淺談風(fēng)電場運行與維護管理
風(fēng)電場的運營管理是一個集成化的管理。從國內(nèi)目前的現(xiàn)狀來看，是由研發(fā)、制造、投資、生產(chǎn)等多個主體通過技術(shù)服務(wù)相互交叉、協(xié)作，共同圍繞提高風(fēng)場內(nèi)風(fēng)機的發(fā)電量，設(shè)備的可靠性及降低人員和設(shè)備維護成本等開展工作，最終保證風(fēng)電投資建設(shè)的回報，為社會持續(xù)不斷地提供綠色、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)的清潔能源。
一、風(fēng)電運營管理模式
中國近幾年風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，風(fēng)機功率等級達到兆瓦級，風(fēng)電場的規(guī)模最小都是50mw，我國風(fēng)電場分布的區(qū)域廣，自然環(huán)境和工作條件惡劣，且風(fēng)電場規(guī)模大。風(fēng)電場的運營管理模式不能一味地模仿國外的經(jīng)驗，結(jié)合我們近幾年的維護經(jīng)驗和不斷探索，大唐甘肅發(fā)電有限公司采取了建設(shè)與運營分離的管理體制，較好的推動了風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)和風(fēng)電場運營管理向?qū)I(yè)化、市場化方向的發(fā)展。
1.建設(shè)與運營分離的風(fēng)電管理模式
大唐甘肅發(fā)電有限公司目前對所轄風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的管理依托兩類管理實體，即負責(zé)投資建設(shè)的風(fēng)電公司和負責(zé)風(fēng)電生產(chǎn)管理的運營公司。風(fēng)電公司將風(fēng)電建設(shè)項目完成后移交風(fēng)電運營公司實施運行和維護管理。這種管理模式是一種區(qū)域管理的探索和嘗試，其目的是實現(xiàn)人力資源專業(yè)化管理和人員的集中管理、靈活調(diào)配，推進規(guī)范化管理平臺建設(shè)，加快人員的調(diào)動和備件的流通，從而達到最大程度的降低人員和備件管理成本，為本公司風(fēng)電產(chǎn)業(yè)提供專業(yè)化、標準化、規(guī)范化的服務(wù)。
2.風(fēng)電運營公司的管理機制
2023年8月28日，由大唐甘肅發(fā)電有限公司控股成立了大唐酒泉風(fēng)電運營有限責(zé)任公司(以下簡稱風(fēng)電運營公司)。風(fēng)電運營公司主營風(fēng)力發(fā)電場的運營、維護、檢修和外部市場的開拓，旨在創(chuàng)建一個市場化運作的具有一定盈利能力的專業(yè)化公司，做大做強風(fēng)電運營產(chǎn)業(yè) 。
(1)風(fēng)電運營公司現(xiàn)負責(zé)大唐玉門風(fēng)電場、大唐景泰風(fēng)電場、大唐昌馬風(fēng)電場等三座大中型風(fēng)電場的生產(chǎn)運行、維護檢修和管理工作，風(fēng)機總臺數(shù)291臺(v52-850風(fēng)機58臺、sl77-1500風(fēng)機89臺，sl82-1500風(fēng)機134臺，fd-1000風(fēng)機10臺)，總?cè)萘?93.8兆瓦。
(2)風(fēng)電運營公司現(xiàn)設(shè)綜合管理部、設(shè)備技術(shù)部、工程管理部、財務(wù)部四個職能部室和三個風(fēng)電場?，F(xiàn)有員工97人，分管理人員、運行員工、檢修人員三類。
(3)風(fēng)電場的運營管理采取運檢分離的模式。運行實行三班輪換運作，檢修實行分組作業(yè)輪流值班，確保設(shè)備健康平穩(wěn)運行。風(fēng)電場設(shè)辦公室、檢修班、運行班三個部門。辦公室設(shè)場長1名、檢修專責(zé)1名、運行專責(zé)1名、物資兼后勤管理1名;檢修班設(shè)檢修班長1名、技術(shù)員1名、工作負責(zé)人3名、中級檢修工3名、初級檢修工3名;運行各班設(shè)班長1名、主值1名、副值1名。
二、風(fēng)電場概況
甘肅省位于我國西北大陸腹地，地處青藏高原、內(nèi)蒙古高原和黃土高原的交匯處，盛行風(fēng)向穩(wěn)定，風(fēng)能資源蘊藏量豐富，地勢平坦，適合開發(fā)建設(shè)大型并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電場。大唐甘肅公司在該地區(qū)現(xiàn)在擁有三座大中型風(fēng)電場，截止2023年4月總裝機容量393.8mw。2023年玉門、景泰兩個風(fēng)電場裝機143.8mw的容量，實現(xiàn)年發(fā)電量29922萬kwh(其中玉門19333萬kwh、景泰10589萬kwh)。
