陆地风电场运维期安全评价指标体系构建研究

光文祥 GUANG Wen-xiang；赵明 ZHAO Ming；李建波 LI Jian-bo

（①湖北安源安全环保科技有限公司，武汉 430000；②武汉理工大学安全科学与应急管理学院，武汉 430000）

0 引言

“十四五”期间，为实现“碳达峰”和“碳中和”战略，全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展[1]，到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。截至2022年6月30日，全国累计并网风电装机超3.42亿千瓦，其中陆上风电累计装机3.16亿千瓦、海上风电累计装机2666万千瓦。风力发电将进一步迎来高速发展，未来将会有更多的陆地风电场投入运营。因此，风电场运维安全显得十分重要，为降低风电场运维期间的安全事故的发生，建立科学、完善的陆地风电场运维期安全评价指标体系对风电场安全运维的影响是十分重要的。

1 风电场安全事故统计

风力发电行业的高速发展在一定程度上造成管理上的失衡，导致风电事故时有发生，造成一定程度的人员伤亡与经济损失，也对风电场安全运营提出了更高的管理要求。风电场的安全除了有一般发电系统的安全普遍问题外，还有受自然因素影响较大的特性，风电场大多地处偏远地区，包括内陆、高原、海上风电等，存在条件艰苦、交通不便、运维困难的特殊性。近年来，风电事故频发，包括倒塌事故、火灾事故、触电事故、高处坠落事故、物体打击事故、车辆伤害事故、爆炸事故、其他伤害事故等[2]。通过网上搜集资料，统计2016～2022年国内100起典型性的一般及以上风电事故，风电场事故统计如图1，其中倒塌事故30起（30%）、火灾事故22起（22%）、触电事故17起（30%）、高处坠落事故12起（12%）、物体打击事故8起（8%）、车辆伤害事故6起（6%）、爆炸事故3起（3%）、其他伤害事故2起（2%）。根据事故统计情况分析，风电场运维期的风险主要集中在相关运营设备上，其中包括风机、电气一次系统、电气二次系统，其次是人员的安全管理。主要由于风电场地理位置偏僻，运维人员不稳定，管控难度较大，安全意识不足；风电场设备老化程度较大，日常巡检力度不够；风电场风险评估水平较低，管理标准落后，风险管理粗放，不能做到闭环管理。

图1 2016～2022年国内风电事故类型

2 指标筛选方法分析

目前关于评价指标的筛选方法主要有理论分析法、文献调查统计法、德尔菲专家咨询法、项目工作结构分解法。

2.1 理论分析法

理论分析法则过度依赖于评价者必须充分了解评价内容的全部特征，方能筛选出具有重要意义的评价指标。

2.2 文献调查统计法

文献调查统计法是在参考大量文献资料的前提下统计指标的出现频率进行斟酌筛选，工作量较大且容易出现疏忽遗漏。

2.3 德菲尔专家咨询法

德菲尔专家咨询法[3]是通过邀请行业内知名专家进行问卷调查，采用匿名形式表达看法和提出意见，发起者对每一轮专家的意见进行整理汇总再反馈给专家们进行下一轮分析并提出新的看法和建议，专家们的意见最终会收敛形成较为充分、合理、准确的结论，匿名性、反馈性和统计性是明显区别于其他专家调查法的特点，但其耗时较长，重复性工作较多，具有较强的主观性。

2.4 项目工作结构分解法

项目工作结构分解法通常用于研究项目整个系统的风险，适合于风电项目全寿命周期具有的时间过程跨度大、阶段包含影响因素多、项目涉及利益主体多的特征，通过对项目结构层次进行分解，可以帮助全面认识项目，把一个完整的项目分解成由多个子工作共同组成的多层级结构，分解得到各个部分，再对各个部分进行逐层分解，可以清晰展示出项目组成的多个部分间的逻辑关系。

