风电设备运行预防性维护工程项目绩效评价分析

  风电设备运行预防性维护工程项目绩效评价分析

李忠伟

运达能源科技集团股份有限公司，浙江省杭州市310000

摘要：在过去，风电设备故障维护通常是事后开展，在风电设备运行故障或事故发生后，依靠现场工作人员排查故障，经常发现维修计划与设备运行状态不匹配，这种事后维护的方法无法有效应对风电设备的故障情况。目前，我国部分风电企业采用了风电设备预防性维护方案，在很大程度上解决了过去风电设备维护存在的滞后性弊端。风电设备预防性维护工程项目主要是安装风塔、开发系统软件等，通过实时监控设备运行状态，在风电设备运行中检测故障问题，实现风电设备故障的早期预报。对故障部位、严重程度、系统影响等风机运行情况进行分析判断，从而掌握最佳维护时机。

关键词：风电设备运行；预防性维护；绩效评价

引言

随着全球对可再生能源的需求不断增长，风电设备制造业也面临着许多新的形势和挑战。随着技术的不断发展，风电设备制造业需要不断创新以提高设备性能、降低成本，提高市场竞争力。此外，国际竞争日益激烈，企业需要在全球市场中争取更多份额。风电设备制造业需要关注市场需求的变化，拓展新的应用领域，如海上风电、分布式发电等，加强人才引进和培养，以应对新形势下的市场挑战。由此可见，本文对风电设备监造过程中的质量控制策略进行分析与探讨是非常有必要的。

1风电设备运维模式

1.1 自主运维模式

（1）运检一体。风电设备的自主运维模式中，运检一体是一种相对成熟的运维模式。该模式是将设备的运行状态和检查状态相结合，实现设备运行和检查的同步进行。从技术角度来看，运检一体模式主要依靠传感器技术、监控系统技术和人员技术三个方面来实现。首先，传感器技术在运检一体模式中发挥着重要的作用。通过安装各种传感器来实时监测风机的各个部件的状态，例如，温度、振动、电流等。这些传感器将采集的数据传输到监控系统中进行分析处理，并根据预设的阈值进行异常报警，从而实现对风机运行状态的实时监控。其次，监控系统技术也是运检一体模式的核心。监控系统需要具备对传感器采集的数据进行实时监测和分析的能力，能够进行故障诊断、维修计划、数据存储等功能。同时，监控系统的精度和可靠性是保证运检一体模式成功的关键。最后，人员技术也是运检一体模式的重要组成部分。通过对维护人员进行专业技能的培训和提高，能够更好地利用监控系统提供的信息进行设备运维工作。维护人员需要对传感器数据进行分析，对监控系统的诊断结果进行判断和确认，并对设备进行必要的维护和修复工作。

（2）运检分设。在风电设备的自主运维模式中，运检分设模式是一种常见的运维模式，其核心是将设备的运行状态和检查状态分离，由不同的团队进行运行和检查，以实现对设备的全面监测和管理。具体来说，运行团队需要熟练掌握风电设备的运行原理和相关技术，对设备进行操作和控制，保证设备在正常的工作范围内运行。检修团队需要掌握风电设备的维护和修复技术，并熟练运用各种检测和测试工具，例如，红外热像仪、超声波探伤仪、震动分析仪等，对设备进行全面的检查和测试。对于检修团队来说，对于设备的维护和修复能力的提高，能够极大地提高设备的可靠性和安全性。在运检分设模式中，设备的运行和检查是相互独立的，但是两个团队之间需要进行信息交流，以便及时发现设备存在的问题和解决措施。运行团队需要及时反馈设备的运行状况和异常情况给检修团队，以便检修团队及时调度人员和物资进行维护。

1.2委托运维模式

委托运维模式是一种常用的风电设备运维模式，它是指风电场设备的所有权归属于风电场所有者，但运维服务由第三方专业机构提供。该模式主要通过合同约定来规范运维服务的内容、范围、质量、时间、费用等方面的要求。在委托运维模式中，设备的维护、保养和修理等工作由专业的维护服务机构负责。由于风电场的设备通常位于海上，需要投入大量人力、物力来维护和保养，相比自主运维而言，专业的维护服务机构通常有自己的专业团队，可以通过集中优势资源，对设备进行全面的维护和管理，同时也能够快速响应和解决设备故障，提高维护效率，降低成本，提高设备的可靠性和可用性。该模式的工作机制通常是：首先，风电场所有者和运维服务机构签订合同，约定服务范围和标准，以及运维费用等相关事宜。然后，运维服务机构根据合同约定，对设备进行维护保养和故障修理等工作，以确保设备始终处于最佳工作状态。通常委托运维的内容包括设备巡检和维护保养、设备故障的诊断和修复、备件库存的管理和补充、实时监测和数据分析等方面。因此，维护服务机构需要具备一定的技术实力和经验，能够对设备进行全面的维护管理，并能够快速响应和解决设备故障，以确保设备的正常运行。

2风电设备运行预防性维护工程项目绩效评价分析

2.1设备状态监测系统

该系统主要包含了服务器、交换机、防火墙、信息备份系统、显示器、同步器以及测风塔。服务器负责系统运行以及信息存储，客户端借助网络访问服务器。通过风电设备数据采集与监控系统可以快速掌握风电设备的运行状态，区域中心大屏幕可以实时显示数据信息并对其进行控制。系统可以通过图表形式呈现风电设备信息，包括风场名称、风机型号、风机数量、参考风速、额定功率、输出功率、风机故障情况、故障风机数量、设备状态等。其主要显示功能有：

