风电场运行管理及设备维护检修技术分析

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1、风电场运行管理及设备维护检修技术分析张世惠　中国风电集团有限公司   摘　要：由于我国风电场多数处于偏远地区，气候和环境条件恶劣，风电场设备检修操作常常在高空进行，在这样的条件下，需要提高风电场运行管理水平，否则将影响风电场安全生产以及风电场的运行稳定和经济效益。近几年我国风电场发展十分迅速，新风电场不断涌现。多，需数运行维护人员是新员工要加强风电场运行安全培训管理和业务技能提高，建立健全风电场安全运行检修制度和标准体系。在风电设备维护检修方面，应积极推进预防性检修技术，通过设备状态监视，及时发现设备故障隐患以及故障产生原因，及时消除缺陷于萌芽中。建立集中监视、Call-Center在线远程运

2、行故障技术支持服务系统和专家分析系统，以及移动检修作业平台。通过运行数据分析，必要时利用仪器检测，借助专家分析，提出技术改造方案，对设备有问题部分进行改造，提高设备性能和可靠性，最终提高风电场经济效益。   关键词：运行　检修　设备　技术   1.我国风电场运行维护特点   1.1气候特征   我国风电场所处地区为三北地区和东南沿海地区。北方风电场多为高原地区，相当一部分风电场海拔高度高于1800米，冬季最低温度低于-30℃，偶然发生沙尘暴且极端风速高于30m/s的天气条件。个别地区风电场机组在冬季运行时会发生叶片结冰现象，包括南方个别山顶风电场，有些冰冻发生在风速传感器上，造成机组停机影响发

3、电。我国长江以南地区雷暴、台风、盐雾(海上/滩涂/潮间带)，给风电场运行维护带来困难。对于恶劣气象特征可能给风电场带来的影响，应认真采取应对措施，做好应急预案并事先进行演练。   1.2地理特点   我国风电场在气候特征上有其特殊的地方，同时地理位置、周围环境也较为复杂，如山区、森林、悬崖、海滨滩涂(潮间带)等。复杂地形、障碍物会引起气流畸变，造成湍流、切变以及尾流发生复杂变化，进而影响风电机组的输出性能，更严重的是湍流、切变以及尾流会造成设备损坏，甚至影响设备寿命。   1.3复杂地形对风电场机组运行的影响   对于地形复杂、邻近森林以及其他障碍物的风电场，运行中应对气流畸变可能对风电设备造

4、成的影响给予充分的重视。   ·应加大对机械传动系统的检查，如齿轮表面、轴承、力矩限位器等，重点检查是否有表面微点蚀、润滑油中金属微粒有无变化。   ·应加强对机组功率特性输出曲线的检查分析，如下原因影响功率曲线形状，最终影响发电量：   -阵风过大，风轮响应滞后   -气流紊乱，造成风轮上气流来流方向改变，对风响应不够敏感，可以在对风策略中适当调整   -不同气流来流扇区尾流影响不同，不同直径、实度、风轮转速影响尾流程度(是否可以在控制策略中加以考虑)   -复杂地形和地面粗糙度变化影响风切变，温度变化对风切变也会有影响，应采用更先进手段进行测试，分析切变对机组运行的影响程度   2.部分气

5、候影响因素应对措施   2.1高原低空气密度对风电设备材料、散热、元件的影响   高原由于海拔高度高，空气密度较低，风电场中风电设备运行会受到材料老化、表面疲劳影响。夏季以及长时间大负荷运行，机舱散热在高原条件下与低海拔地区不同，因此应加强机舱散热能力。对电控元件(如开关)在高原空气稀薄条件下所产生影响认真考虑采取措施。   2.2高原低空气密度对发电影响   由于夏季和冬季空气密度的较大差异，风能密度发生变化，机组功率输出受到影响。建议采取叶片安装角度定期调节以及控制策略优化、失速点调整等措施，在保证不会发生经常性超发的前提下，尽可能做到发电性能的优化。  2.3抗低温措施   ·低温油品影

6、响   在最低气温低于-30℃地区，应考虑流动性高的抗低温型油品，避免由于油品流动性差导致部分旋转部件缺少润滑。   ·材料低温脆性   气温低于-30℃地区运行，要考虑主轴、塔筒钢材抗低温脆性问题。   ·叶片固有频率变化   气温低于-30℃地区运行，叶片固有频率会发生变化，应采用低温型叶片。   ·元器件耐低温   部分控制元器件，在低温环境中可能误动作，有可能损坏，因此应对电控元器件采取加热措施。   ·增加场用电问题   为避免机组在低温环境中运行出现问题，系统需加热包括如下部件：风速计、机舱、齿轮箱和齿轮油、冷却器和管路、控制柜(必要时包括轮毂)等，因此机组用电功率加大，将增加客户

7、场用电量。因此在机组设计中，在考虑机舱操作空间的基础上，应尽可能考虑紧凑结构以及机舱的密封，避免过大的场用电。   2.4抗冰冻措施   个别风电场在冬季特定气候特征条件下会发生叶片结霜和冰冻现象。风速计由于冰冻而不工作，造成误报而长时间停机。可能需要采取以下措施：   ·加热除冰   通过加热器、管道将热风送到叶片根部进入到叶片内部   ·除冰剂除冰   通过高空作业设备将不破坏叶片表面材料的除