海上风电场维护范围主要有9篇海上风电场维护范围主要有 基于可靠性理论的海上风电场运维研究 张宏 【摘要】随着近年来我国生态化理念的不断倡导,国家可持续性发展战略的提出,完成这一伟大目下面是小编为大家整理的海上风电场维护范围主要有9篇,供大家参考。
张宏
【摘要】随着近年来我国生态化理念的不断倡导,国家可持续性发展战略的提出,完成这一伟大目标,我国的各行各业对于再生能源不断利用.其中海上风电场的运维活动,就是运用再生能源的主要体现.本文主要就基于可靠性理论的海上风电场运维展开分析和研究.%WiththecontinuousdevelopmentoftheconceptofecologicalenvironmentinChinainrecentyears,theproposednationalsustainabledevelopmentstrategy,tocompletethisgreatgoal,allwalksoflifeinourcountryforrenewableenergy.Theoperationandmaintenanceoftheoffshorewindfarmisthemainembodimentoftheuseofrenewableenergy.Basedonreliabilitytheory,thispaperanalysesandstudiestheoperationandmaintenanceofoffshorewindfarm.
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2016(000)022
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】可靠性理论;海上风电场;运维;研究
【作者】张宏
【作者单位】江苏省电力公司检修分公司盐城运维站,224002
【正文语种】中文
海上风的的不断发展和利用具有其自身的优势。包括海上风的低能耗、低污染、不受环境的限制、与电网体系接近等等优势体现。因此在当今社会发展中，海上风资源被各行各业也所利用。海上风作为可再生能源，极大的符合当今社会发展的可持续理念，满足人和大自然和谐相处的理念，促进的人员自然的和谐相处。海上风的产生和发展，是其自身的优势的作用，其不仅利于生态化社会的建立，也骐达促进了各行各业的发展和有效利用。对于当下情况，海上风电场的维护和管理工作的发展，主要体现在几个刚面。其一，海上风设备的运作的使用能力。设备装置的使用能力是对运维工作的重要衡量标准，其包括海上电场的设备装置的使用能力、运作质量、运作周期性等等方面。海上风电力装置设备的使用能力和周期，可以通过技术的提高来改善，而且技术的应用性较强，满足当下海上风电场的维护和管理工作的进行的要求[1]。其二，对于海上风装置设备的稳定性和实际应用性的分析和研究。造成海上风装置和设备发生暂停运行的因素具有多样化的特点。其主要包括，保护维修、设备故障、监测环节等等部分造成的海上风装置和设备发生暂停运行的因素、由此可见排除经常发生的故障以外，海上电场的运作设备的停止次数和单一停止次数时，代表海上风装置和设备运行稳定和安全性较高。海上风装置和设备的具有较高的故障发生率，其主要表现在，海上风电场的设备此轮的损坏，进而造成海上设备和陆地设备暂停运作。其中管理体系是赋予海上风装置和设备造成停机事件的重要环节组成。海上风电场的维护和管理工作的进行受到成本支出的影响，其主要体现在，海上运行和维护的规模较大、范围广，因此对于资金的投入相对陆地比较起来要多，这一问题也是制约海上风电场的维护和管理工作的主要因素。其次，海上风电场的维护和管理工作的进行和陆地活动相比较，具有很大的不同。其主要表现在海上环境的不稳定性，因此对于设备损坏的发生率也高于陆地。因此在对海上风电场的维护和管理工作的进行维护和修理时，需要众多的船只和直升机，以及高新技术人才的犹
如，进而增加了海上风电场的维护和管理工作的财务支出。与此同时，海上风电场的维护和管理工作的进行需要依靠良好的天气情况才可以进行，其包括对于船只的航行情况的有利度、直升机飞行的便捷度、电场装置的着陆等等环节都给予高标准的要求，进而增加了海上风电场的维护和管理工作的进行的不可预测性，增加的电力装置的使用时间。其次，海上风电场的维护和管理工作的时间的局限性，对于先关的技术人员和装置也有极高标准的要求，进而为海上风电场的维护和管理工作带来严重的制约性。海上风电场运维的有效管理和运作主要包括以下几个方面。其一，海上风运行设备的信息的整理和研究。对于海上风运行设备的信息的整理和研究工作，主要包括对于海上风的风发电场的收集的信息、稳定性、效益性进行整合的研究和分析，以保证海上风电场运维工作的有效进行。对于信息的斗鸡和分析会为国外相比较起来，我国的运行管理模式还不够完善，其主要体现在我国的高技术型约我人才的缺失、运行信息的匮乏等等原因，导致当下的运维工作无法顺利进行，面对这一现象，可以充分发挥信息技术的作用，利用互联网大数据进行信息的管理和分析，促进海上风电场的有效工作。对于大数据的运用，我国东海大桥具有明显的示范作用，其是海上风运维发展的最佳成效的表现。其二，对海上风装置的错误运作形式分析，海上风装置的连续性运作，是装置设计和运行维护的主要目标。然而由于受到技术水平的制约，导致风电设备频频出现故障，导致海上风电场的运行和维护工作无法顺利进行，由此可见，对海上风装置的错误运作形式分析的重要性。其三，海上风装置不同的构成元件进行分析和研究，因为海上运行工作具有大规模否认特征，因此对于海上风装置和设备的整体运作，需要众多的风机设备运作，因此对于这些设备进行管理时要整合运作，对于这一环节，避免由于电力设备的数量过大，导致运行和维护工作难以进行的弊端发生，增加这一环节的管理和维修的策略也是极为重要的，由此可以看出完善单个零件和整体构建的重要性。其四，对于海上风的自然环
境。天气变化的研究工作，海上的自然变化对于电场的维护检修工作代劳极大影响，其也是阻碍运维工作的重要环节。因此在海上风装置和设备进行管理和维护工作时，要细心观察海上的天气变化和风的动向，海浪的高度等等反面的观察，促进海上风运维管理工作的顺利进行。海上风电场运维工作的有效进行，需要经历完善的运维管理体系。从海上风电场的实际情况出发，完善设备的弊端，增加高技术人才的投入，促进海上风电场运维工作有效进行。
采用“学习-实训-再学习-再实训”的螺旋式能力培养方式。所有课程采用项目驱动方式，知识点结合具体实例进行讲解。突出理论与实践相结合。为了突出本专业培养实战型嵌入式人才的特色，前三个学年每学期都会结合所在学期的课程在学期末进行课程实训。课程实训由具有企业开发实战经验的讲师负责教学实施，主要的目的是有针对性地短期实习实训，深化相关技术课程的学习，提升学生的实践开发能力。嵌入式专业课程群的建设漫长而充满挑战。随着社会需求的不断变化，课程群的建设需要不断改进。通过校企合作联合培养加强理论和实践结合，大力改革教学方法和手段，激发学生的创新能力，掌握嵌入式的专业知识以及实用技能，为将来就业打下基础。[1]徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009,31(3):13-14.[2]朱敏杰,潘张欣,罗衍.电子信息工程专业嵌入式系统实践教学探索[J].电气电子教学学报,2012,34(1):67-69.[3]聂晓文,肖堃,陆庆.嵌入式课程实验体系教学改革探讨[J].实验科学与技
术,2010,2:78-80.
