海上风电运维的策略研究

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月9期   作者:袁海华 田旭锋
[导读] 目前,我国是经济快速发展的新时期,
        摘要:目前,我国是经济快速发展的新时期,社会在不断进步,可持续发展的战略理念已经无法满足于当下传统电力行业,风电产业应运而生,逐渐取代了传统电力行业,占领了电力发展的主要地位。风电产业主要分为陆地与海洋两部分,由于陆地风电占地面积对土地面积要求较大,而在当前土地资源较为珍贵的前提下开展海上风电模式,对其使用频率逐年下降。海上风电与陆地风电的不同在于其污染小且拥有丰富的资源,但就目前而言,其实际运维成本相对较高,使其发展受限。
        关键词:海上风电;运维成本;维护措施
        引言
        近年来,海上风电发展逐渐受到人们的重视,各个国家开始将海上风电发展作为可再生资源开发的重要方向。我国海域辽阔,风能资源丰富,海上风电资源开发潜力较大,因此合理的开发和利用风能资源对促进我国能源的可持续发展十分重要,能极大程度缓解我国能源使用压力。目前我国海上风电开发项目逐渐增多,所产生的风能促进了我国能源结构的发展,为保证海上风电机组的正常运行还需要运维船进行维护。因此,本文将从促进我国海上风电能源发展角度出发,围绕海上风电运维船的发展进行探讨。
        1海上风电运维的特点
        与大陆安定和谐的自然地理环境相比,海洋的环境是瞬息万变且不稳定的。在风电建设维护方面,得益于安定环境,陆地风电场建设维护是十分方便快捷的,难度远远低于海上风电建设与维护。距离陆地较远的海上风电机组的操作与维护难度很高,所以,海上风电运维存在着运作困难、作业时间长、危险程度高等显著的海上作业特点,再加上复杂多变的海上环境、海洋风浪高且急,运维人员在如此困难高压的环境中高空作业,工作难度与困难很高,容易出现伤亡事故。当前我国的海上风电建设项目多分布在东南经济发达的沿海周边海域当中,东南沿海的海洋环境比较恶劣,如盐碱海浪的侵蚀腐蚀、台风的肆意破坏等,会使得海上风电机组的塔架、风轮、发电机等运行性能容易遭到破坏,加大风电机组破坏的风险,使得海上风电机组的检修频率增加,运维人员的作业危险难度增加。同时,运维船舶在海洋中的停泊时间较长,海洋环境的多变性与复杂性导致运维船舶也容易发生事故,无法及时救援。因此,保障运维人员的安全成为海上风电运维不得不面临的重要问题,必须加强海上风电运维安全管理,保障人员的安全,才能保障海上风电项目的长远发展。
        2海上风电运维的策略
        2.1机会维护策略
        当某一部件发生故障时,预防性维护机会分布给其余部件是机会维护策略的基本,通过对相应维护条件的情况判断部件的可执行性,进而做出与其相关的决策[2]。机会维护的优点在于其能够统一进行多种维护措施,对固定维护的费用进行分摊;以“机会”对各个机组进行联系,优化风电机组维护策略。其中目标函数为评价费用率,优化对象为风电关键部件的预防性维护数据与机会数据,进而搭建机会维护模型。机会维护策略中,以计划维护与事后维护相结合为主,通过役龄递减因子与故障递增因子的引入,组合机会维护的方法,对最优方案进行选择,但在执行前应当查看其是否满足其维护役龄;或者,计划维护与状态检测相机和,通过维护策略的优化,对单台风机进行优化维护,但缺点在于其不能将其优势充分发挥。优化与维护海上风电机组,使机会维护的优势得以发挥。机会维护的程表较低,在风电机组部件发生故障后,通过“区别对待”的方式,采用多种方法对其余损坏部件或正常部件进行维护,并通过不同机会维护阈值对故障机组与其他机组进行优化维护策略。维护固定成本分摊是机会维护的主要功能,但在维护时,需要携带较多配件,因此,其对船舶提出极高的要求,也使得维护成本提升。就目前而言,机会维护策略仅仅受限于经济相关方面,如果忽略其维护的相关性与随机性,其是一项较为完美的海上风电运维措施。


