狀態檢修在風力發電機組檢修中的應用及影響因素

楊亞麗 鄒鑫

【摘 ?要】現階段，隨著我國經濟的快速增長，而風力發電機組檢修不斷推廣檢測手段，工作人員的素質日益提高，風力發電機組企業在運營當中面臨著巨大的風力發電機組運維壓力，風力發電機組狀態檢修成為當前必然的發展趨勢，但狀態檢修技術仍處于初始階段，各種因素對狀態檢修的效果帶來沖擊。基于此，文章研究了狀態檢修在風力發電機組檢修中的應用現狀，并分析了影響風力發電機組檢修效果的關鍵因素，希望為狀態檢修技術在風力發電機組檢修中的推廣應用提供參考。

【關鍵詞】狀態檢修;風力發電機組;檢修;應用;影響因素

引言

風力發電技術在近幾年呈爆發式增長態勢，許多風力發電機組為了更好的爭奪市場份額，在未能保證機組質量的情況下就大量的將產品推向市場，以低價優勢來占領市場。這讓整個設備質量難以得到有效的保障，最終導致風力發電機組可利用率低、檢修成本高的狀況。

1狀態檢修應用現狀

1.1國外狀態檢修的應用情況

狀態檢修在國外始于1970年，由美國杜邦公司首先提議。20世紀70年代末，美國電力科學院著重研究和應用了電力設備的狀態檢修。時至今日，狀態檢修已經向RCM發展。在20世紀80年代，日本開始采用狀態檢修的技術檢測電力設備，歐洲的大多數國家也逐漸向狀態檢修的方向發展。目前為止，美國、加拿大等國已經普遍應用了以計算機為基礎的事故分析、設備管理和預警系統，并且各個國家開發了多個系統應用版本，這些軟件系統結合了當前最新的計算機技術，使電力設備運營的狀態管理、事故預警和處理集于一身，提高了電力設備監督管理水平。

1.2國內狀態檢修應用情況

我國主要從20世紀90年代初開展狀態檢修工作的試點，通過十多年的實踐，供電部門已經能結合自己企業運行的特點探索出具有特色的狀態檢修應用。近年來計算機在我國得到了普及和應用，同時也帶動了電力系統的改革，電力設備狀態檢修工作得到初步發展。清華大學在狀態檢修方面具有一定的技術優勢，以其技術力量和科研成果帶動了我國狀態檢修技術的發展。比如水泵水輪機組運行狀態檢測與跟蹤分析系統，該系統先后在各個地區得到了應用，包括湖南江埡電廠、廣州抽水蓄能電廠、李家峽電廠等，是我國首創并達到了世界先進水平的系統，奠定了狀態檢修技術的推廣基礎。與此同時，我國電熱公司熱工研究院也一直注重狀態檢修的研究和應用推廣，一直在更新和頒布相關的狀態檢修工作指導意見，并總結工作經驗，對今后的檢修做法和理念進行研究。2003年4月，中電聯供電分會的研討會對過去十多年的狀態檢修理論和實踐進行總結和分析，對實際操作、理念創新、技術和管理等多方面的成果進行分析，為今后狀態檢修工作提供理論依據。

2常見的風力發電機組故障檢修策略

風力發電機組的故障檢修是風力發電機組維護工作的重要組成，由于風力發電機組本身裝置位置特殊，往往都在位于地面幾十米高的空中，且由于長期受到風力的影響這些機組不能夠隨時進行狀態監控。一般來說，風力發電機組的檢修工作都是在機組運行3年以后開展的，這就讓一些簡單的故障在得不到有效預防和處理的前提下迅速擴大，最終造成機組正常運行效率受到影響。

2.1故障檢修

故障檢修指的是當發電機組出現故障之后能夠迅速通過相關技術展開檢修工作，這種檢修策略通常都需要長期的檢修時間、工作量大且繁重。在這種故障檢修工作中，往往都需要對發電機組內部的構件進行大量的修改，其維修費用高不說還容易導致故障的進一步擴大，因此這種檢修方法在目前主要應用在大型的發電機組故障或者災難性故障處理中，例如通訊模塊、驅動模塊等故障檢修中。