聂阳（1980-），男，讲师，从事嵌入式系统教学、高速信号处理的研究工作。
【相关文献】
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海上风力发电
【摘要】丹麦在风力发电领域占有领导地位目前丹麦有世界上最大的海上风电场。根据丹麦政府能源计划法案中的第21条，2030年以前海上风电装机将达到4吉瓦，加上陆地上的1.5吉瓦，丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，与此对照一下，1998年年中，丹麦风电总装机容量仅为1.1吉瓦。
20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代。在一些地理位置不错的陆地上，风能的开发具有一定的经济价值，而人们在另外一个前沿，发现开发风力发电的经济性也相当不错：海上风能。世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，但海上风电场与电网联接的成本比陆地风电场要高。综合上述两个因素，海上风电场的成本和陆地风电场基本相同。
兆瓦级的风机，廉价的基础以及关于海上风条件的新知识更加提高了海上风电的经济性。研究人员和开发者们将向传统的发电技术进行挑战，海上风力发电迅速发展成为其它发电技术的竞争对手。
海上风电场的开发主要集中在欧洲和美国。大致可分为五个不同时期：
欧洲对国家级海上风电场的资源和技术进行研究(1977～1988年)；
・欧洲级海上风电场研究，并开始实施第一批示范计划(1990～1998年)；
・中型海上风电场(1991～1998年)；
・大型海上风电场并开发大型风力机(1999～2005年)；
・大型风力机海上风电场(2005年以后)。
一、丹麦的风力发电
1.丹麦的第21条计划
丹麦在风力发电领域占有领导地位目前丹麦有世界上最大的海上风电场。根据丹麦政府能源计划法案中的第21条，2030年以前海上风电装机将达到4吉瓦，加上陆地上的1.5吉瓦，丹麦风力发电量将占全国总发电量的50%，与此对照一下，1998年年中，丹麦风电总装机容量仅为1.1吉瓦。
丹麦电力系统中共计5.5吉瓦的风电装机意味着风力发电将会阶段性过量地满足丹麦电力系统的需求。因而，在未来，丹麦的海上风力发电场将会成为以水电为基础的斯堪的纳维亚电力系统中不可分割的一部分。
丹麦计划法案对4吉瓦的海上风电投资共计480亿克郎(约合70亿美元)，这将成为世界上风电中最大的投资。
2.丹麦海上风力发电时间表
丹麦电力公司已经申请了750兆瓦海上风场的建设计划，根据时间表，在2027年之前，丹麦风电装机将达4吉瓦，第一阶段在2000年建一个比哥本哈根海岸风电场稍小一点的40兆瓦海上风电场。
丹麦电力公司给环境和能源大臣的报告确定了丹麦海域四个适合建风电场的区域，其蕴藏量达8吉瓦。选择这些区域的理念很简单：出于对环境的考虑，委员会只对那些为数不多且偏远的水深在5～11米之间区域的容量关心。所选的这些地区必须在国家海洋公园、海运路线、微波通道、军事区域等之外，距离海岸线7到40千米，使岸上的视觉影响降到最低。最近，对风机基础深入的研究表明，在15米水深处安装风机比较经济，这意味着丹麦海域选择的风电场潜藏容量达16吉瓦。
二、风机的海上基础
海上风能面临的问题主要是削减投资：海底电缆的使用和风机基础的构建使海上风能开发投资巨大。然而，风机基础技术，以及兆瓦级风机的新研究至少使水深在15米(50英尺)的浅水风场和陆地风场可以一争高下。总的说来，海上风机比邻近陆地风场风机的输出要高出50%，所以，海上风机更具吸引力。
1.较混凝土便宜的钢材
丹麦的两个电力集团公司和三个工程公司于1996～1997年间首先开始对海上风机基础的设计和投资进行了研究，在报告中提出，对于较大海上风电场的风机基础，钢结构比混凝土结构更加适合。所有新技术的应用似乎至少在水深15米或更深的深度下才会带来经济效益。无论如何，在较深的水中建风场其边际成本要比先前预算的要少一点。
对于1.5兆瓦的风机，其风机基础和并网投资仅比丹麦Vindeby和TunoeKnob海上风电场450～500千瓦风机相应的投资高出10%到20%，这就是以上所述的经济概念。
2.设计寿命
与大多数人们的认识相反，钢结构腐蚀并不是主要关注的问题。海上石油钻塔的经验表明阴极防腐措施可以有效防止钢结构的腐蚀。海上风机表面保护(涂颜料)一般都采取较陆地风机防腐保护级别高的防护措施。石油钻塔的基础一般能够维持50年，也就是其钢结构基础设计的寿命。
3.参考风机
在防腐研究中，采用了一台现代的1.5兆瓦三叶片上风向风机，其轮毂高度大约为55米(180英尺)，转子直径为64米(210英尺)。
这台风机的轮毂高度相比陆地风机要偏低一些。在德国北部，一台典型的1.5兆瓦风机轮毂高度大约为60～80米(200到260英尺)。
由于水面十分光滑，海水表面粗糙度低，海平面摩擦力小，因而风切变(即风速随高度的变化)小，不需要很高的塔架，可降低风电机组成本。另外海上风的湍流强度低，海面与其上面的空气温度差比陆地表面与其上面的空气温差小，又没有复杂地形对气流的影响，作用在风电机组上的疲劳载荷减少，可延长使用寿命，所以使用较低的风塔比较合算。
4.海上基础类型
(1)常用的混凝土基础
丹麦的第一个引航工程采用混凝土引力沉箱基础。顾名思义，引力基础主要依靠地球引力使涡轮机保持在垂直的位置。
Vindeby和TunoeKnob海上风电场基础就采用了这种传统技术。在这两个风场附近的码头用钢筋混凝土将沉箱基础建起来，然后使其漂到安装位置，并用沙砾装满以获得必要的重量，继而将其沉人海底，这个原理更像传统的桥梁建筑。
两个风场的基础呈圆锥形，可以起到拦截海上浮冰的作用。这项工作很有必要，因为在寒冷的冬天，在波罗的海和卡特加特海峡可以一览无遗地看到坚硬的冰块。
在混凝土基础技术中，整个基础的投资大约与水深的平方成比例。Vindeby和TunoeKnob的水深变化范围在2.5～7.5米之间，说明每个混凝土基础的平均重量为1050吨。根据这个二次方规则，在水深10米以上的这些混凝土平台，因受其重量和投资的限制，混凝土基础往往被禁止采用。因此，为了突破这种投资障碍，有必要发展新的技术。
(2)重力+钢筋基础
现有的大多数海上风电场采用重力基础，新技术提供了一种类似于钢筋混凝土重力沉箱的方法。该方法用圆柱钢管取代钢筋混凝土，将其嵌入到海床的扁钢箱里。
(3)单桩基础
单桩是一种简单的结构，由一个直径在3.5米到4.5米之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下10米到20米的地方，其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础一个重要的优点是不需整理海床。但是，它