大唐甘肅公司所轄的風(fēng)電場分布在景泰、玉門、昌馬三個地域。風(fēng)資源、裝機和接入系統(tǒng)情況如下：
1.大唐甘肅公司風(fēng)電裝機情況
風(fēng)電場總裝機容量(mw)機型臺數(shù)(臺)投產(chǎn)日期
景泰一期45sl77-1500302008.12
二期49sl77-1500262010.12
fd60-1000102011.04
玉門一期49.3v52-850582006.12
二期49.5sl77-1500332008.06
昌馬201sl82-15001342010.12
合計393.8291
2.風(fēng)電場接入電網(wǎng)的模式
風(fēng)電運營公司承擔運營的大唐玉門風(fēng)電場和大唐景泰風(fēng)電場的電網(wǎng)接入模式均是由風(fēng)機就地箱變將風(fēng)機出口電壓690伏升壓至10千伏后經(jīng)架空線路引入110千伏升壓站，最后經(jīng)110千伏出線送至當?shù)仉娋W(wǎng)。大唐昌馬風(fēng)電場是通過將風(fēng)機出口電壓升壓至35千伏后引入330千伏變電站，通過330千伏出線送至當?shù)仉娋W(wǎng)。
3.風(fēng)電場的風(fēng)資源特征
通常情況下，景泰地區(qū)年內(nèi)3～5月風(fēng)速最大，9月～翌年1月風(fēng)速較小，也就是說，春季風(fēng)大，秋冬季風(fēng)小。玉門地區(qū)11月～翌年4月風(fēng)速較大，7～9月風(fēng)速較小，即冬春季風(fēng)大，夏季風(fēng)小。玉門、景泰風(fēng)速均為白天大，晚間小。在實際運行中各風(fēng)電場的風(fēng)資源情況都有所下降，玉門風(fēng)電場實際年平均風(fēng)速為6.80m/s，年有效風(fēng)速(3.0m/s-20.0m/s)時數(shù)為7509h;景泰風(fēng)電場年平均風(fēng)速為4.99m/s，年有效風(fēng)速(3.0m/s-20.0m/s)時數(shù)為5620h。
三、風(fēng)電機組的維護管理
(一)安全管理
人是安全生產(chǎn)中最關(guān)鍵的因素。我們始終把人員因素放在安全生產(chǎn)管理的首要位置來抓，突出'三個抓好'，實現(xiàn)'一個塑造'，即抓好思想的重視和責(zé)任的明確、抓好技能的提升和意識的增強、抓好氛圍的形成和文化的構(gòu)筑，努力塑造'本質(zhì)安全人'。
1.以創(chuàng)建本質(zhì)安全型企業(yè)為抓手，不斷完善安全生產(chǎn)管理體系。
一是開展大唐同心文化建設(shè)，大力營造同心文化、安全文化氛圍。以指標達標、管控達標、文化達標為目標，以體系建設(shè)、風(fēng)險管控、文化落地為抓手，同步實施、循序漸進、相互促進，努力實現(xiàn)'人員無傷害、系統(tǒng)無缺陷、管理無漏洞、設(shè)備無障礙、風(fēng)險可控制、人機環(huán)境和諧統(tǒng)一'。
二是嚴格執(zhí)行'兩票三制'，推進現(xiàn)場作業(yè)標準化。
三是持續(xù)深入開展'三講一落實'活動，提高班組風(fēng)險防控能力。
四是認真做好風(fēng)電技術(shù)監(jiān)控工作，及時發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備隱患。
五是加強重大危險源管理和危急事件應(yīng)急管理，做好季節(jié)性檢查及專項檢查，及時消除環(huán)境中的不安全因素。以'正在做的事情為中心'，從日常的'三會一活動'(安全分析會、安全監(jiān)督網(wǎng)例會、班前班后會、安全日活動)做起，劃清責(zé)任界面，落實各級人員的安全生產(chǎn)責(zé)任。
六是明確目標、責(zé)任到人。公司與部門、部門與班組層層簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，對安全責(zé)任進行細化分解，建立橫向到邊，縱向到底的安全目標責(zé)任體系，把安全責(zé)任落實到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)和每一個崗位，做到思想、責(zé)任、壓力、目標'四到位'，形成'公司控制事故、部門控制障礙、班組控制異常、個人控制差錯'的四級控制格局。
2.實施全過程管理和超前控制，實現(xiàn)安全生產(chǎn)'可控、在控'
一是加強過程控制，確保安全工作落實到位。我們始終把安全生產(chǎn)放在一切工作的首要位置來抓，在班組中大力開展'三講一落實'活動，堅持每天召開生產(chǎn)例會，每月召開公司安全分析例會，各級一把手親自參加，共同研究分析安全生產(chǎn)工作，掌握安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，協(xié)調(diào)解決存在的問題，使生產(chǎn)系統(tǒng)各項工作高效運轉(zhuǎn)、政令暢通。各部門安全生產(chǎn)第一責(zé)任人必須按時參加每周班組安全分析會，與職工一起查問題、找隱患，定措施，保證了安全部署的層層貫徹、安全信息的層層傳遞和安全措施的高效執(zhí)行。