2.2改進性檢修

改進性檢修就是對設備先天性缺陷或頻發故障進行維修。一般設備投運不久，設計存在的缺陷、部件協調性不足的問題都將暴露，有些部件未經長期驗證就大面積推廣，造成部件故障率偏高，這時應考慮采取改進性維修，從源頭上解決故障率高的問題。

2.3設備狀態檢修

設備狀態檢修即是在設備狀態評估的前提下，按照設備的日常監測、狀態監測和診斷提供的數據信息、進而為準確判斷機組的運行狀況，然后分析出機組設備存在的故障，并及時地采取相應的措施進行有計劃性地檢修。其中，風力機組狀態檢修需要運用到多種手段，主要的輔助手段包括油品在線監測、振動在線監測以及熱成像檢查、內視鏡檢查、定期化檢等。運用狀態檢修能夠及時地立交機組的故障狀況并快速解決，進而增加機組的利用率和完好率，提高風力發電機組的檢修工作質量和降低各種費用。

3影響風力發電機組狀態檢修技術的因素

3.1人員配置因素

目前風電場運行前期均采用風機廠家代理維護的模式進行，風電場對檢修費用的組成沒有清晰的概念，同時風電場檢修維護人員雖然對于風機各大單元功能十分清晰，但是對于各單元之間的關聯，細致到各電氣元件關聯關系卻了解甚少。造成風電場檢修維護人員知識體系不完善的主要原因有2個：一是人員培訓不足，風電場檢修維護人員無法完成設備故障的系統梳理，導致無法快速準確地找到故障點，所以當風電場自主進行風機設備檢修時，人員檢修業務素質和知識技能成為風機電氣設備檢修方案可行性的制約因素;二是目前國產風機關鍵電氣部件均采用進口，如變頻器、主控制器等，這些設備均是由外國廠商直接供貨，所有的文獻資料均為外文，同時中國風機廠家對于這部分資料不予以翻譯，所以對于成套設備的技術關聯關系以及電氣設備性能參數無法快速獲得，這也是阻礙檢修維護人員提高故障排除能力的重要原因。

3.2備件購置成本高昂

由于風機內部關鍵電氣設備采用進口設備，設備更換成本較高，同時風機生產廠家壟斷其電氣設備進貨渠道，相關部件經過多層供貨商和代理商，進一步抬升了設備的價格，從而造成風電場檢修維護成本大大提高，對于風電場日常檢修工作方案中檢修方法、資金使用以及相應備品備件采購方案制定帶來很大壓力。

3.3備件供貨周期長

對于大型風電場，風機數量多，風機內大型電氣設備均采用進口，加之現階段風電場運行經驗相對較少，對于風機運行特性沒有完全掌握清楚，部分備品備件無法滿足現場使用數量，導致備件短缺。目前國產風機更新換代速度較快，市場上部分備件型號繁雜，也影響備件的供貨速度，影響風機設備檢修進度，影響風電場發電量，給風電場帶來較大損失。

結束語

前風力發電機組狀態檢修應用十分重要，能推動該行業的發展。在該技術應用推廣中，必須有明確的思路，學習先進的思想和管理理念，同時還要對影響風力發電機組狀態推廣的檢修手段等因素進行充分考慮。只有保證數據的可靠性，保證狀態評估方法的科學性，才能有效推廣風力發電機組狀態檢修技術。

參考文獻：

[1]李明，韓學山，王勇，等.變電站狀態檢修決策模型與求解[J].中國電機工程學報，2018，32（25）：196-203.

[2]潘樂真，魯國起，張焰，等.基于風險綜合評判的設備狀態檢修決策模型與求解[J].電力系統自動化，2010734（11）：28-33.

[3]魯向鈞.簡易龍門架和靜平衡裝置在軸流風機檢修中的應用[J].煤礦機械，2017（9）：180-181.

[4]束政強，佘世云，葛萍.振動分析技術在風機狀態檢修中的應用探討[J].冶金動力，2018（6）：33-35.

[5]張志英.風能與風力發電技術[M].北京：化學工業出版社，2018.

（作者單位：國網新疆電力有限公司建設分公司）