需要重型打桩设备，而且对于海床内有很多大漂石的位置采用这种基础类型不太适合。如果在打桩过程中遇到一块大漂石，一般可能在石头上钻孔，然后用爆破物将之炸开，继而打成小石头。
(4)三脚架基础
三脚架基础吸取了石油工业中的一些经验，采用了重量轻价格合算的三脚钢套管。
风塔下面的钢桩分布着一些钢架，这些框架分掉了塔架对于三个钢桩的压力。由于土壤条件和冰冻负荷，这三个钢桩被埋置于海床下10～20米的地方。
三、海上风电场的并网
1.电网
丹麦输电网1998年总发电量共计10吉瓦。在建或未建的海上风电场共计4.1吉瓦。丹麦西部和东部电网没有直接并网，而是采用AC(交流输电线)方式并入德国和瑞典的输电系统。其它风电场与瑞典、挪威和德国的联网方式采用直流方式。
海上风电场的并网本身并不是一个主要技术问题，该技术人所共知。但是为确保经济合理性，对偏远海上风电场的并网技术进行优化非常重要。
丹麦第一批商用海上风电场位于距离海岸15～40千米的海域，水深5～10或15米，风电场装机在120到150兆瓦之间。第一批风电场(2002年)使用1.5兆瓦的风力发电机，该机型需在陆地上试运行5年。
2.敷设海底电缆
海上风电场通过敷设海底电缆与主电网并联，此种技术众所周知。为了减少由于捕鱼工具、锚等对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起来。如果底部条件允许的话，用水冲海床(使用高压喷水)，然后使电缆置人海床而不是将电缆掘进或投入海床，这样做是最经济的。
3.电压
丹麦规划的120-150兆瓦的大风电场可能与30～33千伏的电压等级相联。每个风电场中，会有一个30～150千伏变电站的平台和许多维修设备。与大陆的联结采用150千伏电压等级。
4.无功功率，高压直流输电
无功功率和交流电相位改变相关，相位的改变使能量通过电网传输更加困难。海底电缆有一个大电容，它有助于为风电场提供无功功率。这种在系统中建立可能
是最佳的可变无功功率补偿方式决定于准确的电网配置。如果风电场距离主电网很远，高压直流输电(HVDC)联网也是一个可取的方法。
5.远程监控
显然，海上风电场远程监控要比陆地远程监控更重要一些，TunoeKnob和Vindeby海上风电场采用远程监控已达数年。
人们预测这些风电场用1.5兆瓦的大机组，在每件设备上安装一些特别的传感器，以用来连续地分析传感器在设备磨损后改变工作模式而产生的细微振动，这样可能会带来一定的经济效益。同样地，为了确保机器得到适当的检修，工业中一些产业也需要对这项技术非常了解。
6.定期检修
在天气条件比较恶劣的情况下，维修人员很难接近风机，风机得不到正常检修和维护，造成安全隐患。所以，确保海上风机高可靠性显得尤其重要。对于一些偏远的海上风电场，应合理设计风机的定期检修程序。
四、前景
海上风电场的发电成本与经济规模有关，包括海上风电机的单机容量和每个风电场机组的台数。铺设150兆瓦海上风电场用的海底电缆与100兆瓦的差不多，机组的大规模生产和采用钢结构基础可降低成本。目前海上风电场的最佳规模为120～150兆瓦。在海上风电场的总投资中，风电机组占51%、基础16%、电气接入系统19%、其它14%。
丹麦电力公司对海上风电场发电成本的研究表明，用IEA(国际能源局)标准方法，目前的技术水平和20年设计寿命，估测的发电成本是每千瓦时0.36丹麦克朗(0.05美元或人民币0.42元)。如果寿命按25年计，还可减少9%。
欧洲一些国家都为海上风电场的发展进行了规划。从长远看，荷兰的目标是到2020年风电装机2.75吉瓦，其中1.25吉瓦安装在北海大陆架区域。近期计划主要是建设商业性示范工程，在2005年前丹麦拟开工兴建5个海上风电场，每个规模约150兆瓦，加上其它已建项目累计约750兆瓦。荷兰计划先建100兆瓦的示范项目，选在EgmondannZee岸外12海里处，采用1.5兆瓦或2.0兆瓦的机组。德国的计划包括"SKY2000"项目，规模100兆瓦，距离Lubeck湾15千米的波罗的海中；400兆瓦项目在距离Helgloand岛17千米的北海，最终规模将达到1.2吉瓦，采用单机容量4兆瓦或5兆瓦机组。此外，爱尔兰和比利时分别有250兆瓦和150兆瓦的海上风电场计划。
前言
海上风电场风机基础介绍
近年来，国家对清洁能源特别是风电的发展在政策上给予了很大支持，使得中国风电得到蓬勃发展。风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。随着风电机组从陆地延伸到海上，海上风电正成为新能源领域发展的重点。
本文结合国内外海上风电场具体的风机基础，对现有的海上机组的基础类型逐一介绍，目的是对海上风机基础形成一个初步的了解，为公司日后的海上服务业务做铺垫。
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目录
海上风电场风机基础介绍
1风机基础类型---------------------------------------41.1重力式基础-----------------------------------------41.2单桩基础-------------------------------------------61.3三脚架式基础---------------------------------------81.4导管架式基础--------------------------------------101.5多桩式基础----------------------------------------111.6其他概念型基础------------------------------------122海上风力发电机组基础维护--------------------------14
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1风机基础类型
海上风电场风机基础介绍
1.1重力式基础重力式基础,顾名思义是是靠重力来追求风机平衡稳定的基础,重力式基础
主要依靠自身质量使风机矗立在海面上,其结构简单，造价低且不受海床影响，稳定性好。缺点是需要进行海底准备，受环境冲刷影响大，且仅适用于浅水区域。优点是不需要打桩，直接减少了施工噪声。
如图1-1所示。
图1-1重力式基础示意图
