海上风电场运行维护策略优化

王衍飞 明军

【摘 要】海上风电产业发展十分迅速，海上风电场的运行维护要求也随之不断提高，但是目前海上风电场的运行维护依旧存在些许问题，有待改善。因此，本文通过对海上风电场运行维护存在的问题的具体分析，提出了一些优化策略。

【关键词】海上风电场；运行维护；优化策略

一、海上风电场运行维护的特点

（一）海上风电机组运行维护的技术要求更高

受海洋的影响，海上风电机组对技术的要求逐渐提高，因此，在进行设计时，会充分考虑海上侵蚀、船舶运输等相关因素。海上风电机组的安装地点相对空旷，很容易受到天气因素的影响，所以需要采取更加先进的技术手段，以此保障风电机组的安全运行。

（二）海上风电场维护受环境影响的程度更大

海上风电场的风电机组设备数量较多，分布的区域也比较广泛，具有点多、面广等特点，这就直接导致了风电机组的有效维护和管理会遇到阻碍。海上风电场还受海洋气候的影响，会在很大程度上缩短海上风电机组的维护作业时间，还会对风电机组的有效维护造成影响。

（三）海上风电场运行维护的费用更高

伴随着海上风电机组功率容量趋向大型化发展，风电机组的体积也随之增大，这就给直接加大了风电机组维护的难度。海上的自然条件十分恶劣，从而使得风电机组的故障率相对较高，但是海上作业必须依赖船舶，经常会需要一些专门的海上工程起重船舶等大型设施设备，不仅工程量大，费用也相当高，再加上天气条件的影响，导致无法及时开展工作，以至于带来很大的经济和人力损失。

二、海上风电场运行维护的现状分析

（一）缺乏先进的管理方法和信息技术手段

使用风电发力是一个非常典型的现象，现代管理模式和信息技术环境下的装备产业，尤其是先进制造装备业，都已经具备了与企业资源管理相似的运行维护管理系统，但是目前风电产业却依旧没有投入运行。

（二）风电场运行和维护存在脱节问题

在风电机组供应商设置的技术掩护下，风电业主几乎不会单独对风电场进行管理。并且，风电机组的供应商所提供的维护系统与运行系统之间也是相互独立的，只能够满足销售合同的技术要求，却十分不利于风电业主开展深层次的信息分析或利用。

（三）设备供应商在产业中占据主导地位

风电开发的过程中，业主太过依赖设备供应商的技术支持，反而忽视了自身在技术上的创新，这就直接导致产业链上的知识共享和业务协作出现严重的缺失现象。

（四）风电场运行和维护的成本重视问题

建设大型风电场需要投资巨额资金，设备采购和建设成本非常高，不仅如此，风电场的运行维护成本也不断地上升，占据了总成本的很大一部分。目前，风电产业内部对运行维护明显不够重视。

（五）存在重视风电场建设而轻视运行管理的现象

风电产业的发展初始阶段，为了能够快速在市场上占据有利地位，风电机组制造商和风电运营商都开始加强了对风电主机生产和风电工程建设的重视，但是在后期的运行维护上还缺乏精细化管理。

三、海上风电场运行维护的优化策略

（一）预防性维护策略

预防性维护是指在部件发生故障之间就对其进行维护，以此保证风电机组能够正常运行。预防性维护主要包括调整、润滑、检查、擦拭和定期拆修更换等活动，还可以细化为时间维护和状态维护，即计划维护和视情维护策略。其中计划维护主要是通过对设备的故障规律的认识，不论设备处以何种状态，都要按照既定的时间进行维护，这一维护策略的优化主要集中在维护周期上。而视情维护策略主要是在设备中安装数据采集装置，并根据具体的实际运行情况进行维护。计划维护是以理论上的设备故障规律进行维护的策略，但是在实际情况中自然会存在一些小偏差，尤其是海上风电机组的运行是在相对恶劣的环境下。因此必须与视情维护策略相结合，当进入海上运行维护活动时，可以统一维修具有故障相关性的部件，这样一来，不但能够分摊固定维护费用，还能够降低故障的发生频率。

（二）机会维护策略

机会维护策略主要就是在某一部件发生故障时，其余部件同时也获取了提前预防性维护的机会，通过对部件满足维护条件的具体判断，制定出相应的维护策略。而且机会维护能够实现维护固定成本的分摊，但是在具体的维护过程中，需要携带的设施设备相对较多，这就对船只的要求也越来越高，并在很大程度上提高了维护成本。

（三）事后维护策略

所谓事后维护策略就是设备发生故障之前，对其进行预防性维护，直到设备发生故障之后，再进行具体的海上维护。但是故障发生具有很大的随机性，所以不具备充足的时间进行提前准备，所以事后维护策略只适用于重要程度低和维护成本低的设施设备。而且维护策略的执行，还会受气候和船只等因素的影响。海上风电的气候条件相当特殊，因此可及性是海上风电维护必须考虑的因素。

四、海上风电场运行维护的发展

（一）利用激光雷达等实现后维护

激光雷达是一种比较成熟的遥感技术，主要是用过发射脉冲光束，对气象、海浪、潮汐和风向等风电产业所需数据进行测量，能够在海上风电场的风能资源的评估和运行维护上应用，尤其是在功率曲线验证和尾流监测上，可以对风机功率表现实现快速评估和诊断，以此降低运行维护成本。

（二）建立风电场远程运营新模式

目前，我国的海上风电场一直在进行大规模的规划和建设，随之带来的问题主要有缺乏高能力和高素质的运行维护人才。如果能够建立健全的风电场远程运行新模式，利用收集到的振动监测运行数据，对风电机组的运行状况进行实时分析，实现设备的异常分析和劣化监视报警功能，或者具备专业的技术人员解决现场故障，并制定出各种预防性的运行维护策略，能够在很大程度上降低海上风电场的运行维护资金和人力物力投入。

（三）建立海上风电场成本模型和运行维护优化策略

未来海上风电场的离岸距离和海水深度的增加，安装和运行维护成本都会随之出现上升。如果能够在风力机的尺寸和可靠性的支持下，选择科学合理的抵达风电场和维护风电场的方式方法，通过离岸距离、水深以及风电场的规模等因素，建立新型的海上风电场成本模型，以此指导海上风电场的运行维护。同时，还能够预计海上风电场的可利用率，优化运行维护策略。根据我国海上风电场建立合适的成本模型，选择合理地运行维护优化策略，势必会在一定程度上降低海上风电场的运行维护成本，实现海上风电场的快速发展。

五、结语

综上所述，海上风电场其自身的天气和水文特性，促使海上风机机组的故障率居高不下，成本较高等现象屡见不鲜。为此，我国必须切实结合海上风电场的实际情况，优化运行维护模式，提高运行维护管理水平，为实现更好地利用海上风能资源奠定良好的基础。相信在不断地完善和创新下，我国的海上风电产业一定会实现全面发展的。

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