進的管理方法和信息技術手段

使用風電發力是一個非常典型的現象，現代管理模式和信息技術環境下的裝備產業，尤其是先進制造裝備業，都已經具備了與企業資源管理相似的運行維護管理系統，但是目前風電產業卻依舊沒有投入運行。

（二）風電場運行和維護存在脫節問題

在風電機組供應商設置的技術掩護下，風電業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與運行系統之間也是相互獨立的，只能夠滿足銷售合同的技術要求，卻十分不利于風電業主開展深層次的信息分析或利用。

（三）設備供應商在產業中占據主導地位

風電開發的過程中，業主太過依賴設備供應商的技術支持，反而忽視了自身在技術上的創新，這就直接導致產業鏈上的知識共享和業務協作出現嚴重的缺失現象。

（四）風電場運行和維護的成本重視問題

建設大型風電場需要投資巨額資金，設備采購和建設成本非常高，不僅如此，風電場的運行維護成本也不斷地上升，占據了總成本的很大一部分。目前，風電產業內部對運行維護明顯不夠重視。

（五）存在重視風電場建設而輕視運行管理的現象

風電產業的發展初始階段，為了能夠快速在市場上占據有利地位，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和風電工程建設的重視，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化策略

（一）預防性維護策略

預防性維護是指在部件發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備的故障規律的認識，不論設備處以何種狀態，都要按照既定的時間進行維護，這一維護策略的優化主要集中在維護周期上。而視情維護策略主要是在設備中安裝數據采集裝置，并根據具體的實際運行情況進行維護。計劃維護是以理論上的設備故障規律進行維護的策略，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境下。因此必須與視情維護策略相結合，當進入海上運行維護活動時，可以統一維修具有故障相關性的部件，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。而且機會維護能夠實現維護固定成本的分攤，但是在具體的維護過程中，需要攜帶的設施設備相對較多，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備發生故障之前，對其進行預防性維護，直到設備發生故障之后，再進行具體的海上維護。但是故障發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施設備。而且維護策略的執行，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展

（一）利用激光雷達等實現后維護

激光雷達是一種比較成熟的遙感技術，主要是用過發射脈沖光束，對氣象、海浪、潮汐和風向等風電產業所需數據進行測量，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測上，可以對風機功率表現實現快速評估和診斷，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模的規劃和建設，隨之帶來的問題主要有缺乏高能力和高素質的運行維護人才。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測運行數據，對風電機組的運行狀況進行實時分析，實現設備的異常分析和劣化監視報警功能，或者具備專業的技術人員解決現場故障，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，優化運行維護策略。根據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，實現海上風電場的快速發展。

五、結語

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，成本較高等現象屢見不鮮。為此，我國必須切實結合海上風電場的實際情況，優化運行維護模式，提高運行維護管理水平，為實現更好地利用海上風能資源奠定良好的基礎。相信在不斷地完善和創新下，我國的海上風電產業一定會實現全面發展的。

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