东海海上风电场的运行管理实践与成果

王 毅，刘志鹏，王 靖，余小明，张 宇

（1.上海绿色环保能源有限公司，上海 200090；2.华锐风电科技（集团）股份有限公司，北京 100872；3.上海电力技术与管理学院，上海 200025）

上海东海大桥风电场是我国第一个大型海上风电项目，也是亚洲第一个海上风电项目。项目于2010年6月8日完成全部34台风机的安装调试工作，正式并入上海电网；8月31日，完成全部风机的试运行考核，进入商业运行。东海风电场项目的安装调试成功完成，填补了我国大型海上风电场从设计、制造到安装、调试的技术空白，风电场的运行管理将为我国大型海上风电场积累宝贵经验。与陆上风电场相比，海上风电场运行维护工作还必须考虑风、浪、潮汐及海流等的作用和影响，作业难度更大，制约因素更多。为了确保东海海上风电场的安全、高效运行，就必须完善运行管理制度，提高运行维护水平。本文将结合东海海上风电场的运行实践，对备品备件及时供给、运行数据分析和运行维护管理模式优化等方面的创新工作进行介绍。

1 项目概况

东海大桥风电场布置在上海市东海大桥东侧距岸线6～12km的上海海域，平均水深10m。风电场共安装34台3MW海上风力发电机组（机组分布见图1），总装机容量为102MW。风电场设计年发电利用小时2 624h，全年上网电量为2.67亿kWh。与燃煤电厂相比，风电场的运行每年可以减少燃煤折8.6万t标准煤，减少燃煤所产生的二氧化硫2 148t，氮氧化合物1 847t，减排二氧化碳23.74万t。

风电场采用35kV电压等级的集电线路，8台或9台风电机组组成一个联合单元，通过海底电缆接入岸上110kV升压变电站，再通过两回110kV线路接入上海电网。

图1 东海大桥风电场位置及机组分布示意图

2 运行管理制度的建设

为了确保风力发电机组的正常运行，就必须搞好机组设备的维护工作，为此建立了设备运行维护管理制度，完善了各种运行维护技术手册，还对运行维护团队进行了专业知识培训。根据管理制度，风电场的运行维护分为常规巡检、日常故障消缺、定期维护三部分，要求在良好的定期维护基础上，结合设备消缺，制定周密的定期巡检维护计划，提前对机组可能存在的问题和故障做出判断，消除风机缺陷，降低故障隐患发生的概率。风电场的运行维护实行小组工作制，对运行维护工作进行了量化，运行维护实现模块化管理。为了强化团队责任心，要求运行维护人员及时分类汇总各项经验并做到信息共享。

在运行过程中，要求运行人员做好运行数据的分析工作，积极摸索风机随季节变化的出力规律，并在这个基础上进一步制定合理的定期维护工作时间表。例如把定期检修维护安排在小风、无风情况下进行，可以实现设备综合利用率最大化，减少资源的浪费。

3 运行状况分析

日常运行中，对风机主要子系统如变桨系统、齿轮箱系统、发电机系统、在线监测系统的运行参数进行重点监控。图2至图5是2010年10月25日4：00到26日20：00几个主要设备的运行记录，在这期间机组输出的有功功率保持在3MW。

可以看出，机组在长时间满功率运行的状态下，机组齿轮箱、轴承、发电机等关键部件运行平稳、振动噪声低、温升正常；机组的实际功率曲线与设计功率曲线吻合度较好，机组的可利用率较高、发电量较高，机组运行可靠。

4 运行效果

功率曲线和可利用率是对风力发电机组性能考核的关键指标。图6是根据实际运行数据得到的34号机组的功率—风速曲线，很有代表性。从风电场目前设备运行情况来看，功率曲线满足设计要求。

图6 34号机组的功率曲线

进入商业运行以来机组运行平稳可靠，风机月平均可利用率近95%，发电量达到设计要求；2010年12月14日风电场曾创造了单日发电量达223万kWh的纪录。

5 有待解决的问题

海上风电场不同于陆上风电场，气候条件、潮汐变化、船舶等多种因素的制约，使得运维人员难以到达风机塔筒对风机进行消缺、检修。特别是海上风电场安全生产管理目前还只能借鉴火电模式，安全生产规范、标准有待完善和进一步系统化，同时还要制定符合海上风电场的应急预案。由于风力发电机组分布于海上，场区内的环境条件特殊，应充分考虑海浪、台风、雨雪、高温、严寒、雷电等恶劣气象条件对风力发电机组的影响，制定符合海上风电场的巡检制度，同时探索状态检修规程的编制，降低事故及一类障碍发生率。

海缆由于所处的环境条件，维护保养工作极为困难，一旦发现损坏，很难进行维修。因此，加强对海缆的运行维护管理工作极为重要。

6 结语

东海大桥风电场作为我国第一个大型海上风电场，其安装、调试、并网发电及成功运营，标志着我国已具备海上风电场开发设计、大型海上风机装备设计制造能力和海上风电场运营管理能力。通过一年的实践为我国海上风电场的运行管理积累了许多有益的经验。

风电场必须认真做好运行维护管理，才能确保风电机组的安全稳定运行，提高风力发电机组的可利用率及供电可靠性，保证风电场输出电能质量符合有关标准。在运行实践中必须加强安全生产制度的建设，不断推进管理的标准化、科学化及现代化，带动和强化安全生产工作，确保机组的安全稳定运行。因此要进一步建立健全风电场安全考核管理制度，严格监督“两票三制”的执行情况，从根本上杜绝误操作发生。输变电设备的运行维护工作也是确保风电场的安全稳定运行的主要组成部分，必须紧紧围绕技改、设备消缺、维护、预防性试验、继电保护和自动装置定期检验等认真开展工作，确保机组在大风季节到来时处于良好的状态。为了做好风电场运行维护工作，还要加强电力可靠性管理，建立可靠性效益评价系统，提高电力系统安全、经济运行水平和可靠性管理水平。为此必须推行备件联合储备，建立合理的基本定额，通过国产化、同类型替代，拓宽采购渠道，提高供应及时性。同时加强与风机制造厂商的沟通合作，加大缺陷治理力度，完善备品备件管理制度，全面提高风机的可利用率。还要加强与气象预报部门的联系，根据气象部门提供的海浪、台风、雨雪、高温、严寒、雷电等气象信息，及时采取预控措施，确保风力发电机组的安全。

完善培训考核机制，实施“三级”培训，加强专业技术人员的基本知识学习，加强岗位操作人员的基本技能训练，有利于积极探索海上风电场的运维模式，提高设备可利用率，创造良好经济效益和社会效益，为我国海上风电开发作贡献。