二是加大查評整改力度，樹立超前防范意識。堅持安全大檢查與重大危險源評估有機結(jié)合，從查安全管理、查事故隱患、查違章入手，開展春、秋季安全大檢查工作，消除各類不安全因素。同時，加大防人身傷害工作力度，抓住防人身觸電、防誤操作、防高空墜落等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，下大力氣檢查整改，落實防范措施，杜絕了人身事故的發(fā)生。在開展安全大檢查的基礎(chǔ)上，我們充分借助重大危險源評估這一有效手段，對公司安全生產(chǎn)現(xiàn)狀進行全面自評，找出安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)和存在的問題。針對查出的問題，制定整改計劃，逐條落實責(zé)任部門和責(zé)任人，并將各部門整改情況進行定期通報，有效保證了整改計劃的落實。
三是加強執(zhí)行力建設(shè)，突出規(guī)范化和制度化的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用。加強制度建設(shè)，先后修訂了《安全生產(chǎn)責(zé)任制管理辦法》、《安全生產(chǎn)工作獎懲細則》《反違章管理規(guī)定》等19個安全管理制度和25個應(yīng)急預(yù)案，建立了較完備的安全管理制度體系。每年年初制定年度安全生產(chǎn)'一號文件'，明確全年安全生產(chǎn)目標和指標，要求各部門逐級落實，分解到人，使全體職工都有明確的安全責(zé)任和目標。堅持'獎懲并舉，重獎重罰'的原則，健全完善安全生產(chǎn)激勵機制，對違章、違規(guī)行為實行重罰，使責(zé)任人切實感受到安全問題帶來的'切膚之痛'。
3.強化安全生產(chǎn)標準化建設(shè)，提升生產(chǎn)管理水平
一是以'專業(yè)化、標準化、信息化'為抓手，不斷提高風(fēng)電安全生產(chǎn)管理水平。
在例行工作和定期工作標準化的基礎(chǔ)上，推進管理工作標準化，并不斷優(yōu)化管理流程，突出風(fēng)電特色。實施信息化管理，建立安全管理、檢修理、運行管理、培訓(xùn)管理、生產(chǎn)物資管理等動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，及時糾正偏差，堵塞管理漏洞，實施智能化管理，持續(xù)推進電網(wǎng)友好型風(fēng)電場建設(shè)。
二是加強安全設(shè)施標準化建設(shè)，規(guī)范作業(yè)環(huán)境。我們從加強安全設(shè)施規(guī)范化建設(shè)著手，推動安全標準化建設(shè)。按照'本質(zhì)安全型風(fēng)電場'對安全設(shè)施的標準要求，對風(fēng)機、箱變、變電站圍欄等安全標識進行了清晰的規(guī)范，裝設(shè)'止步!高壓危險'、'禁止攀登，高壓危險'、'必須戴安全帽'、'必須穿絕緣鞋'等安全標示牌，提高了安全設(shè)施規(guī)范化水平。
三是實行'兩票三制'的標準化，筑牢現(xiàn)場安全防線。
嚴格執(zhí)行生產(chǎn)現(xiàn)場任何工作必須堅持工作票制度，開展作業(yè)現(xiàn)場危險點分析與控制，不斷加強作業(yè)現(xiàn)場的安全管理，實現(xiàn)'兩票'做到三個百分之百，即現(xiàn)場作業(yè)除嚴重危及人身、設(shè)備安全的情況下可以不開票外，必須做到100%開票;票面安全措施、危險點分析與控制措施及票執(zhí)行的環(huán)節(jié)必須100%落實;標準票的覆蓋率要努力達到100%,即正常方式下的作業(yè)和操作都必須有標準的工作票和操作票。
四是實行檢修作業(yè)指導(dǎo)書的標準化，確保檢修作業(yè)規(guī)范有序。
我們大力推行檢修作業(yè)的規(guī)范化、標準化，在風(fēng)機定檢維護中積極引入標準檢修作業(yè)指導(dǎo)書，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)標準化。對每一項作業(yè)的工序、工藝、技術(shù)標準和安全措施在指導(dǎo)書中都做出具體規(guī)定以指導(dǎo)操作，實現(xiàn)'打勾作業(yè)'，保證檢修質(zhì)量和作業(yè)安全。在管理中，對人員分工、使用的工器具、需要的材料、檢修記錄、驗收記錄都做出具體規(guī)定，做到有據(jù)可查和責(zé)任落實。
4.實施對標一流管理，鑄造精品項目
采用 '五確認一兌現(xiàn)'的方法(即確認目標、問題、對策、責(zé)任、效果，兌現(xiàn)獎懲)，對標管理、落實責(zé)任實現(xiàn)閉環(huán)管理。生產(chǎn)經(jīng)營持續(xù)深入開展對標管理，采取發(fā)電量與工資總額掛鉤的激勵措施、全面深化對標工作。每個風(fēng)場每天對同一區(qū)域、同一電網(wǎng)風(fēng)電場的發(fā)電量、風(fēng)機利用用小時數(shù)等關(guān)鍵技術(shù)指標區(qū)域?qū)?，找出差距、制定措施，迎頭趕上。
