1 引言

风电作为现阶段发展最快的可再生能源之一, 在全球电力生产结构中的占比正在逐年上升, 拥有广阔的发展前景。2015年全球可再生能源发电新增装机容量首次超过常规能源发电的新增装机容量, 标志全球电力系统的建设正在发生结构性转变。自2003年国内开始风电商业化发展以来, 到2008年行业快速发展, 再到现今风电市场的稳步发展, 存量资产的维护逐渐占据主导, 这就使得高质高效服务对企业长期的发展至关重要。

2 行业高速发展遇到的问题

伴随着行业的高速发展必然会出现诸多问题, 如人才资源短缺、设备管理不规范、设备维护不到位等。通过数据统计分析, 造成设备缺陷的原因主要有三种情况:一是设备本身设计缺陷即设备固有缺陷;二是因维护不当造成的后天缺陷;三是设备正常运行带来的日常损耗缺陷。

设备固有缺陷需设备厂家和专业单位对设备进行技术改造来解决, 而后两种缺陷则均与设备维护和设备管理密切相关。风电企业由于人员结构和技能水平的限制, 目前只能从变革维护管理模式和优化维护保养方法来进行潜力挖掘。为充分保证设备可靠性, 按照“设备靠养不靠修”的理念, 就需要做好维护管理和维护模式的选择, 因此我们通过总结风电场当前存在的问题提出更为先进的维护理念。

3 风电行业运检模式的选择

目前风电场与传统火电厂相比, 具有机组容量小、设备台数多、地域分散广的特点, 其机组的定期维护主要采用运检合一或运检独立两种维护模式, 这两种模式均具有劳动强度高、维护时间集中的特点, 对维护人员身体和心理素质均是一种考验。且据不完全统计, 绝大部分风电场均存在缺员或技能水平不足的现象, 综上因素考虑并结合风电的行业特点, 同时满足SMART原则, 即目标具体明确 (Specific) 、衡量数量指标 (Measurable) 、可行性 (Attainable) 、目标相关性 (Relevant) 、特定工时性 (Time-bound) 等提出了基于工时制下的专项维护——“DIS”维护。

4“DIS”维护-基于工时制下的专项维护

4.1 方案的调研

传统的维护模式为集中性定期维护, 即结合风电机组结构特点, 制定相关的润滑、紧固、测试等维护项目, 以半年、一年为周期进行定时维护来保证设备的稳定运行。但是传统维护模式存在工作量大、所需人力较多、工时较长等问题。

以一次整年定检维护为例, 一次整年定检维护项目近300项, 一次维护需携带的工具种类达50余种, 且一次维护需要3～4人持续15小时左右, 按照每日工作8小时计算, 一台风机整年的定检维护则需2天才能保质保量完成。按49.5MW容量风电场运维人员配置为12人计算, 两班每十天轮值, 日常工作人数则为5～6人, 其中还有夜班、日常监盘等任务, 完成整年定检困难较大。如果将日常巡检、故障消缺等时间都计算在内, 从工时、任务量、人力需求等各方面都存在较大压力。但是如果将维护项目结合每两月的日常巡检合理、规律进行分类, 既可有效控制工作量、降低人力需求, 同时也提高了工作质量。

4.2 维护项目分类原则

“DIS”维护主要是从五个方面进行维护项目的分类:定检项目。根据全年维护、巡视等项目的具体条目, 按照同类合并的原则, 进行项目合理分类;设备位置及特性。根据设备特性如转动部件、监测部件、连接部件、固定支撑等, 针对不同设备需采取不同的维护方法及设备固有特性进行分类;劳动力。合理利用每一次登塔机会, 减少人员的劳动强度, 同时每一个分项合理安排人员, 减少人员不足的压力;季节特点。春季温度适宜、风速不稳, 对经历过大风季的设备进行检查, 对加热器启动条件进行修改, 检查防雷接地系统, 为迎接夏季的雷电、暴雨天气做准备。夏季温度较高、风速较小、雷雨较多, 进行对风速要求较小的工作。秋季温差较大、风向易变, 重新投入加热器, 检查电缆绝缘等, 防止因气候干燥等引起火灾。冬季温度较低、风速较大, 进行对风速要求较为严格的工作, 检查接线是否牢固等;人文关怀。气候条件适宜, 人员反应较为灵敏, 可安排需要思维判断较敏锐的工作。气候条件不佳, 人员情绪较为烦躁, 减轻工作压力和思想负担。1、2月份, 新春佳节, 人员的思想会有一点波动, 7、8月份, 新人报道, 旅游旺季, 思想不集中等都是在分析范围之内。