（１）单个风电场信息查询

包括风电场名称、测风塔检测的风速与方向、设备运行功能、运行机组与停运机组数量、容量系数、变电站容量。风电场设置报警指示灯，可以根据测风塔采集的温湿度、压力、风向、电压、频率等信息变化情况报警。

（２）查询风电场运行情况

可以显示风机运行数量、停机数量、通讯中断风机数量以及一个月内事件。

（３）列表显示

采用列表的形式呈现风电设备运行数据信息，包括风机容量、风机状态、机舱风速等。

（４）地图显示

采用地图显示形式呈现风机大概位置，实时更新风机运行功率、风速等数据信息，并以风险程度由高到低（红、黄、蓝）三种颜色表明风机运行状态。

（５）风机运行查询

可以详细呈现风机运行数据信息，结合风机机舱内部图所对应的数据传感器呈现数据，包括设备名称、风机型号、运行状态等。

（６）实时监控数据

操作中用户可以在响应的风机信息页面查看设备运行情况。

（７）实时绘图

系统根据采集的数据信息实时绘制可视图。

（８）风机控制

可以远程对风机下达控制命令，如启闭机、复位等。

2.2生产运行分析系统

结合风电场运行指标和工程管理指标，掌握信息变化态势，找出实时采集数据与设定阈值之间的差异。生产运行分析系统功能有：

（１）统计分析发电量

可以从单台风机或单个风电场来分析发电量，也可以根据时间来分析风机的发电量，除了分析发电量还可以分析电路损耗、容量系数、用电趋势等。

（２）统计分析风速

采集发电量以及风速信息，分析二者之间的对应关系，找出风电场风速变化周期规律，从而更好地安排风电场资源。

（３）生成风机功率曲线

对风机功率曲线进行分析，主要包括同时间段不同风机、不同时间段同一风机及不同风机与标准功率的关系，同时可以根据气象数据信息修正风机功率曲线。

（４）风机停机时间

根据不同时间段或不同风速段，对风机停机时间、类型进行统计，分析在不同时间、不同风况下的风机运行稳定性。可以根据系统提供的数据信息，查询在风速较大的情况下哪些风机频繁停机。

（５）分析统计可利用率

统计风电设备故障时长、正常运行时长、检修时间、通信中段时间等。结合统计的时间参数即可计算风机可利用率。

（６）故障分析。

不同风速段停机故障时间、故障次数和故障原因可以用于查询风电设备的隐含信息。根据某一个时间段分析风机故障损失电量情况，找出影响发电的因素。

（７）风机故障信息统计

风机故障统计主要包括风机故障频率、故障类型、故障时间等，统计单台风机历史故障以及同一类型故障发生时的参数。

（８）风机运行故障参数诊断

统计在指定条件下风机故障运行１０ｍｉｎ内的数据变化情况，以便了解风机运行故障参数。

2.3做好风电设备建造运营中的生态环境保护

风能作为一种可持续的新能源，受到了全球的关注和应用。然而，风电设备的建造和运营仍然会对生态环境造成一定的损害。因此，在把控质量的同时，也要把好环保大关。在风电设备的选址上应该考虑对生态环境的影响，在保证有良好能效转换的同时，尽可能选择远离居住区且没有野生动物和植物栖息地的地区，以减少对生态环境的影响。并且风电设备的建造需要大量地占用土地面积，为了减少对土地的破坏，应尽可能采取依山而建、依海而建的方式，同时应对土地与海洋进行合理利用和规划，在保护土地的生态环境时，也要保护近海渔船活动的安全性。对风电设备的建造和运营中产生的废弃物，如废弃的叶片、塔筒、润滑油等，应该进行分类处理和回收利用，避免对生态环境造成污染。风电设备运营期间应该进行环境监测，及时发现对生态环境的影响，采取相应的补救措施和相应的生态预防，保障周边生态环境的健康和安全。在风电设备的建造和运营过程中，生态环境保护是一个必须严格遵守的原则。只有采取科学合理的生态环境保护措施，才能兼顾经济效益和生态环境保护的双重目标。这不仅有助于企业履行社会责任，还有助于推动整个行业的可持续发展。

2.3绩效评价方法选取

绩效评价方法有很多，包括简单加权和法、层次分析法、数据包络分析法、ＢＰ神经网络法、模糊评价法。在评价方法选取中，模糊评价法可以同时用于主观指标评价和客观指标评价，由于其具有模糊性特点，因此数据选取范围大、应用性广，特别是在评价主观指标时，可以确保评价指标的科学性。考虑到风电设备预防性维护工程是一个多目标的决策，采用模糊评价法可以对预防性维护工程多个数据维度展开综合模糊评价，从而得出相对科学客观的结论。

结语

综上所述，良好的质量控制有助于风电设备在市场上树立良好的品牌形象，吸引更多的客户。这将有助于企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，提升企业的市场份额。高质量的风电设备可以降低故障率，减少能源自耗，提高效能转化。同时，严格的质量控制可以减少登高作业，提高员工的工作安全，降低事故发生的风险，体现企业的社会责任。总之，在风电设备生产建造过程中实施严格的质量控制具有重要意义，可以确保设备维护时的安全性和设备效能转换时的稳定性，以此降低项目后期的运维费用，更好地提高项目的投资回报率。

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