世界上早期的海上风电场都是采用的重力式，钢筋混凝土结构，其结构原理较简单，适合水比较浅的区域，适用水域0-10m，重力式基础造价成本相对比较低，其成本随着水深的增加而增加，不需要打桩作业。重力式基础的制造过程是在陆地上，通过船舶运输到指定地点，基础放置之前要对放置水域地面进行平整处理，凿开海床表层。基础放置完成之后用混凝土将其周边固定。
ThorntonBank海上风电场是比利时第一个海上风电场，也是世界上第一个使用重力底座的商业海上风电场。该风电场位于比利时海岸线以北27-30公里处，水深12-27.5米。该风电场使用重力底座，钢筋水泥结构，中空，建造和运输重
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海上风电场风机基础介绍
量在1200吨左右；安装后使用细沙或碎石填满，总重量超过6000吨。为了安装这种风电机底座，施工单位动用了总数超过100次各种船只和海上平台，其中包括当时（2007年）世界上做大的起重船Rambiz(最大起重重量3300吨)。
图1-2就是在陆地上建设中的底座。
图1-2ThorntonBank海上风电场使用的底座
ThorntonBank海上风电场施工过程：1)用挖掘船将安装风电机处的海底挖开大概4.5米深的坑，面积大约为
50x70米；2)使用碎石将挖出的坑找平，平面误差不能超过5厘米（目的是使坑底部
平整度达成一致）；3)用运输船将造好的底座运到安装点，并下沉；4)使用吸泵往底座中抽海砂，待水沙分离后将水抽出；5)使用细沙或者碎石将挖出的坑填满并夯实。重力式基础缺点：水下工作量大，结构整体性和抗震性差，需要各种填料，且需求量很大；
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海上风电场风机基础介绍
重力性基础随着时间的长远，必然存在一个下沉的问题，这与其本身结构、风电场地质结构、施工方式有关；
船舶运输、基础在海中施工成本大，费时费力，且需要运输基础底座沉箱的船舶要求很高；
目前国内海上风电场没有使用重力式基础的案例，国外也基本不采用了此种基础建设方式。
1.2单桩基础即“单根钢管桩基础(monopile)”，其结构特点是自重轻、构造简单、受力
明确。单桩基础由一个直径在3～4.5m之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下18～25m的地方，其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础的一大优点是不需整理海床。但是，它需要防止海流对海床的冲刷，而且不适用于海床内有巨石的位置。该技术应用范围水深小于25m。大直径钢管桩方案结构受波浪影响相对较小。目前此种基础结构在国内外风电场应用很广泛，金风科技2.5MW机组潮间带响水项目风电场即使用此基础结构。
图1-3单桩基础示意图
单桩达指定地点后，将打桩锤安装在管状桩上打桩直到桩基进入要求的海床
深度；另一种则是使用钻孔机在海床钻孔，装入桩后再用水泥浇注。单基桩适用
摘要：我国是世界上海上风能资源最丰富的国家之一，拥有超过18000km的海岸长度，可以利用的海域则达到3.0×106km2，每年可供开发的风能资源达到700GW，相比陆上风电场经过多年开发资源不断下降的情况，海上风电场的发展空间更大，资源相对更加充足。鉴于此，本文主要分析海上风电运行维护问题策略。
关键词：海上风电；运行维护；问题1、国内海上风电产业发展现状与英国、丹麦、德国等欧洲国家相比，中国海上风电起步较晚。2007年，我国第一台海上风电试验样机（金风科技GW70/1500）在渤海湾矗立起来。2010年，我国第一个大型海上风电项目——上海东海大桥10万千瓦示范项目建成并网发电。同年，国家确定首批4个海上风电特许权招标项目：江苏大丰20万千瓦风电场、江苏东台20万千瓦风电场、江苏滨海30万千瓦风电场和江苏射阳30万千瓦风电场。自此，我国海上风电进入快速发展期。根据国家发改委印发的《风电发展“十三五”规划》，“十三五”期间重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设，积极推动天津、河北、上海、海南等省（市）的海上风电建设，至2020年底，我国海上风电并网装机容量达到500万千瓦，开工规模达1000万千瓦。按照建设进度，预计到“十三五”末并网装机容量将达到800万千瓦，远超“十三五”规划目标。目前，上海、江苏、浙江、山东、河北、广东等省、市已分别编制完成海上风电场规划，并根据风电场布局方案开展海上风电场建设。截至2018年三季度，江苏省已建成项目装机容量约255万千瓦，占国内总装机容量的83.6%，在建项目7个，合计装机容量211万千瓦；福建省在建项目6个，合计装机容量162万千瓦；广东省在建项目5个，合计装机容量150万千瓦；辽宁省在建项目2个，合计装机容量约60万千瓦；河北省在建项目1个，装机容量30万千瓦；浙江省仅有国电舟山普陀6号海上风电场2区工程在建，装机容量25.2万千瓦。将各省、市已建、在建海上风机装机容量进行横向比较，江苏省遥遥领先，福建省、广东省后起发力明显，辽宁省、河北省、浙江省处于起步阶段。2、海上风电运行和维护特点2.1、运行维护成本费用高海上风电设备属于高端制造设备，其部分核心部件开发与生产在我国仍具有局限性，海上风电为获取更高效益逐步加大机组容量、机身体型，当然也加大后续日常维护难度和维护成本。在维护的过程中，需要运用大量的运输船舶、起重船舶以及专用工程设备，维护价格居高不下。海洋天气、环境变化莫测，很多时候甚至出现无功而返的情况。海上风电设备维护效率较低，外加各种不确定因素的影响，导致设备故障率上升。据相关数据显示，海上风电平台运行维护费用，相较于陆地风电设备运行维护费用高2~4倍。2.2、受环境因素干扰明显海上风电开发有其特殊性，具有广阔的开发利用空间，同时海上风电机组又具有分布范围广、管理层面多、维护难度大等特点。相较于陆地而言，涉及海洋的管理实施难度较大，海洋水文、气象环境更为复杂，季风、台风等海洋气候交替，海水对于风电设备的侵蚀等，加之水上交通与人力限制，大大压缩海上风电
日常维护与管理有效作业时间，遇特殊气象条件（如大雾、台风）更会直接影响海上运行与维护工作的开展。
