機電論文發(fā)表期刊推薦《電力系統(tǒng)自動化》雜志為美國工程索引EI核心期刊，辦刊宗旨為“立足行業(yè)，鼓勵創(chuàng)新，面向應(yīng)用，促進電力工業(yè)科技進步”，主要面向電力行業(yè)從事科研、設(shè) 計、運行、試驗、制造、管理與營銷的專業(yè)技術(shù)人員以及相關(guān)專業(yè)的大專院校師生、電力產(chǎn)品用戶等，既具有學術(shù)性和前瞻性，又注重實用性和導向性，同時也重視 和鼓勵來自科研、生產(chǎn)第一線的經(jīng)驗、改進和革新。

　　摘要：由于風電行業(yè)發(fā)展時間較短，各項標準相對不夠完善，而且風電場存在地理位置偏僻、機組分散、運行環(huán)境惡劣等不利因素，使風電機組運行維護工作存在很多困難，在此情況下風力發(fā)電機組的穩(wěn)定運行顯得尤為重要。

　　關(guān)鍵詞：風力發(fā)電,運行維護,運營成本

　　一、公司風力發(fā)電運行維護概況

　　公司風電場安裝33臺1.5MW機組，2007年5月投產(chǎn)，2007年上網(wǎng)電量為2673.75萬kWh，2008年上網(wǎng)電量為10405.66萬kWh,2009年上網(wǎng)電量為10452.86萬kWh，2010年上網(wǎng)電量為9177萬kWh。如僅從2008、2009年的全年上網(wǎng)電量來看，機組實際上網(wǎng)電量已經(jīng)達到可行性研究報告中風電場年上網(wǎng)電量設(shè)計水平（9867萬kWh），但這其中包含風能資源、發(fā)電量修正折減系數(shù)的短期實際值與理論計算值間差異等因素的影響，并不能全面反映機組本身的技術(shù)性能水平，尤其是無法反映為維持較高發(fā)電量而產(chǎn)生的高昂的維護費用，而根據(jù)運行這幾年來對于機組發(fā)電量、功率曲線、設(shè)備可利用率、維護更換部件等運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和趨勢、經(jīng)濟分析，機組在功能、性能和穩(wěn)定性、可靠性方面仍存在較大缺陷，如不能徹底改進、完善，必將對風電場整個經(jīng)營周期內(nèi)的發(fā)電效益、經(jīng)營成本、投資收益率等綜合經(jīng)濟指標造成極大影響。

　　二、環(huán)境溫度影響功率曲線問題

　　機組在采購合同技術(shù)規(guī)范書中明確的工作環(huán)境條件范圍（空氣環(huán)境溫度：-30～＋40℃，風速：切入風速3m/s，額定風速11m/s，切出風速20m/s）內(nèi)達到其保證的功率曲線（95%標準功率曲線）或設(shè)備可利用率（95%）。

　　1、夏季環(huán)境溫度高影響齒輪箱溫度。根據(jù)可研報告，每年5月-9月為風電場所在區(qū)域高溫季節(jié)，月平均最高氣溫23.4℃，極端最高氣溫37.6℃，而2009年、2010年、2011年該時段機組實測環(huán)境最高溫度為35～38℃，完全在正常工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)（空氣環(huán)境溫度：-30～＋40℃），但此時段近30臺風機在機組實測環(huán)境溫度35℃左右，較高風速（額定風速11m/s附近），即最理想的出力情況下卻出現(xiàn)因齒輪箱油溫高（大于75℃）自動降低功率輸出的現(xiàn)象，最低時只能達到標準出力的30%左右，無法達到合同保證≥95%標準功率曲線的要求，所有風機在環(huán)境溫度較低時（20℃）且在中午時段齒輪箱油溫高（大于75℃），影響風機發(fā)電狀態(tài)。2009年-2011年風機廠家對部分機組進行了改進并清理散熱器，但并沒有明顯效果。2010年5月、2011年5-8月、2012年5-8月幾乎所有風機均出現(xiàn)此類限功率現(xiàn)象，雖然風機廠家再次組織人員對齒輪箱散熱器進行了更換和清理，但沒有根本性解決。大量能量被轉(zhuǎn)換為無效的熱能，致使齒輪箱油溫在環(huán)境溫度符合工作條件下即超過工作限值的根本問題，僅通過更換或清理散熱器方式解決問題，除效果并不明顯外，每年均須組織大量人力、物力在停機狀態(tài)下進行該項工作，大大增加了維護成本和發(fā)電損失。

　　2、冬季溫度低影響電池情況。根據(jù)可研報告，每年12月至次年3月為風電場所在區(qū)域低溫季節(jié)，月平均最低氣溫-16.1℃，極端最低氣溫-34.9℃（50年一遇），而針對此特點所采購的一期機組為低溫機型，其正常工作環(huán)境最低溫度為-30℃，但2009年、2010年該時段機組在實測環(huán)境溫度為-26℃左右，近三十臺風機即出現(xiàn)“135-電池檢測失敗三次,低電壓”、“165-電池溫度過低（機艙電池溫度低于-10℃）”等故障，無法正常啟機發(fā)電，造成設(shè)備可利用率低于采購合同中保證的95%。該現(xiàn)象主要是因為機組低溫條件下電池、齒輪箱潤滑等性能降低造成，而機艙密封不良和艙內(nèi)加熱器設(shè)計不合理等方面也有待改進。2010年2月風機廠家組織人員增加機艙密封刷以改善機艙保溫性能（該措施在高溫季節(jié)反而會增加機艙溫度高、齒輪箱油溫高等問題），但并無明顯效果，而增大加熱器功率方案也因安全隱患等原因未能真正實施，故此問題一直未能有效解決。