(二)風(fēng)機故障類型、普遍存在的問題
1.風(fēng)電機組的常見故障
(1)液壓系統(tǒng)油位及齒輪箱油位偏低;
(2)風(fēng)力發(fā)電機組液壓控制系統(tǒng)壓力異常自動停機;
(3)風(fēng)速儀、風(fēng)向標發(fā)生故障;
(4)偏航系統(tǒng)發(fā)生故障造成自動停機;
(5)風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備和部件超溫而自動停機;
(6)風(fēng)力發(fā)電機組槳距調(diào)節(jié)機構(gòu)發(fā)生故障;
(7)發(fā)電機匝間短路故障;
(8)控制系統(tǒng)的故障。
關(guān)于風(fēng)機乃至風(fēng)電場的設(shè)備故障和檢修維護，由于各風(fēng)電場風(fēng)機設(shè)備投運時間相對較短，部分風(fēng)機目前還由制造廠負責(zé)維護，目前暴露出來的設(shè)備問題還不具有代表性和規(guī)律性，有待于進一步收集、整理相關(guān)資料，分類分析，為下一步設(shè)計優(yōu)化和現(xiàn)場消缺、改造積累第一手材料。下面引用一篇有關(guān)報道，以激發(fā)各方面的關(guān)注。
2.案例
近期,風(fēng)機著火、倒塌事故時有發(fā)生,而風(fēng)機的裝機容量發(fā)展速度卻在直線上升,單機容量也是越做越大。風(fēng)機的質(zhì)量問題已經(jīng)引起產(chǎn)業(yè)鏈條上所有利益方的關(guān)注,這個產(chǎn)業(yè)需要增加一些憂患意識。具體內(nèi)容參見附件1：《風(fēng)機著火及倒塌事故接連發(fā)生 質(zhì)量問題引關(guān)注》。
(三)風(fēng)機檢修現(xiàn)狀
風(fēng)電場投運后，我們每年都安排檢修人員到風(fēng)機裝備制造廠學(xué)習(xí)。對現(xiàn)場投運的風(fēng)機，我們與風(fēng)機廠家的維護人員一起進行風(fēng)機的維護、消缺工作，并請風(fēng)機廠家的維護人員進行技術(shù)講課和現(xiàn)場講解，培養(yǎng)檢修人員維護風(fēng)機的技能和水平。從2023年開始，玉門一期v52風(fēng)機(49.3mw)由我們自己的檢修人員承擔日常維護消缺和定檢維護，景泰一期和玉門二期在年內(nèi)由廠家完成兩年維護后移交給我們承擔日常維護消缺和定檢維護、修，屆時我們維護的風(fēng)機將達到121臺，容量為143.8mw。
1.風(fēng)機日常維護保養(yǎng)
對風(fēng)機的日常維護，我們也在不斷探索、不斷完善，注重抓好以下幾個方面的工作：
一是嚴格按照日常維護制度的規(guī)定、風(fēng)機維護手冊中的要求，并結(jié)合季節(jié)氣候條件完成設(shè)備消缺工作及臨時出現(xiàn)的設(shè)備消缺工作。
二是臺賬記錄的規(guī)范管理。工作完成后在設(shè)備臺賬及中控室的消缺記錄本上做好詳細準確記錄，注明工作完成人、檢查人及時間，以便用于分析問題、總結(jié)積累經(jīng)驗、找出規(guī)律及共性之處，為以后的工作提供幫助。
三是每天的巡檢工作。風(fēng)速小的時候登機檢查，聽聲音、看顏色、看數(shù)據(jù)、看油位、檢查運動狀態(tài)、聞味道、摸溫升等。風(fēng)大時在風(fēng)機底下巡視，去順風(fēng)方向聽聲音，看運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，防范于未然。
2.設(shè)備定檢維護
設(shè)備定檢維護分為半年維護、一年維護。比如，半年維護周期為6個月，定期維護的內(nèi)容有緊螺栓、加換油酯、設(shè)備對中找水平、換密封件、調(diào)整更換剎車片、處理繼電器和接觸器以及開關(guān)接點等。定期維護的具體時間一般安排在風(fēng)小或無風(fēng)天進行，避免因維護停機而損失更多的電量。
目前我們已能夠全面完成風(fēng)機的定檢維護和日常維護消缺工作，并且能夠完成風(fēng)機發(fā)電機更換等大型項目，風(fēng)機可利用率始終保持在96%以上，確保風(fēng)電機組穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效、安全運行。
3.備品配件的管理
備件的及時供應(yīng)是保證設(shè)備發(fā)生故障后能及時修復(fù)，提高設(shè)備完好率的物質(zhì)條件。建立健全物資采購制度、出入庫登記等制度，入庫的備品備件分類存放，設(shè)專人管理、建立臺帳，做好出入庫登記，且定期盤點。更換備品配件后在設(shè)備臺賬中做好記錄，以備查驗。風(fēng)機備品的采購基本上依靠風(fēng)機廠家獨家供應(yīng)，按照保證夠用又不要積壓的原則，輔助觸點、繼電器k250等易損件的庫存始終保持10個以上，變頻器、直流輸入模塊等不易損壞的配件保證庫存2個，油脂、碳刷等消耗性材料按照半年的用量進行采購和儲存，經(jīng)過兩年多定檢維護和消缺的實踐，備品配件能基本滿足現(xiàn)場維護、消缺的需要。