2.3、相关维护技术标准严海上风电开发不同于陆地风电，其对于技术的依赖性相对更高，标准更为严苛。虽然我国具有一定的海洋开发基础，但在海上风电的研究上，仍与世界发达国家存在技术差距，技术经验相对匮乏。尤其是远离陆地的条件下，海上气候条件、水文条件、海水侵蚀、机件运输、设备安装、日常管理等各项问题接踵而来，对于海上风电平台的运行和维护都提出了较高的要求。同时，在海上风电的运行模式与陆地风电存在着明显的差异性，针对海洋环境如何高效运行成为初期开发与后期运维亟待解决的首要问题。3、海上风电运行维护问题策略3.1、建立安全管控系统加强海上风电运维人员安全管理，确保海上风电场的顺利运行首要目标就是要建立安全监控系统，完善安全管理体系，实行“两票三制”规定，防止电器误操作事故，巡回检查事故的发生，加强现场消防保卫制度，对下海船只、船上救生设备、下海工作时间选择、进行海上风电运维工作使的通讯设备及通讯方法都要有统一严格的规定，并加强对其的监督管理工作，完成“四零事故”安全目标，逐级签订安全目标计划保障书，确保海上风电运维人员工作安全。3.2、强化人员安全意识通过强化安全培训，有效提高海上风电运维人员的安全意识，对海上风电运维人员实行高标准、严要求，针对人员各项专业水平、安全操作技能和意识进行培训及考核，安排海上风电运维人员进行海上消防、游泳、海上救护及安全教育等方面的专业培训，对培训结果进行考核。只有考核结果合格，才可以批准其进行海上风电运维工作，提高人员安全意识和防护及处理事故的能力，全面提高海上风电运维人员的安全，避免发生不必要的人身及财产损失。3.3、设立运维作业标准通过总结海上运维实践经验，建立一整套行业统一的海上运维作业标准和规范，对海上项目施工及运维作业的安全（如出海作业人员资质、培训要求，海上人员交通船的资质准入、硬件配置、出海条件等）、技术（如验收规范、海上防腐、电气防护）、质量要求进行统一规定。3.4、推广“一站式”大部件更换服务通过状态监测的振动预警系统,对关键部件早期故障进行预警；开展大部件故障空中维修、更换工艺的研发，降低运维成本；整合安全、船舶、工艺技术、工装工具、物料、人员等要素，提供一站式大部件更换服务，增加发电收入，降低运维周期。3.5、依托数据中心建设现场故障预警诊断能力，实现智慧运维通过多数据源的风电运维大数据的采集、分析和计算（包括SCADA数据、风功率预测数据、状态监测数据、预防性试验数据，以及历史维护记录、异常运行记录、故障检修记录、缺陷记录等非结构化数据），实现专家知识库的积累和工单推送，实现各类故障预警、智能诊断和寿命预测等功能，指导运维人员进行标准化作业，也方便运维相关方对整个风场的运行业绩进行有效评估，优化运维策略。总之，未来，海上风电行业将从粗放型向精益化运维方式的转变。海上运维因出海窗口期的原因，存在人员工时浪费、停机时间过长等情形。精益化管理的
摘要：随着我国经济的快速发展，各行各业都在快速发展。海上风电机组与陆上不同，受海上天气条件及运行维护策略的影响较大。基于此，本文对海上风电机组项目运维现状、特点、影响因素、维护问题、维护策略以及海上风电机组运维研究展望进行了分析。
关键词：海上风电机组；运维；现状；策略；研究
随着我国海上风电场的陆续并网发电，风机厂商5年运维期的结束，建设单位面临的运维管理工作提上日程。海上风电机组的运行质量直接关系到风场的效益，通过运维确保风机的正常运行，是建设单位面临的重要问题。海洋环境条件恶劣。一方面，海上盐雾浓度高、湿度大、且季节性伴有台风、海冰等灾害性天气，运行维护过程中，不仅要考虑海上风浪、涌浪等自然因素，也要对海上风电机组的状态予以归纳和分类处理，结合相关要求对运维方法、效果进行专业评估。
1我国海上风电机组运维现状调查
通过书面调研发现，对于我国总装机规模200～400MW的多个海上风电场，从风电场全投开始，5年内一般为风机厂家进行运行维护，后续的20年运行维护工作主要由建设单位自有运维单位负责。
由于长时间运行于海上极端恶劣的环境中，设备容易受到高盐雾以及高湿度等环境因素的影响，部件的故障率较陆上风电机组大大提高；机组故障停机时间相对较长，发电量损失非常大；设备发生故障后，需要安排足够的运行维护人员、大小部件、合适的船舶进入风电场所处海域进行作业，运维费用高昂；受到、潮位、风速、长波强涌等自然条件的限制，海上风机设备的通达性较差；我国海上运维工作刚刚开始进行，海上运维船大部分采用普通船舶进行运维，存在耐波性差、靠泊能力差等问题；目前国内的海上应急救援机制还不完善，加上海上通讯不畅，救援响应不急时，近些年因运维发生多起交通船事故，造成多人伤亡。
2海上风电运行和维护特点
2.1运行维护成本费用高
海上风电设备部件多，涉及工业类别多，国内研发环境欠佳，开发与生产在我国仍具有局限性，导致部分核心部件尚未实现国产化，需要依靠进口。海上风电为获取更高效益逐步加大单机容量，轮毂中心高度、叶片长度、塔筒直径、机舱尺寸等相应增大，而大部件的运维需要大型船机设备，这些都加大后续日常维护难度和维护成本。在维护的过程中，需要运用大量的运输船舶、起重船舶以及专用工程设备，维护价格居高不下。气象、海况等环境变化莫测，需要多次往返海上现场进行某一问题的调查、取证，而更换部件往往需要多次往返方可完成。尤其是随着远海、深海以及超大规模海上风电场的开发与建设，海上风电运维问题将更加突出。如何经济地实现海上风电机组运维已经成为海上风电开发迫切需要解决的主要问题之一，也是当前许多研究关注的重点。
海上风电机组的设备故障率相对于陆上风电要高得多，而海上风电设备维护效率又较低，外加各种不确定因素的影响，导致上升运维成本大增。据相关数据显示，海上风电平台运行维护费用，相较于陆地风电设备运行维护费用高2~4倍。
2.2受环境因素干扰明显
海上风电运维具有点多面广、高空作业、水下作业、密闭空间作业等特点，同时海上风电机组又具有管理层面多、维护难度大等特点。相对于陆地风电机组而言，海上施工管理难度较大。海洋水文、气象环境和海洋地质等非常复杂，季风、台风等海洋气候交替，海水对于风电设备的侵蚀等，加之水上交通与人力限制，大大压缩海上风电日常维护与管理有效作业时间，遇特殊气象条件（如大雾、长波强涌等）更会直接影响海上运维工作的进行。
2.3相关维护技术标准严
海上风电开发对于专有技术的依赖性较高，运维施工和管理标准更为严格。虽然我国在近岸海域的工程建设基础综合实力较强，但在深远海海上风电的研究上，尚与世界发达国家存在较大的技术差距，海上风电平均技术水平相对落后，
技术储备明显不足。尤其是远离陆地的条件下，海上气候条件、水文条件、机件运输与安装、常态化管理等方面的问题接踵而来，对于海上风电桩基、承台、塔筒、大部件等的运行和维护都提出了较高的要求。同时，在海上风电的运行模式与陆地风电存在着明显的差异性，针对海洋特殊的环境，如何高效运运维成为亟待解决的问题。
3海上风电机组运维可用性影响因素
海上风电机组的大部分设备直接暴露于空气中，而其基础部分淹没与海水中，陆地风电机组维护只需陆上装备即可解决，而海上风电场作业窗口期短，通达性差，很多维护工作并不能及时实施。根据笔者多年经验，海上维护检修工作条件一般需要满足下表要求方可实施。
表3-1海上运维条件分析表
序号
部位或部件
运维条件
风况
浪
波
高
周期
流速
能见度
1
桩基础
≤
≤
≤
≤2.
