风电机组“状态检修”工作的探索

【摘要】随着玫瑰营风光电站出质保风电机数量的不断增多，大批量风电机组进入5-10年缺陷高发期，出质保风电场机组故障频发，可利用率呈下降趋势，风电机日常缺陷不能及时消除，造成风机停机时间长，故障问题呈批量化、扩大化蔓延趋势，严重影响风电机组可利用率和公司发电量任务的完成。根据现场具体情况，我们决定突破常规运维检修格局，采用“自主运维、状态检修”模式，在半年检修项目不减少的情况下，将检修项目模块化，安排在风机日常故障消缺中、巡检中及SCADA数据分析后的计划性检修中，分段完成风机的预防性检修工作，具有主动性、前瞻性及轻量化的特点。【关键词】风机故障多模块划分检修方式优化一、前言由华电蒙西区域新能源产业原有四个管理主体整合而成，负责蒙西区域投运新能源项目的安全生产、经营管理及内蒙公司投资项目的开发建设工作。目前公司所辖蒙西区域新能源风、光项目总装机容量为226.88万千瓦，其中风电装机191.88万千瓦，光伏装机35万千瓦。随着风力发电机组运行时间的推移，截至2017年3月底，陆续出质保的风电机组数量达到356台之多，占公司风机总台数1287台的27.7%，现场运行维护工作量激增，而且风电场地处偏僻，定员少，技术力量薄弱，常规性检修和外委检修模式均已不能满足复杂的安全生产形势要求。为此，内蒙古华电新能源分公司主动出击，创新管理，大胆突破常规运维检修格局，积极探索“自主运维、状态检修”模式，率先在所辖玫瑰营风光电站158台歌美飒风电机组中，开展“状态检修”试点工作，同时与智能化平台深度接轨，利用在线监测故障诊断平台，认真优化机组检修方案，统筹管理，将维护检修工作“化整为零”，拆分成不同的模块，将风电机组半年检修调整为状态巡检检修工作，取得了良好的效果。二、实施背景随着玫瑰营风光电站出质保风电机数量的不断增多，大批量风电机组进入5-10年缺陷高发期，出质保风电场机组故障频发，可利用率呈下降趋势，风电机日常缺陷不能及时消除，造成风机停机时间长，故障问题呈批量化、扩大化蔓延趋势，严重影响风电机组可利用率和公司发电量任务的完成。而风电场地处偏僻，定员少，技术力量薄弱，现场人员的配置情况无法满足复杂的检修工作，仅委托外委单位人员开展定期检修工作，不但造成运维成本显著增加，而且大部件损坏风险不能得到有效可控在控。面对蒙西地区激烈的新能源后市场竞争，如何降低风电运维成本，提升公司经济效益也成为制约公司高质量发展的核心问题。三、具体做法（一）多模块划分将定期性地、长时性的维护工作，精简、拆分，以利于在风小时、弃风限电时，快速将工作内容完成，减少风电机组计划性停机事件，从而减小电量损失。并与智能化平台深度接轨，利用在线监测故障诊断平台，采用化整为零的方式，将检修项目拆分成不同的模块，在不同的周期执行不同的检修。1.划分为四个检修模块：数据分析模块（Da）--主要是通过SCADA数据分析平台，评估风机的健康状态，指导巡检和检修工作的计划安排，该模块每周给出一个汇总报告。故障处理巡检模块（M0）---故障处理时，需要额外检查的风机状态项目，包括设备外观、电气接线、渗漏油、油管变型、电缆绝缘老化等项目。巡检模块（M1）--风机日常巡检时，主要完成的检修项目（不包括润滑）。巡检模块（M2）---风机日常巡检时，主要完成的检修项目（包括润滑）。2.工作计划实施情况：（二）检修方式优化策略通过对风机在线运行数据的分析和维护内容的分类分析，结合风场的风资源规律，以及风机的实际出力，在不同的周期执行不同的检修，以适应风机的发电输出特点，同时使得每个模块的工作量限制在合理的、可控的时间内，以利于维修员工的工作安排，总体方案的开展遵循“主动适时”的策略。