4.風(fēng)機用油脂國產(chǎn)化的嘗試和探索
從2023年8月開始，我們從玉門風(fēng)電場選定四臺v52-850kw機組進行試驗，將其中兩臺機組的齒輪油、液壓油、潤滑脂全部用國產(chǎn)昆侖潤滑油相關(guān)油脂進行替換，與另外兩臺進行對比，每30天對上述四臺機組的油脂進行取樣，送交專業(yè)油脂檢測中心進行檢測，通過不少于兩年的跟蹤檢測，得出昆侖潤滑油脂能否替代原有進口油脂的結(jié)論。
5.人力資源管理
(1)新員工的培訓(xùn)
新招聘人員采取集中培訓(xùn)和實習(xí)培訓(xùn)兩個階段。
首先集中培訓(xùn), 以講課、現(xiàn)場參觀、制度解析、案例分析等多種方式向員工宣講企業(yè)概況、企業(yè)文化、規(guī)章制度、安全常識，引導(dǎo)員工做好自身的職業(yè)生涯設(shè)計，對風(fēng)電行業(yè)有一個全新的認識。
其次是崗位實習(xí)。在通過《電力安全工作規(guī)程》理論考試合格后，進入生產(chǎn)現(xiàn)場，在風(fēng)電場各級管理人員的統(tǒng)一安排下開展以現(xiàn)場實踐為主的學(xué)習(xí)培訓(xùn)。培訓(xùn)采取師傅帶徒弟的方式，以案例教學(xué)、基礎(chǔ)理論講解和現(xiàn)場操作為主。
(2)運維人員的培訓(xùn)
一是安排人員到風(fēng)機廠家或請專家來現(xiàn)場進行講課，主要學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電機原理;風(fēng)機各系統(tǒng)構(gòu)成、各部件結(jié)構(gòu)和功能;風(fēng)電場運行和檢修技術(shù);風(fēng)機常見故障及處理方法等。
二是主要針對變電站運行、風(fēng)機消缺和定檢維護為主，由技術(shù)人員或業(yè)務(wù)骨干在工作現(xiàn)場針對實際設(shè)備講授操作理論、程序與技術(shù)規(guī)范,然后進行標準化的操作示范演示,把所要學(xué)的技術(shù)、程序、技巧、事實、概念或規(guī)則等呈現(xiàn)給學(xué)員。學(xué)習(xí)人員逐一模仿練習(xí),使操作逐漸熟練直至符合規(guī)范的
序與要求。技術(shù)人員在現(xiàn)場作指導(dǎo),隨時糾正操作中的錯誤表現(xiàn)。這種方法培訓(xùn)直觀,有較強的理性認識,能夠使學(xué)習(xí)人員很容易接受,培訓(xùn)時間短
效果明顯。
通過培訓(xùn)，提高員工專業(yè)技術(shù)素質(zhì)，提高工作質(zhì)量和工作效率，提高安全工作能力。
風(fēng)電建設(shè)規(guī)模的快速增長必然帶來風(fēng)電各專業(yè)人才的稀缺。風(fēng)電專業(yè)人才的競爭已基本到了白熱化的程度。風(fēng)電項目自身的特點決定了項目所在地大多地處遠離城市、自然環(huán)境惡劣、生活條件艱苦的地區(qū)。高學(xué)歷專業(yè)人才千金難求。即使是基于眼前就業(yè)壓力而進入風(fēng)電場來的，也僅僅是把風(fēng)電場做為過渡，一旦有了較好的發(fā)展機遇和其它符合自身追求的目標就會離去。有些本地化的一線工人也基于用人單位人事勞資管理方面的因素，大多采用勞務(wù)派遣的方式，使運檢一線人員深受無歸宿感的困擾，無法安心服務(wù)于風(fēng)電場。玉門風(fēng)電場是甘肅省內(nèi)投運最早的風(fēng)電場之一，隨著酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地的建設(shè)，技術(shù)工人流失非常嚴重，先后有十多位辭職，到其它風(fēng)電場工作。如何留住人員，是我們面臨的一大難題。
四、風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定性及目前采取的措施
(一)風(fēng)資源
附表2：風(fēng)資源情況表
風(fēng)電場年平均
風(fēng)速m/s年有效風(fēng)速
m/s年有效風(fēng)速
小時數(shù)h平均風(fēng)能
密度w/m2
可研設(shè)計玉門7.63.0--21.07787485
昌馬7.643.0--20.08139396
景泰6.573.0--20.07191354
實際玉門6.83.0--20.07509/
昌馬////
景泰4.993.0--20.05620/
從表中數(shù)據(jù)不難看出，設(shè)計給出的年平均風(fēng)速和年有效風(fēng)速小時數(shù)均比實際要大。該組數(shù)據(jù)是從風(fēng)場風(fēng)機運行中獲取的，沒有權(quán)威性，可作為參考。對今后的項目建設(shè)可研論證可作為一種提醒。這樣對一個風(fēng)電場的投資回報分析能夠更趨準確和合理。
