摘要：随着大规模风力发电机组的大规模的并网运行，尤其是国家政策大力鼓励发展新能源项目的建设，风电在电网中所占的比例越来越高，风电机组的质量的不仅是投资的重大风险，是企业的经济效益产生的直接影响，而且对电网安全造成较大影响。本文结合多年沿海风电场基建与运行在设备质量管理方面的实践，着重谈一下对风电设备质量管理的一些经验。
关键词：风电机组 设备质量 管理
1 引言
风力发电包含了由风能到机械能再到电能的能量转换过程。基于目前组织建成两个4.95万kWh陆上风电场，三个4.95万kWh陆上风电场在建，一个20万kWh海上风电场及一个4.95万kWh陆上风电场在核准。以及参与沿海多个沿海风电场可研评审、设计优化、运行维护等遇到的质量问题，根据目前的经济技术水平，谈一下对风电机组全周期设备质量管理的一些经验教训。
2 全周期设备质量管理的认识
设备全生命周期质量管理（简称：全周期设备质量管理），是从设备的选型采购、运行维护到技改报废的全生命周期，进行设备不同阶段的全过程质量管理；对设备全生命周期内的整体费用、运行管理、安全能效等方面进行全面控制，以企业总体效益为出发点运用先进地管理方法与技术手段，来实现设备全面、系统和科学的管理。
设备全生命周期质量管理主要适用于生产制造领域中设备使用年限长、运行维护费用高、能源消耗费用大的中大型设备。根据设备采购、使用和管理的不同侧重点可分为前期投入、运行维护、技改报废三个阶段。包括设计、选型、采购、安装、运行、维护、维修、改造、报废等九个环节。针对风电场主要关注选址、设计、选型、采购、安装、运行、维护等几个方面。
3 风电设备全周期质量管理的一些经验
3.1 重视风场气象数据收集，找准设备运行条件
发电企业应注重设备全过程管理工作，按照管理前移的工作思路，结合风电场环境条件对风机及其他电力设备的运行寿命及安全有着重大的影响，尤其是在沿海开展的风电项目，国内大部分沿海地处台风多发、高温潮湿、盐腐多雷的区域。同时前期加大人员投入，与设计院、气象局等专家收集有史以来的气象数据及相关工程条件，采取国际多种风资源分析软件进行全面分析与比对，高度重视风电场的风资源多方评审，找准设备运行的真实环境及运行条件，提前为风场整体设计及设备技术条件打下基础。
3.2 优化设计方案，减少影响设备运行质量因素
（1）提高风机的设计要求，确保风机适应现场条件
根据风场风资源分析报告，必要时要开展台风专题分析，组织风电机组制造商、国内外大型风电场业主及运行单位进行充分论证，在国标风力发电机组安全等级的基础上，提出风电机组应设计成能安全承受由其等级决定的风况。重视控制系统电源防风、防雨、防雷能力。必要时，充分考虑台风的影响，针对不同的风场，不同的机位采取差异化设计制造。深入并严格参与风机的湍流强度影响的校核计算。
（2）深入风场微观选址，减少影响危害因素
风是随机的并受场地表面粗糙度和附近障碍物的影响，由此产生的无规则湍流给风机运行带来不必要的震动，会给风电机组及其出力带来无法预计的危害。例如，减少可利用的风能、缩短风电机组的寿命，严重时使叶片及部分部件受到不应有的毁坏等。因此，在选址时要尽量使风电机组避开粗糙的地表面和高大的建筑障碍物，尤其复杂山地风电场更加要注意此方面的论证。若条件允许，风电机组距障碍物的距离应为障碍物高度的5～10倍。同时，尽量减小风力发电机组之间的相互影响，满足风电机组之间行、列距的要求，在主导风向上要求机组间隔(行距)5～9倍风轮直径，在垂直于主导风向上要求机组间隔(列距)3～5倍风轮直径。
3.3 严控招标文件、保证采购符合工程条件设备
招标文件中技术条件书编制好坏，为后继采购回的设备打下坚实的基础，主要有以下两点：首先要弄清采购设备的构成情况。比如招标采购风力发电机组，则要弄清是风力发电机组是双馈还是直驱，如果采购的是双馈机型，那么就要确定国内外适合现场实际条件的单机容量、生产能力。接着可能要弄准各大部件生产能力与质量评估，尤其是齿轮箱、发电机、叶片的各制造商的供货能力与质量评估。接着就可能涉及使用什么样制造流程与标准。此外还要涉及采购的数量，对该设备的材质的要求如何。再则，设备安装、调试、培训、保养、消耗件、易损件，及一般零配件的要求、设备制造标准、检验标准的要求。该设备有没有专利保护，专有技术方面的问题，这里仅就风电行业的主要设备的采购要求作了一个简单剖析，其他电力设备都有其特定的要求，比如变电站设备，可能要多考虑防火、防爆、防静电、防腐蚀等方面的要求；总之考虑要尽量地细致、全面，执行起来就越顺当。
3.4 加强设备监造管理，提高设备出厂质量
驻厂监造作为主要设备组装过程的质量监控中非常重要的一个环节，通过国内有丰富经验的监造服务公司。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，提前让风电今后的运维人员界入，分别抽取技术骨干全过程与监造工程师一起工作，过程中能向其及制造厂虚心学习技术把关与组装维护技术，同时起到质量双重监管的作用，其中风机主机设备监造方面，除严格参照风机主机设备合同及项目监造书的要求，全方位对风机主机设备进行监造，还重点关注以下几方面的工作：