1.时间优化：模块体量大小遵守3小时原则（巡检工作设计成6小时内完成）：主动性的检修工作要能够在3小时内完成；2.人员优化：工作人员除了中型维修之外，原则上是2人一组，以使队伍精简；3.项目优化：所有在巡检中已经完成的工作，尽量不在其他模块中重复检修；（1）所有影响安全的项目都要列入消缺巡查项（M0），格式见附件1；（2）所有影响风机性能输出的都要列入例行巡检项（M1），格式见附件2；（3）所有的定期润滑工作和清洁，都放在巡检中完成（M2），格式见附件3；（4）在故障处理的时候，首先要完成对风机安全部分的检查工作；（5）所有碳刷的更换在巡检中完成；（6）对于巡检部分还要按照季节进行微调，比如冬季之前的巡检，夏季之前的巡检，以使巡检更具有针对性。（三）对状态检修进行指标评价1.常规考核指标（1）可利用率：年平均可利用率不低于97%。（2）平均故障消缺时间：年平均故障消缺时间低于28000h(一期风电机按照维护时间1160h计算（20h/年/台），98%可利用率停机小时数为10138h。2.辅助指标-SCADA故障数据分析SCADA数据采集正常，无数据丢失和记录错误等问题，根据风机实际情况，确定辅助考核指标值，并制定逐年提升计划，每年年终确定下一年的辅助考核指标，包括：平均故障频次MFT、平均故障复发率MFTR、平均无故障运行时间MTBF等。3.运行数据分析（1）主要包含如下方面：部件温度值预警：齿轮箱油温、轴承温度、发电机绕组温度、前后轴承温度、控制柜温度。根据分析结果提出温度预警，指导运维现场对问题风机进行详查，确保大部件运行状态在可用范围内，在一定程度上延长部件使用寿命。（2）功率曲线复核以月度为单位，复核功率曲线的准确性，将严重影响风机的发电水平，符合功率曲线，找出影响功率曲线的主要因素，使问题风机恢复到标准运行状态，提升风场风机发电量。四、实施效果（一）发电量提升通过在2017年4月至2017年12月对玫瑰营风光电站158台风电机开展“状态检修”，公司的发电量较以前有了明显的提升。对比2016年-2017年的年度发电量（见下表）可以看出，实施效果明显。（二）可利用率提升根据现场统计结果，2016年9月风电机组出质保后，至2017年3月份，风电机组故障率频发，2017年1月份歌美飒G90-2000型风电机组故障最高可达160台次/月，风电机组可利用率降低至89.48%，而随着开展状态检修工作，2018年3月风电机组全月故障为88台次/月，可利用率升高至98.8%。风电机组运行良好，健康水平得到了明显改善。（三）大大节约了维护成本通过状态检修减少了检修人力成本的投入，同时极大提高风电机组检修效率和作业安全系数，减少检修工人劳动强度，降低维修维护成本。根据玫瑰营风光电场半年检修外委单台人工费平均招标价格约为0.4万元，通过自主运维、状态检修，仅158台风电机组检修即可直接节约60余万元。（四）实现大部件可控预控现场采取大部件运行温升分析的方式，结合风电机组实际运行工况，在检修过程中发现58台G52-850型风电机发电机后轴承甩油缺陷，通过数据分析，出具检修方案彻底解决了发电机后轴承甩油缺陷；同时通过分析齿轮箱油温升曲线，累计发现了27台G90-2000型风电机齿轮箱散热电机缺陷，避免了因齿轮箱散热问题导致的风电机限功率运行的情况，保证了发电机运行的稳定性。（五）培养和锻炼了检修队伍，为公司储备了技术力量随着现场检修人员自行开展状态检修工作，人员能力得到锻炼