(二)風(fēng)電機組低電壓穿越能力技術(shù)改造進展情況及存在問題
《國家電網(wǎng)公司風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中對風(fēng)電場低電壓穿越要求為： a)風(fēng)電場必須具有在并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時能夠維持并網(wǎng)運行625ms的低電壓穿越能力; b)風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時，風(fēng)電場必須保持并網(wǎng)運行。
大唐甘肅公司所轄291臺風(fēng)電機組中，vestas風(fēng)機為2006年投入運行的機組，不具備低電壓穿越能力;華銳sl-1500風(fēng)電機組出具有低電壓穿越能力的測試報告，但在風(fēng)電機組發(fā)生事故時，河西玉門地區(qū)所有運行風(fēng)機全部脫網(wǎng)，因此對風(fēng)機是否具備電網(wǎng)標準要求的低電壓穿越能力，有待實驗考證。現(xiàn)已與幾家風(fēng)機制造廠家進行積極溝通，風(fēng)機制造廠家將根據(jù)電網(wǎng)標準要求，通過試驗驗證對控制器進行軟、硬件升級改造，具備低電壓穿越能力，確保在電網(wǎng)故障電壓降低的情況下,風(fēng)電機組不脫網(wǎng),保持發(fā)電運行能力，在故障切除后很快恢復(fù)正常運行。
(三)有功智能控制系統(tǒng)運行情況分析
1. 有功智能控制系統(tǒng)
甘肅大型集群風(fēng)電有功智能控制系統(tǒng)包含甘肅省調(diào)調(diào)度員控制終端和嘉峪關(guān)地調(diào)調(diào)度員控制終端，下管屬330kv玉門變和瓜州變兩個控制主站，這兩個控制主站下又控制330kv嘉峪關(guān)變、玉門變、瓜州變、張掖山丹變、涼州變五個控制子站，這五個控制子站又分別去控制大梁、向陽、中電酒泉、三十里井子、昌馬、大唐玉門、潔源、北大橋東、柳園等諸多風(fēng)電場和張掖、金昌的火電廠。
2.大型集群風(fēng)電有功智能控制系統(tǒng)在風(fēng)電場的主要功能
裝置通過專用2m通道，與330kv玉門變、瓜州變兩個控制主站和嘉峪關(guān)地調(diào)、甘肅省調(diào)的調(diào)度員控制終端通信功能，把裝置測量的數(shù)據(jù)、動作報告等內(nèi)容，經(jīng)過330kv玉門變、330kv瓜州變兩個控制主站上送到嘉峪關(guān)地調(diào)、甘肅省調(diào)的調(diào)度員控制終端顯示。在風(fēng)電場采集的信息主要為風(fēng)電場上網(wǎng)功率，各饋線功率，計算風(fēng)電場總出力，并將這些信息通過玉門、瓜州主站上送至地調(diào)、省調(diào)進行監(jiān)測;同時接收地調(diào)、省調(diào)調(diào)度員終端計算機下發(fā)的當前計劃出力、標桿計劃等信息，根據(jù)當前計劃控制本風(fēng)電場的出力。還可以根據(jù)風(fēng)電場實際風(fēng)資源狀況申請加出力等。
甘肅大型集群風(fēng)電有功智能控制系統(tǒng)的投入運行，實現(xiàn)了電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的實時評估，然后根據(jù)評估結(jié)果確定風(fēng)電最大發(fā)電出力，分配并顯示各風(fēng)電場的發(fā)電計劃，做到了風(fēng)電智能調(diào)度、有功智能控制、風(fēng)火打捆的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)了集群風(fēng)電與電網(wǎng)的互動閉環(huán)控制，既能保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，又保證了風(fēng)電送出的最大、最優(yōu)化。
但在現(xiàn)階段由于河西玉門地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定性要求和送出線路負荷所限，省調(diào)下發(fā)的標桿計劃一般只能達到各風(fēng)電場總出力的30%左右甚至更低。送出線路負荷問題已經(jīng)是制約風(fēng)電送出的突出問題，也是制約風(fēng)電有功智能控制系統(tǒng)發(fā)揮最大作用的突出問題。
(四)動態(tài)無功補償裝置設(shè)備運行情況
早期的風(fēng)電機組不具備維持和調(diào)節(jié)風(fēng)機端電壓水平的能力，在運行時還要從系統(tǒng)吸收無功功率，相應(yīng)地，風(fēng)電場需要裝設(shè)無功補償裝置進行補償。