4.3 方案的制定

结合维护标准和维护内容, 将需要维护的内容分为四大类:目视检查。定于1、2月份, 工作任务量较小, 同时有助于制定整年的维护计划, 对风电机组的整体性能有一个比较全面的掌控;润滑调整。定于3、4、9、10月份, 此项维护工作分两次进行, 因多数厂家指导手册润滑均为半年一次, 此外3、4、9、10正是换季时节, 可以根据季节特点及时调整设备运行状态;固定紧固。定于5、6、7、8月份, 任务量较重且耗时较长, 因此于小风季进行, 既可减少停机造成的电量损失, 同时提前做好全面紧固迎接大风季;性能测试。定于11、12月份, 性能测试此项工作任务量较小, 它是保证机组正常运行且对设备不稳定因素预判的重要工作, 同时由于其中多项工作对风速要求比较严格, 因此调整于11、12月份进行较为合理。

4.4 实施及改进

如何量化维护的质量和效率目前风电行业并没有一个可操作的体系, 再此引入标准工时这一理念和方法。标准工时是指在正常的操作条件下, 以科学的作业方法, 合理的劳动强度, 常规的作业速度完成符合质量要求的工作。

结合标准工时的实施有利于:可成为员工自我评价和提升的一个标尺, 使员工的发展和强化更有目的性和方向性;可较为客观准确的进行计划制定, 以及对实施的评价总结工作;对企业科学管理有重要意义, 可检验风电场人员技能水平, 有效控制风机计划停机时间。

考虑到风电行业人员年龄结构相对年轻化, 技能水平相对较弱, 专项维护中在标准工时的基础上适当增加宽放时间, 使大多数员工在以标准方式执行操作时能够达到维护标准, 从而逐步提高员工的技能水平, 这也是本方案一个持续改进的方面。

5 效果评估

节约时间成本。以联合动力机组为例, 传统维护项目每台风电机组每年两次定期维护需要停机时间约为25小时左右, 采用专项维护方式, 每台风机每年维护时间将缩短至13小时左右。表1是1.5MW机组采用“DIS”维护模式的标准工时。

节约人力, 降低费用。将定检工作分类规划, 合理分配每次工作的任务量, 可有效解决人员不足问题, 也合理节约成本。如49.5MW的风电场采取外委方式进行整年定检, 按照5000元/台, 完成一次定检可节约16.5万元的费用。

有效降低故障率。因为“DIS”维护具有很强的机动性, 更具有针对性, 可及时发现缺陷, 减少风电机组故障次数, 从而有效降低故障率。

灵活性好。“DIS”维护方式较为灵活, 可很好的配合季节特点、设备规律等进行相关设备运行状态的调整, 有效应对一些突发情况。

通过风电场一年的探索实践, 首先风电场运维人数在5人以上, 则基本可以保证正常运转;其次风电场故障率得到有效降低, 同比2017年平均每月降低45%, 最高一个月降低70%。

6 结语

对于风电机组采取基于工时制的专项维护即“DIS”维护模式, 在实施前应由专业技术人员针对不同的机型对维护项目进行合理分类, 结合季节特点灵活运用分类原则进行机组专项维护保养, 提高设备的维护质量和维护效率, 从根本上消除设备潜在隐患, 提高设备健康水平。风电机组高质量维护是设备安全稳定运行的根本保证, 同时也能缓解风电行业专业技术人员短缺的现状。