        2.2预防性维护策略(PreventiveMaintenance,PM)
        以预防故障为目的,通过设备日常检查、检测数据判断风机设备运行状态,及时发现故障征兆,在未发生故障但达到故障设定值时进行维修维护。预防性维护将设备的事后维修改为事前预防维修,能有效防止设备故障的发生,设备检修从技术和备件上更有准备,减少设备停机待修、检修时间和非计划的故障停机损失,延长设备使用寿命,降低维修费用。从长期影响和成本比较看,预防性维护比定期维护或事后维护更有意义。
        2.3提高运维人员的安全意识与自救能力
        由于海上风电运维人员工作的特殊性,要求其必须具备一定的安全自救能力,然而大海的反复无常无形中增加了安全自救的难点,所以必须加强对运维人员的安全教育培训,严格按照海上安全救援标准与要求保障海上风电的运维人员通过严格测试。这样既能提高他们的安全保护意识,也能提高自救能力。但与此同时,由于每一个人的专业能力与安全自救操作能力不一样,应当依据运维人员的所处专业、安全操作能力进行专门化的教育培训,并对培训结果进行考核,只有考核评价达到标准才能成为一名正式的运维人员参加海上风电的维护工作。只有这样严格化的操作,才能提高人员的安全意识和对事故的预防处理能力,保障运维工作的安全,减少不必要的损失。
        2.4配套装备
        不同海域具有不同的特点,我国各个海域之间存在着较为明显的区别。例如江苏一带地区的海域滩涂较多,受潮汐影响水位变化较大,但所受台风限制较小,因此,该地区的海上风电运维船普遍具备适应潮差的能力。目前我国海上风电运维船配套设施建设已逐渐走向成熟,各企业根据各海域的不同需求建造了一系列配套装备,主要有以下几种:首先是折臂吊,例如“运维001”,其作用主要在于为海上风电运维船的维修提供便利,将所需维修部件吊起;其次是减震座椅,海上风电运维船的航行速度较快,普通运维船座椅舒适度较低,容易对维修人员造成影响,减震椅能有效降低航行震感。
        2.5建立完善的事故应急处理机制
        要想安全事故不发生,在从根本上做好安全保障工作的同时,还应当建立完善的应急处理机制,只有这样才能形成完整的安全管理体系。对此,海上风电运维安全应当从应急处理制度着手,建立预警监测系统。这样能够实时监督海上风电项目区域的天气情况与运维人员的工作,根据具体情况判断是否适合作业,从而及时调整运维船舶与工作状况,从根本上杜绝危及安全事项的发生,并且当安全事故发生时,能够及时采取措施减少损失,避免人员伤亡情况出现。
        结语
        在海上风电运维中其主要特点则是极易受天气影响,过于恶劣的环境使其可进入性差,而这个特点无疑提高了海生风电机组的顺利运行与维护的苦难程度。近年来,稳步发展的海上风电规模,使风电机组的趋势逐步向大容量并网靠近,通过有效的运维管理,使其可靠性与安全性得以提升,进而成为新能源建设中的重点。有效施行台账、计划及安全等管理措施,并予以防台预控模式,使海上风电运维始终保持稳定运行状态。
        参考文献
        [1]周琼芳.基于平价上网的海上风电运维策略分析[J].科技创新与应用,2019(22):126-128.
        [2]步文智.海上风电运维人员安全管理难点和相应对策探讨[J].决策探索(中),2019(6):6-7.
        [3]许元军.海上风电运维市场的新契机与对策[J].中国市场,2016(19):63-64.
        [4]叶文强.海上风电运维人员安全管理难点和相应对策探讨[J].科技与创新,2018(24).
        [5]严信茂,巫占钟.海上风电运维人员安全管理难点和相应对策探讨[C]//第五届中国风电后市场专题研讨会论文集.上海:中国农业机械工业协会风力机械分会,2018.
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