大唐甘肅公司景泰風(fēng)電場裝設(shè)有兩臺svg動態(tài)無功補償裝置、昌馬330kv變電站裝設(shè)有一臺svg動態(tài)無功補償裝置、玉門風(fēng)電場裝設(shè)有兩組電容器(svc)。這些無功補償裝置在投運時對照設(shè)計說明書和相關(guān)技術(shù)標準，通過了有計劃的性能試驗、動態(tài)調(diào)整跟蹤，在投入運行后隨時對設(shè)備運行狀況和存在的問題與廠家聯(lián)系處理，確保了該裝置運行的安全穩(wěn)定性。
(五)風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)建設(shè)情況
風(fēng)電具有間歇性、隨機性和波動性。風(fēng)電場出力不穩(wěn)，給電網(wǎng)調(diào)度、調(diào)峰、安全等帶來一系列問題。準確的風(fēng)電功率預(yù)測是解決以上問題的有效方法之一。風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵是對于風(fēng)電場氣象信息的預(yù)測。建立風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)對于風(fēng)電場的日常運營有著重要意義，風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)使風(fēng)電場可以向電網(wǎng)公司提供準確的發(fā)電功率預(yù)測曲線,這使得電網(wǎng)調(diào)度可以有效利用風(fēng)電資源,提高風(fēng)電發(fā)電上網(wǎng)小時數(shù)。根據(jù)德國、丹麥等歐洲風(fēng)電發(fā)達國家的經(jīng)驗，如果風(fēng)機檢修全部在小風(fēng)期或者無風(fēng)期完成，風(fēng)電場每年的發(fā)電量將提高2%，以5萬千瓦的風(fēng)場為例，其每年直接經(jīng)濟效益將超過120萬元。由國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》、《風(fēng)電調(diào)度管理規(guī)定》中，都對風(fēng)電場的發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)參數(shù)進行了明確的規(guī)定。
目前，我公司所屬風(fēng)電場與當?shù)貧庀缶纸⒘肆己玫年P(guān)系，依據(jù)氣象局提供的次日和一周內(nèi)的氣象資料，進行發(fā)電功率預(yù)測。
五、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和送出對風(fēng)力發(fā)電的制約
1.嘉酒電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及特點
嘉酒電網(wǎng)位于甘肅電網(wǎng)最西端。主要擔負著嘉峪關(guān)、酒泉兩市及其周邊地區(qū)6縣(市、區(qū))和'三個基地'(即新能源基地、有色冶金新材料基地和特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與加工基地)的供電任務(wù)。電網(wǎng)的主要特點是供電半徑長，重要用戶多，多種能源發(fā)電形式并存，尤其是風(fēng)力發(fā)電蘊藏資源豐富，電網(wǎng)負荷分布不均衡，呈現(xiàn)為西部電網(wǎng)電源集中，東部電網(wǎng)負荷集中。隨著西部大開發(fā)打造甘肅路上小三峽，發(fā)展風(fēng)力清潔能源戰(zhàn)略的實施，近兩年網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電、水電建設(shè)項目發(fā)展迅猛，嘉酒電網(wǎng)已逐步形成為火電、水電、風(fēng)電互補的送電端電網(wǎng)。
嘉酒地區(qū)電網(wǎng)以110kv為主要網(wǎng)架，以330kv嘉峪關(guān)主變電站﹑玉門主變電站﹑瓜州變電站為樞紐，經(jīng)玉-嘉-泉雙回線與甘肅電網(wǎng)聯(lián)結(jié)。
按地域劃分，嘉酒地區(qū)110kv電網(wǎng)可分為東部電網(wǎng)、中部電網(wǎng)、西部電網(wǎng)。
(1)東部電網(wǎng)：以330kv嘉峪關(guān)變電站為樞紐。嘉峪關(guān)變電站、金塔變電站、大莊子變電站、河?xùn)|里變電站、東風(fēng)變電站分別經(jīng)110kv嘉金雙回線、金大雙回線、大河雙回線、河?xùn)|雙回線連接。連接酒鋼電力系統(tǒng)，并向嘉酒電網(wǎng)的負荷中心輸送電力。
(2)中部電網(wǎng)：以330kv玉門變電站為樞紐，通過110kv玉唐線、玉三線、玉聯(lián)線與大唐風(fēng)電場、低窩鋪風(fēng)電場和聯(lián)合變水電連接。嘉酒中部電網(wǎng)通過110kv玉門鎮(zhèn)變-330kv瓜州變-330kv玉門變電磁環(huán)網(wǎng)運行。連接大量的風(fēng)電和水電。
