我國海岸線長，海上風資源豐富，海上風電又具有占地面積少，開發規模大，發電利用小時數高等特點，加上陸上風電又面臨困境，以及國家政策利好，我國海上風電開發建設已漸入佳境。與此同時，由此衍生出來的海上風電機組運維的相關問題也受到了大家的廣泛關注。海上風電機組相對于陸上來說故障率更高，因為它們面臨的是一個更加惡劣的環境、更高難度的維護方式等。隨著海上風電的發展，海上風電場建設不得不需要轉移到離岸更遠的地方，更深的水域。由于這個變化，運維成本將會增加，同時面臨更遠的運輸距離，更惡劣的氣候條件和更嚴峻的物流挑戰。那么如何降低成本，提高風電場效益，成為了擺在大家面前的現實問題。

一、海上風電運維現狀

因業主基于對海上風電場建設投資成本的考量，和主機廠商相互間的競爭，導致海上風電機組和陸上風電機組一樣，采購價格不斷的下降，由此必然導致風機整機配置降低和大量使用廉價質平的部件，從而導致風機整機的可靠性降低。

我國海上運維還處于相對落后的狀態。我國海上風電運維面臨兩個難題。首先是機組故障率高，維修工作量大。國內嘗試建造的海上風電項目，使用國產機組大多為陸上機組經適應海上環境改造而成，機組運行試驗周期短，沒有很好的試驗和論證，使用的風機在復雜惡劣的海上環境，故障率居高不下。

其次，運維作業受潮汐影響明顯，既有臺風等惡劣工況，還存在較多的大風、團霧、雷雨天氣，又有大幅淺灘，潮間帶各潮汐影響明顯，通達困難，交通設備選擇困難，海上維護作業有效時間短，安全風險大且缺乏大型維修裝備。

目前，海上風電運維基本照搬陸上風電經驗，計劃檢修為主、故障檢修為輔的運維模式。暨運維人員根據廠家指定的定檢周期對風機進行計劃性保養和測試和風機報故障，運行調度人員通知運維人員前往現場處理相結合。

長期以來我國電力行業都是實行預防性計劃檢修為主的檢修體制，計劃檢修對缺陷消除，滿足機組安全運行起到過有效的促進作用，但也有明顯的弊端，主要表現在過維修、欠維修及盲目維修等。

故障檢修是目前風電運維最常做的事情，但是在海上，交通因天氣海況，存在極大的不確定因素，往往因為一個空開斷開，導致風機停機幾天的情況常常發生，且單臺風機報故障，運維人員來回交通成本巨大，對風電場的效益產生極大的影響。

二、海上風電運維亟需解決的問題

1、海上風機狀態監測與健康診斷。海上風機的狀態監測，在狀態監測系統基礎上建立的健康診斷、異常監測以及壽命預測是后續進行合理運維的基礎。但是與風電機組狀態監測與健康診斷相關的技術卻還很不成熟。

2、海上風機運維策略優化研究。海上風電機組運行積累經驗少、運維方式不規范、且費用高。為了降低運維費用、提高發電效率，如何科學合理安排海上風電機組的維護策略，盡量減少出海次數、提高每次出海的工作效率是海上風電機組運維需要解決的關鍵問題。

3、海上風電場運維后勤管理優化研究。海上風電場可及性差，風電場全年可進入的時間有限，導致海上風電場運維對海上風電場運維中的人員、備件、以及交通工具等維護資源管理提出了相應的要求。但是，一方面，目前大多數研究主要集中于單項運維資源優化，缺乏結論性意見;另一方面，還未有結合風電機組的可靠性數據與運維策略的綜合性研究成果。

4、海上風機容錯運行研究。在當前海上風機故障幾乎無可避免的條件下，開發海上風電機組的容錯運行能力具有顯著的經濟價值，但海上風電機組故障容錯控制的實際可行性、運行效果及可持續時間等都有待進一步研究。

5、海上風電場多機組多部件系統研究。目前關于風電機組運維的研究大部分仍是基于單機單部件系統或單機多部件系統進行的，一方面，缺乏對風電機組多部件之間故障相關性、結構相關性及功能相關性的進一步分析;另一方面，海上風電場可進入性差的特點與維修資源不足兩者疊加對機組可靠性及運維策略的影響也缺乏研究。

三、海上風電運維方式轉變

計劃檢修和故障檢修需要大量的人力、物力、財力支撐。隨著業主提高經濟效益的需要和科學技術的進步，海上風電運維方式應逐步向以狀態檢修為主、計劃檢修與故障檢修為輔轉變。