＞1km
7级1.5m
7s
5m/s
2
承台结构
≤
≤
≤
≤2.
＞1km
7级1.5m
7s
5m/s
3
塔筒及螺栓
≤
≤
＜
≤2m
＞1km
6级1.5m
7s
/s
4
发电机
≤
≤
≤
≤2m
＞1km
6级1.2m
6s
/s
5
机舱、轮毂
≤
≤
≤
≤2m
6级1.2m
6s
/s
＞1km
6
叶片
≤
≤
≤
≤2m
＞1km
6级1.2m
5s
/s
以风况≤7级、浪高≤1.5m、波周期≤7s这三个关键因素为参考，一般离岸10km以上的无掩护风电场的年可作业率仅45%左右。当以风况≤6级、浪高≤1.2m、波周期≤6s这三个关键因素为参考时，离岸10km以上的无掩护风电场的年可作业率一般将小于40%。因此，在自然条件不允许情况下，风电机组及基础一旦发生故障，运维人员通常需等待数小时乃至数天直到天气满足出海和登高要求方可进入现场实施维修。统计数据显示，当故障维修需出海时，由天气原因造成的设备停运时间可占到海上风电场维修总时间的近50％。另外，部分风电机组部件故障维修所需的辅助设备繁多、操作复杂，使得相应的故障修复时间延长，继而导致停运时间增加，机组平均可利用率降低。因此，海上风电场天气条件是制约机组运维实施的重要因素，也是影响海上风电机组可利用率的关键所在。
在海上风电场日常管理工作过程中，运维管理机制就是定期检查、定期维护以及检修维护结合，结合事先制定的维修项目和计划，有计划的开展运维工作，及时处理发生的问题。对于现代化高效的运维机制，需要在风速小的情况下建构更加系统化的维护机制和管理模型。定期维护项目和风资源都能有效暂停运行时，运维工作并不会对风电机组的实际可用效率造成影响。一般的故障检修也是在故障发生后进行维护，间隔周期存在一定的不确定性，小到重启大到更换大部件，
相关处理机制不尽相同，存在一定的随机性，因此，需要充分利用定期维护时间和因风资源因素停运时间进行海上风电机组的运维是运维管理的重点。
对于海上风电场运维方案会产生影响的因素中，天气因素、运维船舶都要作为重点因素，运维管理部门要合理化分布相关维护人员、工器具和设备，以确保运维方案具有可操作性。基于此，相关技术人员要携带适当的设备选择合适的作业窗口期进行运维操作，减少无效运维。一般而言，海上风电机组故障运维流程如下：（1）故障发生。（2）集控中心接收到报警信号，值班人员结合实际情况制定运维方案。（3）设备和人员进行备件。（4）安排相关人员和维修备件在适宜的海上作业天气及时进场。（5）维修人员和设备到达故障位置进行确认。（6）实施维修，待维修任务完成后返航陆上基地。
结合海上风电机组实际停运时间，对通达性和运维管理流程予以分析，要对故障率、修复率等予以分析，建立数据库。由于平均修复时间会在海上风电场天气和运维策略差异化作用下出现差异，并不利于有效统计和管理，对海上风电机组的可利用率予以分析，需要结合海上天气的实际条件和相关运维措施有效开展。一方面，海上天气条件对其产生影响，尤其是特定的海上风电场，相关天气数据能从检测中有效获得，结合上文的相关分析结构进行阐释，海上风浪条件和视觉条件等因素都是影响风电机组运维效率的基本要素。另一方面，要对海上风电场值班制度进行分析，整合故障判断机制和维护方案的选择机制，集中维护检修操作项目的实际运行效率。除此之外，海上风机组故障维修逻辑和备件管理项目，设备的复杂性、结构的多样性等都要结合相关参数进行整合，尤其是在故障发生后，要结合故障检修所需要的船只以及备件结构，确保检修方案的针对性，维护部件故障统一处理效果，不同的维修方案是针对差异性故障问题，在故障计划项目中要维护船只、备件、人员以及维修任务消耗费用等因素的完整性。
4海上风电运维常见问题
传统风电企业管理模式为三级模式，即：集团公司（省级公司）-三级单位风电场（站），在此基础上又建立了监控中心、技术监督、维护检修等辅助单位。
传统风电企业运行管理模式存在以下问题：（1）基层企业专业人员很难配齐，人员素质不一，管理水平参差不齐。上级企业存在多重管理问题，不能及时有效解决问题；（2）管理链不顺畅、数据流未打通，导致风电生产管理无抓手，技术管理无依托，管理存在断点和盲区；（3）没有形成符合海上风电管理规律的、科学的、成体系的机制；安全管理、设备管理、指标管理和绩效管理基本上按火电思路和陆上风电套路进行；（4）运行管理缺乏数据信息系统支撑，已建设的风电生产信息化管理系统和生产实时数据平台，不一定能得到真实的信息，掌握不到真实情况。
近几年来，迫于环境保护、能源结构调整的压力，我国的海上风电市场的发展连续大幅度增长，随着市场的成熟，监管部门和建设单位对风电项目有了更高的要求，近期的发展已经从数量转变成了质量，目前，国家正在陆续出台风电行业的规范标准，但尚未统一实施，在这种前提下，不同的风电制造企业和建设企业，对风电机组的要求和标准都有所不同，特别是在风电机组运行和操作过程中，有的操作人员不够专业、经验不丰富，而且管理制度不太完善，因此，在风电机组运维时，其稳定性和安全性难以保证，每年都会有此类的安全事故发生，经济损失也非常大。
