响水风电场目前共安装4台试验风机，具体为1台2MW近海试验风机和3台共7.5MW潮间带试验风机。T1风机于2011年3月30日首次并网调试，T2风机于2011年1月27日首次并网调试，T3风机于2011年3月7日首次并网调试，T4风机于2012年6月7日首次并网调试。
一、发电量及风机运行情况
（一）发电量情况
首次并网调试至2013年7月底各台试验风机累计发电量情况如下：近海试验风机T1为779.9460万KWh，潮间带试验风机T2为941.3939万KWh，潮间带试验风机T3为702.0563万KWh，潮间带试验风机T4为322.07614万KWh；四台试验风机总共累计发电量为2745.47234万KWh，累上网电量为2576.5097万KWh, 厂用电率为6.7%。
（二）风机运行情况
近海试验风机T1：首次并网调试至2013年7月底有效发电时间15911小时，累计等效满负荷利用小时数3899.73小时，平均可利用率74.72%；T1风机总故障停机时间为5241小时，主要为变流器故障停机时间为2143小时、变桨系统故障停机时间为1930小时。
潮间带试验风机T2：首次并网调试至2013年7月底有效发电时间17893小时，累计等效满负荷利用小时数3765.58小时，平均可利用率87.10%；T2风机总故障停机时间为5080小时（其中包含箱变故障3240小时），主要为变流器故障停机时间为936小时、变桨系统故障停机时间为694小时。
潮间带试验风机T3：首次并网调试至2013年7月底有效发电时间17201小时，累计等效满负荷利用小时数3510.28小时，平均可利用率78.08%；T3风机总故障停机时间为4176小时，主要为变流器故障停机时间为1965小时、发电机后轴承温度超限及发电机绕组u1温度超限停机时间为738小时、变桨系统故障停机时间为1168小时。
潮间带试验风机T4：首次并网调试至2013年7月底有效发电时间8434小时，累计等效满负荷利用小时数1073.59小时，平均可利用率50.28%；T4风机尚未通过500h试运行仍处在调试阶段，总故障停机时间为4679小时（其中包含箱变故障936小时），主要为变流器故障停机时间为2466小时。
二、各试验风机运行数据对比
首次并网调试至2013年7月底各试验风机发电量由高到低排序为T2、T1、T3、T4，等效满负荷利用小时数由高到低排序为T1、T2、T3、T4，可利用率由高到低排序为T2、T3、T1、T4。
T4风机为某厂家生产的3MW半直驱式永磁同步发电机目前尚未通过500h试运行仍处在调试阶段，其各项数据均最差；
T2风机为某厂家生产的2.5MW直驱式永磁同步发电机在2012年中因箱变故障停机近5个月造成发电量受严重影响，其等效满负荷利用小时数偏低；因风机故障停机频次最少消缺较及时其可利用率最好。
T1风机和T3风机同为某电气公司生产的2MW齿轮箱式异步双馈发电机，T1风机位于近海中出海消缺作业受天气海浪等影响较大，使得可利用率较差，略低于T3；海上风资源较于陆上及潮间带明显稍优，其发电量偏好，高于T3。
1.机组单机容量越大发电量越多等效满负荷利用小时数就越高。
2.海上风资源明显优于陆上及潮间带风资源。
3.海上风机消缺工作受天气潮水等影响更大。
4.机组越成熟故障率越少消缺停机时间越短可利用率就越高。
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三、各试验风机主要质量问题
试验风机主要有 “变流器系统故障”、“轴承温度及冷却水温高故障”、“变桨系统故障”等质量缺陷。
（一）变流器系统故障
根据统计结果发现，试验风机变流器系统故障停机时间占总故障停机时间比重最大，约占40%左右对风机可利用率影响最大。故障原因主要有变流器内IGBT模块烧坏、变流器主控制器板损坏、并网开关损坏及变流器运行程序故障等。
（二）轴承温度及冷却水温高故障
经统计，T1及T3风机报发电机绕组u1温度超限故障、发电机轴承温度超限、发电机进出风口温度超限及齿轮箱冷却水温超限等，且都是在风况较好的时候出现，给风机发电量造成很大的损失，也给风机正常运行带来一定的安全隐患。经现场检查发现，故障原因是发电机齿轮箱水冷系统不能正常工作、冷却泵密封圈老化、冷却液缺失未能及时添加或散热片严重污浊等。
（三）变桨系统故障
经统计发现，试验风机变桨系统故障停机时间仅略少于变流器系统故障停机时间，在总故障停机时间里位于次位，约占30%左右对风机可利用率影响较大。故障原因主要有电气滑环污浊、变桨驱动器模块损坏及屏蔽线虚接等。
（四）通讯故障
经统计风机从首次并网调试至2013年7月底通讯时有中断，基本上现场重启PLC、重启塔底或轮毂400V电源、通讯线重新紧固及屏蔽线接地后故障能消除。
（五）箱变故障
四台试验风机箱变生产厂家均为某公司，从首次并网调试至目前都出现过故障。T1箱变高压开关保护装置损坏，备品备件到货不及时和售后服务响应慢致使停机达近一个月；T2箱变受台风“达维”影响，箱变房舱进水受损严重，箱变拆除返厂维修，停机长达近五个月；T3箱变高压开关保护装置损坏、箱变低压侧690V开关至风机塔筒的一根690V电缆相间短路及箱变低压侧690开关故障，停机欲一个月之久；T4箱变高压侧隔离刀闸下端头电缆放电灼烧损坏及箱变低压侧690V隔离刀闸烧毁，停机长达一个月之久。
四、备品配件管理问题
备品配件的及时供应将是影响风机可利用率、经济效益和安全运行的主要因素，试验风机因为等待备品配件而导致风机长时间停机，影响了风机的发电量。为此备品配件的储备工作要尽快展开，以减少因等待备品配件而产生的电量损失；还要加强备品配件的管理，建立《备品配件管理办法》，对备品配件仓储定额、采购及验收流程、入库、出库管理进行制度规定。在分析风电场机组的故障特点、实际消耗规律、厂家建议清单的基础上，考虑厂家备品配件库存，制定风电场备品配件定额作为备品配件管理的依据。
五、售后技术服务问题
试验风机在并网调试及后期维护消缺工作中，由于设备或技术人员不在国内造成风机停机时间较长。为此要加强对厂家人员现场管理，做出风机检修、维保、预防性整改及风机巡检等工作计划，形成故障分析制度，定期与厂家人员开展故障分析会。以风机故障记录为依据，结合现场实际情况进行分析，采取相应整改和优化措施，努力提高试验风机运行可靠性；通过对风机故障分类、频次统计，集中力量及时解决高发故障，并督促厂家落实随机备品备件、安装维修专用工具、相应工装和人员等现场应充沛，不断提高提高风机可利用率。
六、气候环境交通问题
与陆地风电相比，海上及潮间带风电机组所处的环境与陆地条件截然不同，海上风电技术运行维护成本也高。目前某电气公司出海作业单次租用交通船费在6000元左右，整年租船费大约在18万元左右，建议海上风机质保期宜在5年或更长。需寻找适合海上风电机组和施工装备，降低运行维护成本；并依托相当规模的项目开发专用施工装备，运输、吊装和运行维护的专用设备可以减少海上作业时间，降低天气变化带来的风险。
论文作者:徐卫利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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