（1）严格查阅并审核风机的防台设计，着重叶片、机舱、塔筒强度校核。
（2）监造前全面了解并掌握项目监造书的具体内容，同时按照设备供货主合同主机配置要求作为监造过程中的最终产品配置的主要依据（必须对照组装车间的设备配置表逐一核实）。
（3）严格按照合同配置执行，禁止主机厂家随意更改主机设备的配置，若出现更换部件品牌情况时，必须有书面材料清楚记录，同时应注明“不由于更换部件厂家（品牌）而豁免主机厂家的合同义务”。
（4）对进口部件重点关注，对主轴轴承、传感器、风速仪、风向仪等关键部件全程参与开箱和入库验收，严查部件进口报关资料、原产地证明、合格证等，确保进口部件的真实性。
（5）主机设备的全功率试验是设备出厂前非常关键的一个环节，监造人员对每一台设备的全功率试验全程跟踪并保证全功率试验的时间（主要关注在全功率运行状态下设备的温升情况）。
（6）叶片监造主要关注原材料是否符合设计要求，叶片成型时间是否满足设计要求，抽查叶片的关键尺寸，出厂验收时主要关注叶片外观质量。
3.5 深入施工过程管理，减少质量隐患
电力设备的安装调试过程，尤其是风机安装调试过程，是风电场电力设备管理的重要环节之一，风机作为风电场运行的最核心部分，其安装调试过程存在着不少影响安装质量的因素，不仅影响风机的功能，还存在极高的安全隐患，为此，风机的安装高度过程中主要重点把关几点：
（1）加强风机安装前基础施工管理。除了对加强混凝土施工过程监控、养护及强度要求之外，主要核心对基础环水平度的校核、风机基础安装前后沉降观测与比对分析、防雷接地电阻的确认。以保证今后风机塔筒垂直度，为减少风机的不平衡受力以及增加抗雷击能力。
（2）人员因素至始自终都是整个设备安装工作中最为重要的因素。安装人员高度责任心和高超专业素质是关键要素。为了确认安装人员的专业水平能达到要求，其所学的专业知识能得到及时更新，对最新电力设备安装基本需要的了解，安装前组织所有参建人员进行资质审核。同时，安装的设备相应技术规范及工艺组织考试摸底，不合格人员不与进场施工。再邀请设备厂家技术对考试合格人员再进行相应的技术、安装工艺培训，重视安全技术的交底。还有一点值得高度关注，那就是责任心。如果没有极强的责任心，安装人员在安装过程中就不会严格按照要求进行施工，其安装的设备在运行过程中极易出现安隐患。为此，加强施工过程中的质量检查与考核，安装调试人员名单都在安装设备挂牌，便于随时检查确认。
（3）安装现场的气候、外部环境以及安装的场地选择、事先的准备工作等方面都影响安装质量。安装的环境过于恶劣将会直接影响到设备安装调试的质量，甚至会导致设备的绝缘性能受损，而造成设备的安全隐患，使得安装质量不达标。为此，针对沿海风电场高温潮湿的特点，室内电力设备安装，重点将室内密封、清洁工作提前，关键设备安装将提前除湿除尘再进行安装。此外，安装人员所采取的方法也是极为重要，重要设备安装之前做好充分的准备工作，重视各个环节的施工技术与流程审核。同时，组织安装人员进行专业素质培训与安装技术的相互交流。
（4）在风电场变电站安装调试过程，由于工期都比较紧，经常会遇到各种不同的工程相互交叉作业的问题，对站内的电力设备安装质量问题带来极大的影响。为此，重点把施工的进度计划编制细、多专业审核、执行落实每天盘点。
3.6重视运行期间数据收集与统计，加强对比分析
运行管理将是风电设备质量质量管理的长效管理。着重要加重以下几方面的管理：
（1）定期对风机基础的沉降的数据观测，尤其数据的对比分析。
（2）定期对风电设备防腐防潮的检查与维护。针对性沿海的气候特点，对风机塔筒、机舱内电气设备、箱变、升压站电气设备制定详细的检查制度，收集相关数据，有计划进行防腐防潮处理。
（3）对运行期间的设备故障进行归类统计分析。
（4）密切与气象部门进行沟通，对风电场的风数据、气象数据进行长年的跟踪，尤其是台风数据的分析。
（5）台风期间的风机运行控制策略不断结合风机的特点及台风的特性不断地进行优化。
4 结束语
风电产业在经历了高速大发展，目前又开始大规模进入海上风电建设期，风电设备质量管理依然长久不衰的命题，在新技术新工艺不断采用，创新管理不断层出不穷，让风电行业不断地健康发展，设备质量管理水平不断地得到提升。
参考文献：
（1）《风力发电机组 设计要求》（GB/T1845.1-2012./61400-2005）
（2）《风电场工程等级划分及设计安全标准》（FD002-2007）
论文作者:曾长奕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
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