4.1海上交通风险较大
受技术水平和运维经费限制，我国的海上风电运维船（交通船）总体水平偏低。而海上运维交通船是海上风电运维的主要交通工具，国外海上运维过程中，运维交通船作为重要的交通工具，受到一定程度的重视，运维交通船的设备专业水平不断提高，一般由单体船、双体船和三体船完善海上运维工作。由于我国海上运维工作刚刚开始进行，虽然许多运维公司开始提高运维船只专业设备水平，但是仍有大部分海上运维船采用普通船舶进行运维，存在耐波性差、靠泊能力差等问题，某些运维公司为了节约成本，选用不适宜风浪条件的运维船舶进行交通运输和设备运输，进行海上风电运维工作，这些船只难以承受海上的巨大风浪，船体本身存在一定风险，加大了海上运维的风险性，加大了海上风电运维人员的安全保障难度。
4.2运行与维护未有效统一
现阶段我国能源产业发展受政策宏观调控影响较大，国家对于环境保护政策和清洁能源开发指标的调控，使得海上风电产业建设受到广泛的关注和重视，海上风电已成为新能源行业新宠，投资金额不断增大，部分海域开发成本甚至突破2万元/kW。前期海上风电建设步伐加快，高端装备投入动辄数十亿元，但其对于后期运行和维护的投入却屈指可数，运行、维护仍处于传统陆上风电水平，运维停留于日常维护或事后检修，缺乏科学性的统筹，未针对海上风电的特殊性，探索运维新技术，创新管理模式，提高运维效率，降低设备故障水平，这些对运维影响十分巨大。
4.3重开发轻维护
随着我国加大新能源领域的政策扶持，较多企业投入大量资金，以产品开发作为重中之重，迅速占领市场，提升竞争力。反观产品后续产业链的延伸则略显滞后，比如海上风电领域，在产品质量与开发技术创新上，都属于国际领先水平，而后期海上风电管理、运维技术却无法及时与前期的先进性保持一致，为此反而增加了后期的管理、运维风险与成本，海上风电发展存在缺陷性。
5海上风电机组运维策略
5.1提高运维人员安全意识
通过开展专业的安全培训，有效提高海上风电运维人员的安全意识，对海上风电运维人员实行高标准、严要求，针对人员各项专业水平、安全操作技能和意识进行培训及考核，安排海上风电运维人员进行海上消防、游泳、海上救护及安全教育等方面的专业培训，对培训结果进行考核。只有考核结果合格，才可以批准其进行海上风电运维工作，提高人员安全意识和防护能力，以及处理事故的能力，全面提高海上风电运维安全性，避免发生不必要的人身及经济损失。
5.2建立健全安全管理体系
设置专门的安健环运维管理部门，配置适宜的安全管理人员，加强海上风电运维人员安全管理，确保海上风电场的顺利运行首要目标就是要建立安全监控系统，完善安全管理体系，实行先审批后实施的规定，防止无序运维事故的发生。
加强现场消防保卫制度，对出海船舶、救生设备、出海作业时间选择，海上风电运维工作使用的通讯设备及通讯方法都要有统一规定，并加强对其的监督管理工作，完成“四零”安全目标，逐级签订安全目标计划保障书，确保安全管理体系的有效运行。
5.3推广大部件专业化更换服务
大部件的更换需要专用船机设备和吊具系统，通过状态监测的振动预警系统，对关键部件早期故障进行预警；开展大部件故障空中维修、更换工艺的研发，降低运维成本；整合专用船机设备、工艺技术、工器具等要素，提供专业化的大部件更换服务，降低运维时间，增加运维效益。
5.4设立适宜的运维作业标准
成立专门机构，配置专业人才，通过总结海上运维实践经验，建立一整套行业统一的海上运维作业标准和规范，对海上项目施工及运维作业的安全（如出海作业人员资质、培训要求，海上人员交通船的资质准入、硬件配置、出海条件等）、技术（如验收规范、海上防腐、电气防护）、质量要求进行统一规定，以此达到提高运维工效、降低运维成本、增强运维安全的目的。
6海上风电机组运维研究展望
鉴于国内海上风电场运维技术水平偏低、管理体系建设偏弱的情况，建设单位应抓紧研究运维装备、运维技术标准、安全管理体系、风机设备部件管理，形成一系列适合国情和海上风电场自然条件的管理制度和标准。结合可用性评估机制对不同环境进行差异化分析，制定风电场运维管理机制。在实施方面，应坚持专业的人做专业的事，避免多重管理，明确运维职责，在建立科学合理的运维机制条件下，有序开展运维工作。
7结束语
我国海上风电发展势头迅猛，区域集中化开发十分明显，风电强省已经有意识地组织开展运维现状和策略的研究。在海上风电机组运维研究机制建立后，开
发建设企业要结合海上环境以及装备制造产业等予以统筹分析，整合资源的同时，确保分析数据的完整性，为海上风电机组运维的健康发展提供保障。
参考文献：
[1]DiamondKE.Extremeweatherimpactsonoffshorewindturbines：lessonslearned[J].NaturalResources&Environment，2012，27(2)：1-5.
[2]黄玲玲,曹家麟,李帅,张开华等.海上风电机组运行维护现状研究与展望[J].中国电机工程学报,2016,36(3):729-738.
