风电场运行管理及检修维护的研究

2-题目:风电场运行管理及检修维护的研究摘要我国近年来加大了对风能水能太阳能等清洁型能源的开发力度，并将其应用与发电行业。以其中的风电场为例，目前我国的风电场装机容量在快速增长，也增加了风电场的运行管理工作量和难度。文章针对目前我国风电场的发展现状和未来发展方向，根据目前风电场的运行管理现状以及常用的几种建设和运营管理模式，分析运行管理中及检修维护中存在的主要问题和困难。同时针对不同的风电场运行与检修维护管理模式存在的问题及解决措施对策进行研究。

关键词：风电场；运行现状；风电场运行意见建议目录TOC\o"1-3"\h\u24076摘要 I203091.中国电力发展现状及趋势分析 .中国电力发展现状及趋势分析电力行业是关系着国计民生的基础性支柱产业，与国民经济发展有着密不可分的关系。当前我国经济高质量向着一个好的方向发展，工业的进度化也在向前发展，而对电力的需求是一日一日渐长的。据前瞻产业研究院发布的《中国电力行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2016年全国全社会用电量已达59198亿千瓦时，同比增长5%[1]。到了2017年全社会用电量达到63077亿千瓦时，同比增长6.6%[7]。截止至2018年底，全社会用电量达到了68449亿千瓦时，同比增长8.5%，比上年提高1.9个百分点。2019年全国发电量为10981.9亿千瓦时，同比增长2.9%。估计未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为6.08%，且至2023年国家全社会用电量将到达91308亿千瓦时。1.1中国电力行业发展不利因素分析1.1.1电力改革与市场化建设进入深水区近年来，我国电力行业改革快速、效果显著，下一步我国的电力行业改革工作将慢慢进入克难攻坚、啃硬骨头的深水区。主要表现在以下几个方面:电力改革各类政策多且各地方政策不相统一。从而致使各类试点在落实的具体过程中，不管是中央的各部门之间，还是中央与地方之间、政府与市场主体之间及电力企业与社会之间协调都存在很多问题。不规范与不相互统一的规则，导致市场的准入标准在各个地方都不相同。在全国各省区之间的交易存在无法跨越的障碍。在全国各地区电力改革的各项规则不统一，对清洁能源跨省区交易与消纳规模都有很大的制约，从而让市场对资源配置的优势难以体现，不统一的规则主要有：市场交易体系不健全、品种不完善、信息不对称等。电价体系还有待进一步的建立健全。法规不清晰，缺乏支撑增量配电试点的政策规范和发展规划，对在配电存量与增量的区域划分与建设方面的发展显得较为困难，主要体现在：投资效益不确定，安全运营风险加大等两方面。1.1.2电力系统安全稳定运行面临严峻考验当前，我国电力行业正处于一个高质量快速发展，进一步转型升级的关键时期，主要体现着以下几个方面：一是大电网向纵深发展，在全国范围内不断延伸；二是电力行业在系统升级、电压扩容、设备等级更新上发展快速；三是大容量高参数发电机组持续增多；四是新能源发电大规模集中并网情况变多。发展及面临着风险与挑战，电力行业的快速发展在有喜人成绩的同时，也带来了许多风险，给电力系统安全稳定运行带来了新的考验，主要表现在以下几点：一是电力系统形态及运行特性日渐复杂多变；二是信息技术等新技术应用伴随来的非传统隐患增多等。1.1.3环保趋严，成本提升《中华人民共和国环境保护税法》于2018年1月1日实施，地方环保税应征税额可提高到国家标准的1-10倍，将增加企业成本。