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

　　摘要：由于風電行業發展時間較短，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，在此情況下風力發電機組的穩定運行顯得尤為重要。

　　關鍵詞：風力發電,運行維護,運營成本

　　一、公司風力發電運行維護概況

　　公司風電場安裝33臺1.5MW機組，2007年5月投產，2007年上網電量為2673.75萬kWh，2008年上網電量為10405.66萬kWh,2009年上網電量為10452.86萬kWh，2010年上網電量為9177萬kWh。如僅從2008、2009年的全年上網電量來看，機組實際上網電量已經達到可行性研究報告中風電場年上網電量設計水平（9867萬kWh），但這其中包含風能資源、發電量修正折減系數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性能水平，尤其是無法反映為維持較高發電量而產生的高昂的維護費用，而根據運行這幾年來對于機組發電量、功率曲線、設備可利用率、維護更換部件等運行數據的統計和趨勢、經濟分析，機組在功能、性能和穩定性、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營周期內的發電效益、經營成本、投資收益率等綜合經濟指標造成極大影響。

　　二、環境溫度影響功率曲線問題

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

　　1、夏季環境溫度高影響齒輪箱溫度。根據可研報告，每年5月-9月為風電場所在區域高溫季節，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境最高溫度為35～38℃，完全在正常工作環境溫度范圍內（空氣環境溫度：-30～＋40℃），但此時段近30臺風機在機組實測環境溫度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因齒輪箱油溫高（大于75℃）自動降低功率輸出的現象，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℃），影響風機發電狀態。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此類限功率現象，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。大量能量被轉換為無效的熱能，致使齒輪箱油溫在環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、物力在停機狀態下進行該項工作，大大增加了維護成本和發電損失。

　　2、冬季溫度低影響電池情況。根據可研報告，每年12月至次年3月為風電場所在區域低溫季節，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，其正常工作環境最低溫度為-30℃，但2009年、2010年該時段機組在實測環境溫度為-26℃左右，近三十臺風機即出現“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，無法正常啟機發電，造成設備可利用率低于采購合同中保證的95%。該現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加熱器設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，而根據各月故障間隔累計時間、設備可利用率和主要更換部件統計分析，主要部件損壞數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統計如下，最高次數達到7709次，最低次數為1388次，2010年9月至2011年9月每臺風機平均故障次數達到1000次。平均每臺故障次數為4388次，目前最高故障次數達到10070次。機組的部份頻發故障，如輪轂驅動、變槳驅動錯誤、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，可能使設備可利用率統計數據較高，但反復重啟所必經的復位、變槳、剎車、自檢、偏航、啟動、并網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備的使用壽命。機組的輪轂滑環故障、變槳電機故障、齒輪箱潤滑油泵故障、齒輪箱斷齒故障、發電機旋轉編碼器故障、發電機集電環故障、發電機軸承故障、快速熔斷器故障等則必須由專業維護人員登機處理，甚至需整體更換部件，維護工作量大、周期長、維護成本和發電損失大。

　　2、機組核心關鍵部件易損壞。設備質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、發電機、機側變頻器、網側變頻器、輪轂集電環、變槳電機、350A快熔保險等，不但數量大、費用高、維護難，即使在經過前期調試并大批量更換主要部件后，主要部件的損壞仍呈現上升趨勢，維護更換期間附帶產生的高昂的車輛、人工、物料費用和發電量損失較大。同時主要部件頻繁損壞所反映的設計、制造缺陷如不能真正解決，也必將對后期的電量生產、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、油質檢測、更換也必須在日常維護中關注，以避免造成齒輪箱磨損、更換的嚴重后果。

　　4、機組的控制、變頻設備均安裝在塔頂機艙內，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電量。

　　5、機組存在電網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保險熔斷、變頻器損壞等故障，必須由維修人員到現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象，主要發生在計劃檢修和惡劣天氣等原因造成的電網故障時，而風電場安穩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，導致發電損失和維護費用的增加。

　　四、專業的維護隊伍保證風機的穩定運行

　　2007年調試階段高峰期風機廠家現場維護人員多達三十余人，即使在經過一年多磨合、調整期后，至今廠家在現場仍需常駐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場調集人員集中處理。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。

　　五、結語

　　隨著風力發電事業的發展，我們應越來越重視風力發電機組持續穩定運行的能力。質保期結束后的運行維護工作將面臨更加嚴峻的考驗，只有加強風機設備的檢修才能有效控制和降低技術風險，促進行業的健康發展。