(3)西部電網(wǎng)：以330kv瓜州變?yōu)闃屑~。通過安西變-敦煌變雙回線-肅北變、阿克塞單回線連接肅北水電群及凱騰燃氣電廠。
截止2023年4月底河西地區(qū)總裝機容量達到了420萬千瓦左右，由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，電力輸送存在瓶頸。目前甘肅電網(wǎng)只能吸納30%左右的風(fēng)力發(fā)電量。
2.風(fēng)機大面積脫網(wǎng)對電網(wǎng)的影響
在電網(wǎng)電壓跌落情況下，風(fēng)電機組中的雙饋感應(yīng)發(fā)電機會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子側(cè)過流，同時轉(zhuǎn)子側(cè)電流的迅速增加會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子勵磁變流器直流側(cè)電壓升高，發(fā)電機勵磁變流器的電流以及有功和無功都會產(chǎn)生振蕩。這是因為雙饋感應(yīng)發(fā)電機在電網(wǎng)電壓瞬間跌落的情況下，定子磁鏈不能跟隨定子端電壓突變，從而會產(chǎn)生直流分量，由于積分量的減小，定子磁鏈幾乎不發(fā)生變化，而轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生較大的滑差，這樣便會引起轉(zhuǎn)子繞組的過壓、過流。如果電網(wǎng)出現(xiàn)的是不對稱故障的話，會使轉(zhuǎn)子過壓與過流的現(xiàn)象更加嚴重，因為在定子電壓中含有負序分量，而負序分量可以產(chǎn)生很高的滑差。過流會損壞轉(zhuǎn)子勵磁變流器，而過壓會使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組絕緣擊穿。為了保護發(fā)電機勵磁變流器，采用過壓、過流保護措施勢在必行。 保護動作即風(fēng)機脫網(wǎng)。
當風(fēng)速超過切出風(fēng)速或發(fā)生故障時，風(fēng)力發(fā)電機會從額定出力狀態(tài)自動退出并網(wǎng)狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機組的脫網(wǎng)會產(chǎn)生電網(wǎng)電壓的突降，而機端較多的電容補償由于抬高了脫網(wǎng)前風(fēng)電場的運行電壓，從而引起了更大的電網(wǎng)電壓的下降。絕大多數(shù)風(fēng)電機組不具備低電壓穿越能力，在系統(tǒng)電壓出現(xiàn)瞬間波動時大量風(fēng)機脫網(wǎng)，造成系統(tǒng)異常情況擴大。
2023年一季度以來甘肅省內(nèi)部分風(fēng)電場發(fā)生了由于設(shè)備故障引起風(fēng)機區(qū)域性的大面積脫網(wǎng)事故。其中比較典型的是：
(1)2023年2月24日，330kv橋西升壓站第一風(fēng)電場35b4饋線開關(guān)柜下側(cè)電纜頭發(fā)生c相擊穿，后演化為三相短路故障，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓大幅度跌落，敦煌變330kv母線電壓最低跌至272千伏，造成298臺風(fēng)機因不滿足低電壓穿越能力而脫網(wǎng)，共甩出力約40萬千瓦時，之后由于網(wǎng)內(nèi)svg(svc)裝置沒有正常發(fā)揮動態(tài)無功調(diào)節(jié)功能，造成大量無功功率過剩涌入330千伏電網(wǎng)，同時因風(fēng)電大幅度減小，進而引起系統(tǒng)電壓升高，750千伏敦煌變330千伏母線電壓瞬間達到365千伏，最高達到380千伏，750千伏母線電壓瞬間達到800千伏，最高達到808千伏，最終300臺風(fēng)機因過電壓及其它原因脫網(wǎng)，共甩出力約為42萬千瓦。
(2)2023年3月11日，330千伏昌西變大唐第一風(fēng)電場35e1，35f4饋線分別因電纜頭終端頭a相，c相燒損跳閘，引起系統(tǒng)電壓波動，造成玉門地區(qū)8座風(fēng)電場171臺風(fēng)機因低電壓脫網(wǎng)，共甩出力約23萬千瓦時。
總的來說，對于風(fēng)電運營及維護管理，我們也處在探索階段。風(fēng)力資源和設(shè)備潛能可否更高利用，主要還是起因于風(fēng)力發(fā)電本身的穩(wěn)定性，受制于送出和電網(wǎng)安全?，F(xiàn)階段，對風(fēng)機設(shè)備的維護管理已逐漸走向規(guī)范化，在此基礎(chǔ)上，我們運營維護行業(yè)也將會同研究機構(gòu)、制造廠、投資方，共同優(yōu)化設(shè)計，推進技術(shù)改造等共同關(guān)注的問題。