多个省份推出了严于国家要求的大气污染物排放标准，部分地区增加烟羽治理、煤场全封闭等新要求[3]，增加了企业环保改造负担。这对传统型电力行业的发展有较大的影响，很大程度上制约了如火力发电行业等这些国家实施排污许可证的首批行业的发展，对他们在环保管理方面提出了更严格的要求和标准。与此同时，为促进我国绿色低碳和更高质量发展，于2017年12月全国碳排放权交易体系正式启动，健全了绿色低碳循环发展的经济体系，构建了市场导向的绿色技术创新体系，这对火电厂等传统型电力行业在温室气体的排放量方面提出了更高的标准要求。在可持续发展，绿色经济发展的大前提下，火电企业生产经营的成本不断提高，且发展收到多方面制约的情况下，部分企业开始思考转型升级及新能源开发。1.2中国电力行业发展有利因素分析1.2.1电力体制改革持续深化1.2.1.1建立电网企业的成本价格监管制度框架，是国家在进一步深化电力体制改革并推动价格机制改革像纵深发展方面做出的重大决策部署，全面加快了电力体制改革总体进程，标志着电力体制改革在“管住中间”这一环节迈出了坚实的一步。1.2.1.2建立有效的竞争性市场结构和市场体系，放开发用电计划，是电力行业管理模式由“计划”向“市场”变换的重要一步，也是新一轮电力体制改革的主要组成部分。1.2.1.3推进供给侧结构性改革，进一步防范化解煤电产能过剩风险，不仅加快了煤电企业重组整合步伐，更彰显了党中央、国务院对能源行业科学发展的深入思考和谋划。1.2.1.4建立健全输配电价格体系，全方位推动跨省跨区输电价格改革，在更大的范围内提高清洁能源、可再生能源在内的电力资源的自由流通。最后，需求侧管理是供给侧结构性改革的重要组成部分，是推进“监管与服务”改革的有效途径，是促进可再生能源消费的重要手段。1.2.2开拓海外市场近些年来，在技术提升和运营管理上中国电力企业都有着长足的发展，主要体现在以下几个方面：一是特高压技术和超临界已经达到世界先进行列；二是电力行业企业从规划到建设以及运营维护管理水平上，都有较大提升，这都标志着中国电力工业高速发展。但在经济大环境及相关火电政策的影响下，我国电力发电装机容量逐年下降，导致电力企业逐步开拓海外市场。据不完全统计，近几年来我国对外投资主要在九个国家，一共有40个项目。对东南亚来讲，首要投资领域是煤电和水电，南亚国度主要是风电和煤电。对于工程承包来说，近4年来共投资有295个项目，分布于40余个国家，涵盖了“一带一路”大部分国家，在东南亚地区还是以传统煤电水电为主。至2017年末，我国国内首要电力企业在外境投资水电、火电、新能源输配电等方面，累计境外实际投资746亿美元。实际实现境外投资193亿美元，比2016年增加1.48倍。1.2.3新能源占比不断提升随着经济社会的发展，特别是2017年政府工作报告中写下了“蓝天保卫战”，进一步表明“十三五”及以后，可再生能源被赋予了节能减排、控制温室气体排放、防治大气污染的新任务。可再生能源发展将迈上更高的台阶，在我国能源体系中的比重将得到进一步提高。据中国电网统计，2017年，我国新能源发电占比53.7%，首次超过50%，电力结构不断优化。全国非化石能源发电装机容量占全国总装机容量的38.8%，比上年提高2.2个百分点。东中部地区新能源发电装机容量占全国新能源发电装机容量的76.0%，比上年提高18.1个百分点，新能源发电布局继续向东中部地区转移[11]。同时，随着《可再生能源法》的公布，我国将风能利用放在了突出位置。2.风力发电发展背景及现状分析随着我国现行突飞猛进的经济发展速度，社会越来越关注绿色发展和可持续发展的问题。我国正处于从高速发展转型为可持续发展的阶段，因此寻找绿色环保的发展方式正成为我国发展的主旋律。