狀態檢修是以設備狀態為基礎，根據對潛伏性故障的離線測量和在線監測的結果，結合巡檢數據、歷史數據、實時數據等技術，對設備進行狀態評估，并以此來指導安排設備檢修周期和項目維修問題。狀態檢修通過對設備結構特點、運行情況、監測數據分析等綜合分析，確定設備是否需要檢修，檢修中需要進行哪些項目，具有很強的針對性，可以取得較好的檢修效果。特別在海上風電機組的運維上，運維人員根據機組運行數據、各點監測情況，統一安排對多臺風機進行狀態檢修，可大大節約交通成本，提高機組發電效率。

四、如何做好狀態檢修

1、提高運行監控分析能力

風電場運行人員的主要職責是監視或調度各種變配電設備、風機運行狀況、巡檢站內設備和制作報表等。作為對風機運行狀態監控的第一人，運行人員需要具備較高的風機專業技能素養。而目前，各個風電場的運行人員素質參差不齊，且有相當一部分非相關專業。而工作也僅僅停留在監視和制作報表上，對風機的狀態檢修十分不利。

要安排具備風機運維較高水平的人員作為運行調度人員，對風機傳回來的后臺數據進行監控登記，并通過不同的風速、負荷、溫度、各系統壓力等進行判斷分析，以此來發現風機可能存在的問題。如某風場歌美颯G87風機報液壓油位低，登機后發現輪轂內蓄能器出口油管破裂，液壓油泄露，整個輪轂中都是泄漏出來的液壓油，清理就用了三個多小時。如果運行人員在監盤的時候能夠發現風機的液壓系統在不斷的打壓或者壓力下降較快，及時通知檢修人員前去處理，那么就可以節省很多的處理時間。

運行調度人員要對數據有敏感性，同一運行條件下，若機組后臺監控數據存在偏差，就要引起重視。某風電場VESTAS V80機組，在夏季高溫風大時，運行人員發現有部分風機的發電機軸承溫度比其他風機高8℃左右，通知檢修人員前往檢查。經檢查發現，這些風機的自動潤滑油脂泵控制系統報錯，沒有按時出油，導致發電機軸承潤滑不夠充分，經手動添油和更換油脂泵后軸承溫度恢復正常。從以上事例我們看出，增加運行調度人員對數據的敏感度，有利于對風機狀態的實時把控，為狀態檢修提供依據。

2、加強對部件生命周期的監控

電氣部件的壽命有其規律性。如接觸器的電氣壽命大約在十萬次。某風場VESTAS風機在運行至第三年的時間，多臺風機報Q8斷路器打開，經檢查為液壓站電機接觸器粘合，導致過流，造成斷路器斷開。如果能提前對風機上經常動作的電氣部件壽命進行統計核算，就可以在部件壽命結束之前更換，這樣就可以避免風機因部件損壞而停機。

特別是海上風電機組，長期在高溫高濕高鹽分的環境中運行，設備受腐蝕老化的速度更快，要加強對風機的散熱風扇扇葉、通風管道以及油系統的油管和閥的腐蝕老化監控。

3、做好大部件的狀態監測

風機的齒輪箱、主軸等大部件價格昂貴，且更換難度和成本較高。要加強對大部件的運行狀況監測，在大部件出現不可彌補的故障之前處理。這時候，風機機組的在線監測系統就尤為重要，該系統可以監測到齒輪箱、主軸軸承、發電機軸承等機械設備的運行狀況，從而判斷出這些部件是否存在問題。這時候運維人員便可以實現對風電機組的主動性維護。

五、總結

海上風電機組的可靠性顯得格外重要。提倡海上風機一定要高配，不要因為海上風電電價的影響打價格戰，降低了風機的配置，從風電場的整個生命周期來說，這是得不償失。為降低海上風電場運維成本及提高風電場可利用率，需要合理的規劃海上風電場運維工作，針對不同的故障信息，選擇最優維護方案。模型的建立需要考慮運維船配置、氣候參數、風機具體故障、處理故障需要時長及人數等要素。

海上風電運維的目標是在全壽命周期內，降低運維成本，降低發電損失，提高風電機組的發電量，從而提高客戶收益。海上風電運維與陸上風電運維最大的區別在于可達性差，造成的運維難度的加大和運維成本的提升。為了解決海上風電運維的難題，我們需要創新海上風電運維模式，圍繞服務調度展開相關工作，從而形成全面的海上風電運維解決方案。

狀態檢修在風電領域是一項帶有創新意義的開拓性工作，沒有現成的經驗。特別是海上風電剛剛起步，缺乏全生命周期的運行經驗。為保證風電場的安全生產和減少檢修成本，海上風電場應根據自身特點，綜合考慮設備狀態信息及設備對系統的安全性、可靠性、經濟性等方面的影響，積極開展適合海上風電特點的狀態檢修工作，為海上風電事業發展做出貢獻。