　　三、風力發(fā)電機組故障頻繁

　　損壞的主要（高價值）部件多，維護工作量大、成本高，而根據(jù)各月故障間隔累計時間、設(shè)備可利用率和主要更換部件統(tǒng)計分析，主要部件損壞數(shù)量在風機運行一年之后呈上升趨勢。

　　1、機組故障率高。機組自2007年投入運行至2011年9月各臺風機的故障次數(shù)統(tǒng)計如下，最高次數(shù)達到7709次，最低次數(shù)為1388次，2010年9月至2011年9月每臺風機平均故障次數(shù)達到1000次。平均每臺故障次數(shù)為4388次，目前最高故障次數(shù)達到10070次。機組的部份頻發(fā)故障，如輪轂驅(qū)動、變槳驅(qū)動錯誤、移動時偏航功率低、剎車位置、功率變頻器錯誤、剎車存儲繼電器等，雖然可通過多次復位、啟停操作恢復運行，單次停機時間較短，可能使設(shè)備可利用率統(tǒng)計數(shù)據(jù)較高，但反復重啟所必經(jīng)的復位、變槳、剎車、自檢、偏航、啟動、并網(wǎng)等過程不但會大大降低風能的利用效率，而且頻繁的機械、電氣啟停沖擊必然會降低設(shè)備的使用壽命。機組的輪轂滑環(huán)故障、變槳電機故障、齒輪箱潤滑油泵故障、齒輪箱斷齒故障、發(fā)電機旋轉(zhuǎn)編碼器故障、發(fā)電機集電環(huán)故障、發(fā)電機軸承故障、快速熔斷器故障等則必須由專業(yè)維護人員登機處理，甚至需整體更換部件，維護工作量大、周期長、維護成本和發(fā)電損失大。

　　2、機組核心關(guān)鍵部件易損壞。設(shè)備質(zhì)量無法滿足機組正常安全運行和長期使用的要求。機組易損壞的主要部件包括:齒輪箱、發(fā)電機、機側(cè)變頻器、網(wǎng)側(cè)變頻器、輪轂集電環(huán)、變槳電機、350A快熔保險等，不但數(shù)量大、費用高、維護難，即使在經(jīng)過前期調(diào)試并大批量更換主要部件后，主要部件的損壞仍呈現(xiàn)上升趨勢，維護更換期間附帶產(chǎn)生的高昂的車輛、人工、物料費用和發(fā)電量損失較大。同時主要部件頻繁損壞所反映的設(shè)計、制造缺陷如不能真正解決，也必將對后期的電量生產(chǎn)、風機維護和成本控制帶來巨大壓力。

　　3、機組齒輪箱漏油問題，個別機組漏油嚴重，甚至造成整個塔筒外表面污染，除需及時清理外，齒輪箱潤滑油油位、油質(zhì)檢測、更換也必須在日常維護中關(guān)注，以避免造成齒輪箱磨損、更換的嚴重后果。

　　4、機組的控制、變頻設(shè)備均安裝在塔頂機艙內(nèi)，每次維修必須登機，使維修工作受到很大限制，導致維修效率大大降低，這點在能夠穩(wěn)定運行的機組上不是什么太大的問題，但在故障頻繁的機組上將嚴重影響發(fā)電量。

　　5、機組存在電網(wǎng)斷電恢復時機組易損壞。每次線路停電后恢復送電時就會有部分機組出現(xiàn)保險熔斷、變頻器損壞等故障，必須由維修人員到現(xiàn)場登機修復后才能恢復運行。線路停電是風機實際運行中的正常現(xiàn)象，主要發(fā)生在計劃檢修和惡劣天氣等原因造成的電網(wǎng)故障時，而風電場安穩(wěn)裝置的投入也增大了線路停電的可能性，不能因此造成機組器件損壞，導致發(fā)電損失和維護費用的增加。

　　四、專業(yè)的維護隊伍保證風機的穩(wěn)定運行

　　2007年調(diào)試階段高峰期風機廠家現(xiàn)場維護人員多達三十余人，即使在經(jīng)過一年多磨合、調(diào)整期后，至今廠家在現(xiàn)場仍需常駐5-7名熟練的維護人員，而在齒輪箱散熱器清理、更換這種涉及機組臺數(shù)多、工作量大、周期要求短的故障維護或改造工作中仍需從其他現(xiàn)場調(diào)集人員集中處理。公司自成立檢修公司以來，檢修人員吃苦耐勞，不怕臟不怕累，起早貪黑維護定檢風機，及時消除風機設(shè)備隱患，保證風機可利用率達到99%以上，為風場的可靠運行打下良好基礎(chǔ)。

　　五、結(jié)語

　　隨著風力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展，我們應(yīng)越來越重視風力發(fā)電機組持續(xù)穩(wěn)定運行的能力。質(zhì)保期結(jié)束后的運行維護工作將面臨更加嚴峻的考驗，只有加強風機設(shè)備的檢修才能有效控制和降低技術(shù)風險，促進行業(yè)的健康發(fā)展。