然而对于发展来说，能源是不可或缺的，如何让能源使用更高效、环保也是重要的发展课题之一。因此，风能、光能、水能等可再生能源的研究开始得到重视和加强。风能是目前最有前途的新能源之一，它有着取之不尽、用之不竭，同时由非常清洁无污染的可再生能源。国际权威组织于2002年提出了“风力发电2012”报告，表明，到2020年，全球风力发电量将占到全球电力需求总量的12%。同时，我国“十一五”发展纲要也指出，我国风力发电量将占世界风力发电总量的14%[2]。并且与火电、水力等其他能源发电相比，具备单机容量小、分散建设等特点优势的风力发电更符合当前发展的要求。如今，随着国家能源需求和环保要求的不断提高，风力发电的经济性、实用性等优势也正在逐步凸显。2.1国外风力发电发展现状2012年，风电装机容量最大的10个国家占世界风电装机容量的87%[8]。与2007年相比，美国保持第一，中国从第三位超越西班牙上升到第二位，印度从第五位超越德国和西班牙上升到第三位，前三位国家总装机容量占全球的60%[8]。据世界风能协会统计，2012年全球风电装机容量增加约2726万千瓦，增长率约为29%[4]。累计达到1.21亿千瓦，增长42%，突破1亿千瓦大关[4]。风力发电总量为2600亿千瓦时，占世界总发电量的1.5%，2000年为0.25%[4]。虽然风力发电还存在如电网适应性、风能资源、海上风电发展等诸多问题和发展上的困难，但是与常规的能源进行比较，在经济、环保、绿色可发展上还是有着很大的优势，因此各个国家对风力发电的前进发展是非常看好且相当重视的。2.2我国风力发电的现状中国的风力发电始于20世纪50年代末，吉林、辽宁、新疆等省相继建立了单机容量小于10千瓦的小型风电场，但此后一直处于停滞状态[9]。而我国风电场建设正式进入探索和示范阶段，是在中国第一座并网风电场建成后，虽然规模和单机容量较小，但也起到了转折起点作用。在这之后，中国风力发电快速发展，仅仅用4年时间就开启了中国风力发电大规模发展的推广阶段，建成了总装机容量4.215mw，最大单机容量200千瓦的4座并网风电场。1996年以后，风力发电进入了扩大建设规模的阶段，风电场规模大、装机容量大，单台最大单机容量1500千瓦[5]。根据相关协会的最新更新数据统计，除台湾省外，中国新增风电机组容量增长率为145.8%，累计增长率为126.6%，此后中国风力发电开始了阶级跃进式的发展。因此，风能作为可再生的清洁能源，随着绿色发展及经济节约型社会的不断发展，风力发电也越来越受到人们关注，并具有广阔的研究前景。2.3我国风电场运行管理模式较为单一风电场管理主要有两种模式，主要包括建设管理和运营管理，建设和运营管理由负责投资建设的风电公司和负责风电生产管理的运营公司负责。也就是在风电场的建设过程中，是由风电公司负责项目建设以及管理，而在项目建成之后则交由风电运营公司来进行运行与检修维护管理，通过上述建设和运营分离的管理体制来推动此类项目建设的发展，同时也积极推动着风电场的运营管理的专业化和市场化发展。针对风电运营公司来说，目前主要采取以下两种方式来开展风电场的运营、检修、维护与管理工作。一是运行检修分离的管理模式。此种管理模式从实质上属于区域管理的模式，主要是通过运行三班轮值与检修分组作业轮流值班的方式来保证风电场设备的稳定运行。通过此种管理模式，不仅可以集中管理风电场中的人力资源并且可以实现对人力资源的灵活调配，逐渐提高风电场运营管理工作的规范化，同时也可以加速人员的调动以及备件的流通，实现风电场运营管理人员和备件管理成本的降低，并且实现风电场服务向更加专业化、标准化以及规范化方向发展。