上述四种指标的筛选方法都没有一个系统、科学的筛选过程，主观性和经验性较大，在思路逻辑上不够清晰。后果逆向扩散法是冯峰[4]等学者在理论分析基础上提出的一种评价指标筛选方法，该方法是从研究问题的具体形式出发，即安全失事形式，利用“逆向思维，反向扩散，寻根溯源”的逻辑思考过程来确定造成失事的安全影响因子，其最大优势是能够比较全面、符合逻辑地识别导致问题产生的影响因子，做到不重复、不遗漏。因此，选用后果逆向扩散法作为陆地风电场运维安全评价指标体系的指标筛选方法，结合风电场安全事故机理，可将风电场安全事故分为设备破坏事故、人身伤亡事故、信息系统破坏事故三大类。设备破坏事故表现为火灾、倒塌、爆炸三种形式。火灾人身伤亡事故表现为高处坠落、触电、物体打击、车辆伤害、其他伤害五种形式；信息系统破坏表现为监测失效和数据泄露两种形式，结合导致风电场安全事故影响因子，可将指标归结为人为因素、设备因素、环境因素、管理因素，其逻辑过程如图2。

图2 风电场运维期安全影响因素的识别与归类

3 评价指标的建立原则

构建风电场运维期安全评价指标体系要以《风电场运行风险管理规程》（NB/T 10640-2021）、《风电场重大危险源辨识规程》（NB/T 10575—2021）为依据，同时还需遵循以下原则：

①目的性原则。

应以确保风电场安全稳定运行为目标，由代表工程安全的各部分典型指标组成，并与风电场安全的层次性、动态性相联系，从而全方位、多角度反映风电场运维安全状况。

②层次性原则。

由于影响风电场运维安全的因素多且构成关系复杂，需要将风电场运维这个总目标分解为多个层次，从外向内，由局部向整体地评价风电场运维安全状况，形成多层次的风电场运维安全评价递阶结构系统。

③系统性原则。

风电场运维安全评价是系统工程，各指标之间相互作用、相互影响，具备明显的系统特征，故应遵循系统的整体性、相关性、目的性等特性。

④可操作性原则。

风电场运维安全评价指标的选取应具备可操作性，所建立的指标应便于理解和判断，不能过于笼统或过于细致，指标的数量也不宜太少或太多。

⑤定性与定量相结合的原则。

影响风电场运维安全的因素复杂，有些可以量化，但有的因素只能进行定性描述，指标体系的设计与建立应遵循定性与定量相结合的原则。

4 风电场安全评价指标体系的构建

在基于后果逆向扩散法分析风电场安全影响因素的基础上，依据评价指标选取的目的性、层次性、系统性、可操作性等原则[5]，构建如图3所示的风电场安全综合评价体系。

图3 风电场安全评价指标体系

该指标体系包括目标层、准则层、基础指标层等3个层次。目标层以风电场运维期安全综合评价值为目标，反映风电场安全状况的整体水平；准则层包括人为因素、设备因素、环境因素和管理因素四类，是影响风电场运维期安全的主要因素；基础指标层是由造成风电场事故形式多样性的各个具体的影响因素构成，涵盖了影响风电场安全的20项基础指标，其中人员数量、风机数量、气象状况、培训次数、应急预案、应急演练为定量指标，其他基础指标为定性指标。

建立的风电场运维期指标体系具有三个特点：一、基础指标由定性、定量指标相结合，保证了评价指标的主客观性，使得评价体系更加具有说服力；二、充分考虑了风电场事故形式的多样性，能准确体现风电场事故机理；三、将风电场的运行管理状况、基础资料的完备性等作为评价指标，突出非工程因素在风电场安全评价中的影响和作用，确保了评价体系的系统性、完整性和层次性。

5 结束语

综上所述，本文基于后果逆向扩散法从风电场事故机理出发，全面构建了陆地风电场运维期安全评价指标体系，以风电场安全为目标层，得出人员因素、设备因素、环境因素、管理因素4个准则层，基础指标层选取了20个定性与定量相结合的评价指标。在风力发电高速发展的同时，陆地风电场运维期安全评价体系的建立有助于对风电场进行风险评价，找出风电场运维过程中的风险因素，提升风电场安全管理水平，保证风力发电行业安全稳定地发展。但本文所建立的评价指标体系针对陆地风电场，对于海上风电场以及综合型风电场在未来需要进一步深入研究。