摘要：我国是世界上海上风能资源最丰富的国家之一，拥有超过18000km的海岸长度，可以利用的海域则达到3.0×106km2，每年可供开发的风能资源达到700GW，相比陆上风电场经过多年开发资源不断下降的情况，海上风电场的发展空间更大，资源相对更加充足。鉴于此，本文主要分析海上风电运行维护问题策略。
关键词：海上风电；运行维护；问题
1、国内海上风电产业发展现状
与英国、丹麦、德国等欧洲国家相比，中国海上风电起步较晚。2007年，我国第一台海上风电试验样机（金风科技GW70/1500）在渤海湾矗立起来。2010年，我国第一个大型海上风电项目——上海东海大桥10万千瓦示范项目建成并网发电。同年，国家确定首批4个海上风电特许权招标项目：江苏大丰20万千瓦风电场、江苏东台20万千瓦风电场、江苏滨海30万千瓦风电场和江苏射阳30万千瓦风电场。自此，我国海上风电进入快速发展期。根据国家发改委印发的《风电发展“十三五”规划》，“十三五”期间重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设，积极推动天津、河北、上海、海南等省（市）的海上风电建设，至2020年底，我国海上风电并网装机容量达到500万千瓦，开工规模达1000万千瓦。按照建设进度，预计到“十三五”末并网装机容量将达到800万千瓦，远超“十三五”规划目标。
目前，上海、江苏、浙江、山东、河北、广东等省、市已分别编制完成海上风电场规划，并根据风电场布局方案开展海上风电场建设。截至2018年三季度，江苏省已建成项目装机容量约255万千瓦，占国内总装机容量的83.6%，在建项目7个，合计装机容量211万千瓦；福建省在建项目6个，合计装机容量162万千瓦；广东省在建项目5个，合计装机容量150万千瓦；辽宁省在建项目2个，合计装机容量约60万千瓦；河北省在建项目1个，装机容量30万千瓦；浙江省仅有国电舟山普陀6号海上风电场2区工程在建，装机容量25.2万千瓦。将各省、市已建、在建海上风机装机容量进行横向比较，江苏省遥遥领先，福建省、广东省后起发力明显，辽宁省、河北省、浙江省处于起步阶段。
2、海上风电运行和维护特点
2.1、运行维护成本费用高
海上风电设备属于高端制造设备，其部分核心部件开发与生产在我国仍具有局限性，海上风电为获取更高效益逐步加大机组容量、机身体型，当然也加大后续日常维护难度和维护成本。在维护的过程中，需要运用大量的运输船舶、起重船舶以及专用工程设备，维护价格居高不下。海洋天气、环境变化莫测，很多时候甚至出现无功而返的情况。
海上风电设备维护效率较低，外加各种不确定因素的影响，导致设备故障率上升。据相关数据显示，海上风电平台运行维护费用，相较于陆地风电设备运行维护费用高2~4倍。
2.2、受环境因素干扰明显
海上风电开发有其特殊性，具有广阔的开发利用空间，同时海上风电机组又具有分布范围广、管理层面多、维护难度大等特点。相较于陆地而言，涉及海洋的管理实施难度较大，海洋水文、气象环境更为复杂，季风、台风等海洋气候交替，海水对于风电设备的侵蚀等，加之水上交通与人力限制，大大压缩海上风电日常维护与管理有效作业时间，遇特殊气象条件（如大雾、台风）更会直接影响海上运行与维护工作的开展。
2.3、相关维护技术标准严
海上风电开发不同于陆地风电，其对于技术的依赖性相对更高，标准更为严苛。虽然我国具有一定的海洋开发基础，但在海上风电的研究上，仍与世界发达国家存在技术差距，技术经验相对匮乏。尤其是远离陆地的条件下，海上气候条件、水文条件、海水侵蚀、机件运输、设备安装、日常管理等各项问题接踵而来，对于海上风电平台的运行和维护都提出了较高的要求。
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同时，在海上风电的运行模式与陆地风电存在着明显的差异性，针对海洋环境如何高效运行成为初期开发与后期运维亟待解决的首要问题。
3、海上风电运行维护问题策略
3.1、建立安全管控系统
加强海上风电运维人员安全管理，确保海上风电场的顺利运行首要目标就是要建立安全监控系统，完善安全管理体系，实行“两票三制”规定，防止电器误操作事故，巡回检查事故的发生，加强现场消防保卫制度，对下海船只、船上救生设备、下海工作时间选择、进行海上风电运维工作使的通讯设备及通讯方法都要有统一严格的规定，并加强对其的监督管理工作，完成“四零事故”安全目标，逐级签订安全目标计划保障书，确保海上风电运维人员工作安全。
3.2、强化人员安全意识
通过强化安全培训，有效提高海上风电运维人员的安全意识，对海上风电运维人员实行高标准、严要求，针对人员各项专业水平、安全操作技能和意识进行培训及考核，安排海上风电运维人员进行海上消防、游泳、海上救护及安全教育等方面的专业培训，对培训结果进行考核。只有考核结果合格，才可以批准其进行海上风电运维工作，提高人员安全意识和防护及处理事故的能力，全面提高海上风电运维人员的安全，避免发生不必要的人身及财产损失。
3.3、设立运维作业标准
通过总结海上运维实践经验，建立一整套行业统一的海上运维作业标准和规范，对海上项目施工及运维作业的安全（如出海作业人员资质、培训要求，海上人员交通船的资质准入、硬件配置、出海条件等）、技术（如验收规范、海上防腐、电气防护）、质量要求进行统一规定。
3.4、推广“一站式”大部件更换服务
通过状态监测的振动预警系统,对关键部件早期故障进行预警；开展大部件故障空中维修、更换工艺的研发，降低运维成本；整合安全、船舶、工艺技术、工装工具、物料、人员等要素，提供一站式大部件更换服务，增加发电收入，降低运维周期。
3.5、依托数据中心建设现场故障预警诊断能力，实现智慧运维
通过多数据源的风电运维大数据的采集、分析和计算（包括SCADA数据、风功率预测数据、状态监测数据、预防性试验数据，以及历史维护记录、异常运行记录、故障检修记录、缺陷记录等非结构化数据），实现专家知识库的积累和工单推送，实现各类故障预警、智能诊断和寿命预测等功能，指导运维人员进行标准化作业，也方便运维相关方对整个风场的运行业绩进行有效评估，优化运维策略。
总之，未来，海上风电行业将从粗放型向精益化运维方式的转变。海上运维因出海窗口期的原因，存在人员工时浪费、停机时间过长等情形。精益化管理的核心在于通过对运维现状的有效分析减少各种形式的浪费，确定有效的运维流程，使运维管理标准化。同时，通过智慧运维管理平台，形成故障预警、智能诊断、运维策略优化、解决方案和备件库存控制的“一站式”运维服务，实现效益增值。
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论文作者:翟建强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/17
标签：海上论文; 风电论文; 装机容量论文; 人员论文; 风电场论文; 作业论文; 项目论文; 《基层建设》2019年第21期论文;