二是运行维护一体化的管理模式。这种管理模式是将风电场的运维部门整合为一个整体，通过组织架构一体化的方式来进行风电场设备的运维，这也使得生产部门的职能更加完备，形成了一个相对封闭的部门。本部门有不同的分工和分工，但对于不同的岗位，通常需要进行全面的岗位技能培训，以保证每个部门员工都能掌握不同岗位的操作维护岗位技能。通过这种功能集成的管理方法，上述两种工作可以同时进行。3.风电场运行管理及检修维护意见建议我国风电场经营管理现状20世纪80、90年代风电发展呈缓慢发展趋势。在风电场快速发展的现在，曾经由小电厂形成的“运维一体化、一岗多责、一专多能”的管理模式，已经开始与现行的风电场实际工作不相适应。其中，由于我国风电规模化运行时间短，没有专门的风电场管理模式和体系、风电场管理运行体系过于简单、风电场缺乏经验丰富的运维技术人员、安全生产标准和规范制度不完善、机组优化运行能力较弱、发电效率不高等问题都不断暴露出来。因此，由于风电场的告诉发展和客观的效益，我国风电场经营管理现状已经引起了投资者、政府投资主管部门、电网企业等各方的关注，风电场运行规程、检修规程、并网发电等规范性文件和标准正在制定或发布，风电场管理逐步走向标准化[6]。根据上述现状及问题分析，我对我国目前风电场的运行管理和维护有以下几点意见建议：3.1加强制度支持在风电场日常运行检修管理中，需要建立健全日常巡检制度，定期、不定期的对风电场运行安全进行排查，从而及时发现隐患问题及时解决。尤其是针对那些发生故障的高频部位，要定期每隔半个月或者一个月检查一次。一是指定专人负责，确保运维记录到位。在风电场组织规模较大的检修工作中，要委派专人对风电场进行运维，并实时记录运维信息。二是建立健全相关法律法规，确保制度管理畅通。在管理层面上，我国也先后制定了相关法律来推动风电场检修管理。三是加强实地调研考察，确保制度规章符合实际情况。要根据实际情况，实地去到风电场企业制定相关的制度规程，不断完善、健全检修管理制度。只有这样，以管理定期化、常态化为目标，不断完善日常管理制度，才能确保风电场检修管理工作正常展开，确保风机可以安全运行。3.2做好风力发电机缺点的维护建立健全完善的风电场风机检修规程，并从技术资料的管理，检修工具、机具、仪器的管理，备品备件的管理，设备检修的费用管理制度，技术监督制度完善等几大方面入手，全面完善各项规章制度并严格执行，才能做好锋利发电机缺点的维护。重点是抓住运行检修的关键点，在运行的同时，一是要对设备开展系统的维护，而维护工作需要找专业人员进行。二是要把技术熟练的人员放在主要工作岗位上。三是维修人员必须做好设备的检查和保养，认真检查发电机的缺陷。四是要总结和规范检修工作，维修人员应迅速有效地解决问题，保证设备正常运行，以免造成损失。只有抓住关键，破解矛盾，才能快速高效运行，才能防范于未然，将问题隐患扼杀在摇篮之中，确保风电场安全搞笑运行。3.3统一规范功能、接口和通信标准智能变电站的信息采集与表达遵循IEC61850标准，实现了信息的标准化[10]。智能变电站采用一地采集、全站共享的信息共享机制，为各种应用提供模型和统一的通信标准，形成垂直贯通、水平互通的变电站[10]。全景数据平台为各种应用提供了统一的接口，实现了信息的交换和共享，体现了信息的完整性，实现了信息的标准化和信息的唯一性[10]。3.4对企业工作人员的专业技能进行提升提高企业员工的专业技能，使维修工作更加轻松。因此，风电厂建设投资等相关企业、部门要对员工开展学习培训和进行技术提升，帮助员工提升工作水平和综合能力，从而达到提升风场整体水平的效果，不断创造效益提升效率。