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海上风电机组运行维护及保障措施

摘要：近年来，我国海上风电发展迅猛。海上风电机组运行、维修和

维护有其独特的特点。本文将就我国海上风电机组运维存在的问题；海上

风电机组维修维护策略以及维修、维护的保障措施进行了分析和阐述。

关键词：海上风电机组；运行维护；维修策略；保障措施；容错运行。

前言

海上风力发电对人类生产生活的环境影响较小；易于大型化、规模化；

接近用电负荷中心，接网条件好，易于消纳[1]；还具有不占用陆地资源的优

点，倍受各国关注[2]。在我国东南经济发达地区，深远海域的海上风能资源

非常丰富，风的湍流强度和海面粗糙度小[3]。但是，海上风电的开发和维护

成本都远远高于陆上风电[4]；远离陆地,环境恶劣，海上风电场可及性差，

海上作业耗费时间长；停机损失大，机组故障将严重影响发电效益[1]。

因此，在设计海上风电机组时，必须把可靠性放在首位，应追求日常

维护“少而简”。海上风电机组均选用大容量机组，这样可以减少塔筒和

基础个数，缩短电缆长度，降低基础施工、吊装成本，节约工程造价[5]。

而随着机组的容量增大，部件增多，结构越来越复杂，对现场运维人员的

技能要求也越来越高[6]。

为提高风电机组及部件的可靠性和运行质量，以科技进步为先导，提

高现场运维人员的综合素质，促进海上风电机组运维质量和水平的不断提

升，机组达到最佳并网状态，运行更安全、更稳定。

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一、我国海上风电运行维护存在的主要问题

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影响海上风电机组运维成本的主要因素有：机组及其各部件的可靠性、

海上天气条件、运维人员配置与轮班制度、交通工具、备件管理等[8]。采取

适当措施降低海上风电机组运维成本已成为海上风电发展面临的一个极具

现实意义又十分迫切的问题。在我国海上风电大规模开发的时间短、运行

数据与经验少。我国的海上风电亟待解决的问题主要有以下几个方面：

第一，海上风电机组状态监测与健康诊断。海上风机的状态监测，在

状态监测系统基础上建立的健康诊断、异常监测以及寿命预测是后续进行

合理运维的基础。但是与风电机组状态监测与健康诊断相关的技术却还不

够成熟。

第二，海上风电机组运维策略优化研究。海上风电机组运行积累的经

验少、运维方式不规范、且费用高。为了降低运维费用、提高发电效率，

如何科学合理安排海上风电机组的维护策略，尽量减少出海次数、提高每

次出海的工作效率等是海上风电机组运维需要解决的关键问题。

第三，海上风电场运维后勤管理优化研究。海上风电场可及性差，风

电场全年可进入的时间有限，导致海上风电场运维对海上风电场运维中的

人员、备件、以及交通工具等维护资源管理提出了相应的要求。但是，一

方面，目前大多数研究主要集中于单项运维资源优化，缺乏结论性意见；

另一方面，还未有结合机组的可靠性数据与运维策略的综合性研究成果。

第四，海上风电机组容错运行研究。在海上风电机组故障几乎无可避

免的条件下，开发海上风电机组的容错运行能力具有显著的经济价值，但

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海上风电机组故障容错控制的实际可行性、运行效果及可持续时间等都有

待进一步研究。

第五，海上风电场多机组多部件系统研究。目前，关于风电机组运维

的研究大部分仍是基于单机单部件系统或单机多部件系统进行的，一方面，

缺乏对风电机组多部件之间故障相关性、结构相关性及功能相关性的进一

步分析