这样，运行维护工作就更加顺利，生产速度也会提高。在培训过程中，企业要对每一位员工进行培训考核，然后根据员工的实际情况，确保这种培训方法富有成效。同时，我们可以对一些国外的运维技术进行总结学习，以此来提高企业员工的专业技能。3.5风机缺陷维护风机缺陷维护是风电场运行管理中的重要一环，是生产部的主要工作之一，只有做好缺陷维护工作，才能保证产能与效率。因此重点要抓好以下几方面的工作：一是要制定运行机制，对风机开展定期、不定期的全面安全检查，进一步为风电场安全运行提供良好条件。二是在日常检修管理当中，要掌握工作重点，找到设备运行当中存在着的普遍性缺陷、隐患，重点检查这些环节。三是风机缺陷往往都是联动损坏造成的，可能会出现经常性损坏。因此，有针对性地对风电机组缺陷进行维护，可以有效地减轻维护管理的工作量，使风电场维护管理更加规范，不断提高风电场维护管理的可靠性。四是要搞好技术资料的管理，应收集和整理好原始资料，建立技术资料档案库及设备台帐，实行分级管理，明确各级职责。五是加强对检修工具、机具、仪器的管理，正确使用，加强保养和定期检验，并根据现场检修实际情况进行研制或改进。六是检修人员应熟悉系统和设备的构造、性能；要熟悉设备的装配工艺、工序和质量标准；要熟悉安全施工规程、能看懂图纸并绘制简单零部件图。同时在维护检修时，还要注意一下几个方面。一是要避开大风天气，雷雨天气严禁检修风电机。二是在维护检修中应使用生产厂家提供的或指定的配件及主要损耗材料，若使用代用品，应有足够的依据或经生产厂家许可。三是每次维护检修后要做好每台风电机的维护检修记录，并存档，对维护检修中发现的设备缺陷，故障隐患应详细记录。3.6网络层建设风电场远程集中控制中心计算机监控系统，分为生产信息查询层、控制层、非控制层和访问层，采用开放式分层分布式体系结构。集控中心监控系统主要由生产控制网（安全区一）、生产非控制网（安全二区）、管理信息区（安全区三）、接入网（安全区四）等四个局域网组成。因此，集控中心可实时采集四个不同安全区域的数据，通过统一的网络通信程序和运行控制模式，由集控中心主控层实现对各风电场的实时监控功能。有着以下几方面的功能特点：一是集控中心可与各风电场的通信分站进行通信，系统通过专用线网与所辖风电场相连，有着实现对所连接站的可靠、合理、完善的监视、测量和控制的特点。二是集控中心可实时采集各变电站的装置信息、风机监控、能源管理平台包括模拟量、状态量、电能、继电保护、自动几方面的相关数据。三是集控中心可接收处理风电场各变电所风电场升压站、电能计量、风机、功率预测、AGC/AVC等子系统的数据，通过风电场智能通信网络采集。四是风电场专用通信网关设备可直接接入风电场现有远动系统、风机监控系统等子系统。下层支持接入风电场常用通信协议，上层支持转发到上级集控心。结束语近年来，经济、科学技术不断发展前进，我国对新能源开发方面的项目越来越注重。特别是最近几年，一大批风电场投入市场并运行使用，各种管理上存在的问题都相继暴露出来，然而怎样更好的完善运行模式处理好问题，不断提高工作效率为单位创造更高的利润，都是当前工作需要认真分析和对待的问题。这就对企业进行生产工作提出了更高的要求，要不断的对现行运行管理进行总结思考，对出现的问题进行研究，不断更新技术手段和管理方法。这样才能保证风电场的正常运行，规范、安全、高效的做好经营生产，才能不断提高工作效率，保障企业的生产效益和发电效益，让发企业得到更好、更长远的发展。我相信在广大电力工作者的共同努力和奋斗下，我国的风电场运行管理和检修维护工作一定大有可为，更加规范。致谢感谢在毕业论文写作过程给予我帮