摘要：海上风力发电作为风力发电的一种重要形式，与陆地风力发电相比具有许多明显的优势，对增加我国清洁能源生产、维护我国能源安全具有重要作用。本文重点论述了海上风电系统的运行维护措施。
关键词：海上风电系统；运行维护；难点；措施
近年来，风电产业的重要性日益凸显，根据其安装位置，可分为陆上风电及海上风电。由于陆上风电占地面积大，而土地资源短缺，风电逐渐向海上风电产业发展。与陆上风电相比，海上风电具有风资源丰富、湍流强度低、视觉和噪声污染小等优势，但海上风电运维成本高成为制约海上风电发展的一大瓶颈。
一、海上风电运维的特点
运行在海上极端恶劣环境中的海上风电机组，使其设备故障率逐年增高，在设备发生故障后，运行维护成员的安排、相应设备的补充、合理数量船只等一系列补救措施进行海上作业，除却昂贵的费用外，还受制于海上风速、风向及浪高等恶劣气候条件。较差的海上可进入性，使其船舶机组故障停机后，只能等待合适的天气才能执行海上维护任务，使机组故障停机时间被迫延长，进而造成极大的发电损失，这些原因是造成过高海上风电运维成本的主要原因。因此，想要使海上运行维护成本降低，对适合海上气候环境的风电机组进行考虑与设计，使机组的可靠性得以提升，对运行维护的措施进行优化与完善。
二、海上风电系统运行维护的难点
1、过度依赖和受制于市场。海上风电系统开发的主要平台，其技术含量过高，且核心结构较为复杂，但得益于各方力量能更好的进行分工合作，促使海上风电行业快速发展，并有效解决能源管理问题。从我国未来的长足发展角度出发，海上风电系统运行中常受到技术方面的制约，例如，运维过程中涉及领域较多，海上风电核心技术及自主性能力存在不足，很多设备过于依赖供应商，从而使海
上风电运行建设过程中存在很多不确定因素，增加了其投资风险。所以应全面且有机进行协调和处理，从而促使海上风电系统运维能力不断提高。
2、交通不便。海上风电作业交通设备为船舶，但因机动性较差和通勤时间过长的特点，若在暗礁、养殖区等位置，则面临不小的安全隐患。若要避免此类问题的出现，则应终止夜间作业，这无疑缩短了海上作业时间。
3、监控设备过多。在海上进行风电工作其工作环境无疑是恶劣的，这也就表示想要完成这项工作具有一定的挑战性，而且还将会面临着较高的运维成本，由于设备维护难度越来越大，所以也会对其增加相应的监控设备，致使监视设备过多。
4、海上风电场运行维护费用较高。随着海上风电机组功率容量趋向大型化发展，风电机组的体积也随之增大，从而直接加大了风电机组维护的难度。海上的自然条件恶劣，从而使风电机组的故障率相对较高，但海上作业必须依赖船舶，经常会需要一些专门的海上工程起重船舶等大型设施设备，不仅工程量大，费用也高，再加上天气条件的影响，导致无法及时开展工作，以至于带来很大的经济和人力损失。
三、海上风电系统运行维护的措施
1、有效转变运行方式。对海上风电系统进行计划、故障检修的过程中，需要耗费大量的人力、物力成本。随着科技的发展进步，通过有效运用先进的技术和管理方法，逐步实现海上风电运维管理系统的优化升级，将发展模式转变为状态检修为主，计划检修与故障检修为辅。
进行状态检修工作是以相应设备运行状态为基础条件，对设备可能存在的潜伏性故障进行在线和离线测量，与巡视检查数据和实时控制数据进行有效结合，从而科学评价出运行设备的具体状态，进而合理安排设备检修周期和具体维修部位。通过状态检修技术，对运行设备的结构特点、具体运行状态和监测到的有效数据进行全面分析，对设备进行综合评定，看是否需要进行检修工作，重点检修哪些部位、保证检修工作的时效性和针对性，这样才能得到准确结果。尤其是在开展海上风电机组运行维护的工作中，要求相应工作人员准确把控机组运行数据
和不同位置的监测情况，对多台运行中的风机进行统一检测，如此能有效降低检修维护成本，从而提升风电机组运行效率。
2、加强海上风电机组的故障检修。故障检修也被叫作事后检修，这是风电机组一旦出现故障后所开展的各项检修作业，其能节约运行前期监测工作的成本，还能避免出现过度维护的问题，其缺点就是运行维护方式过于传统，很容易出现一个部件出现问题，其他部件也会受损的现象。故障检修和定期检修方式是当前风电行业中应用最为广泛的检修方式。由于海上风电系统运行过程中受到海况及天气因素的影响较大，因此，随着海上风电不断朝着深海发展，其离岸的距离也更远，加之船舶航行的速度也比陆地车速慢很多，其抵达的时间也会更长，从而增加了故障检修的时间，并降低了机组的可利用率。其主要受限于实际检修经验存在不足和产品质量不佳，以及海况恶劣环境的影响，因此，在一定程度上加强故障检修能更好地控制海上风电设备运行维护问题。
3、基于数据挖掘技术建立风电新能源大数据平台。海上风电系统运维信息数据的主要来源分为以下方面：随着大数据信息技术的应用，其能实时对工作数据系统进行计算与统计，但其无法对以往运行的信息数据进行深入挖掘；风电设备在其生产运行系统中会存储一定的设备数据等结构化信息，其中，多种类型的传感器会定时定期对风电机组运行的状态数据进行收集整理。此外，可利用大数据进行分析，半自动化的工作评价是当前风电机组设备的重要监测方式，在对其监测过程中，很难发挥设备状态数据信息的主要价值，所以应建立风电新能源大数据平台，深入研究和分析设备状态信息数据，为建立海上风电机组设备故障预警系统提供基础数据。
4、加强工程的计划管理。进行海上风电运维管理过程中，做好计划管理工作要以出海检修时间为前提条件，从而有效保证各项工作的顺利开展和实施，有效提升检修效率，做好气象预测和相应数据统计工作，根据得到的数值拟定短期检修和维护计划，进而延伸到长期计划范畴中。例如在制定年计划过程中，需要提前对各个要点位置进行统计，做好衔接控制工作，保证风电机组实现可持续运转，更好的应对盛风期。还需要在海上风电场配备专业风功率预测系统，综合利
用短、中、长期预测措施，探索出海浪大小与风速之间存在的必然联系，保证有效控制风功率预测系统，从而保证风电场的安全准确运行。
5、做好船舶的安全检查工作。想要规范海上交通船舶的配置与应用状况，要对进入平台的船舶进行合理的安全检查。同时，该类船舶应持有我国海事管理局所颁发的证书，还应配备各类基础救生设施。在船舶进行合理的检查监督后，应立即通知业主及相关安全管理部门，对其相关安全文件资料和船舶通信的信息数据进行复核。此外，应急计划工作应简洁明了，且具备一定的可操作性，与我国相应的海洋安全和消防安全等各类计划进行结合。在安全紧急演习工作结束后，对紧急演习进行评估，将其作为基础条件，并对应急工作方案进行修订与完善。
6、做好台账管理工作。台账管理是对项目中所运用到的所有电气和机械设备相应资料的管理，能直观有效地对设备具体运行状态进行反映。进行海上风电运维管理工作时，建立全面系统的台账管理机制，能精准把控相应设备的运行状态，及时调整工作内容，提升工作效率。例如：力矩维护台账的创建，既是对机组螺栓紧固状态、维护状态的测定，还可为下年度工作拟定科学的机组维护时间，预防错过最佳维护时间。再者，各机组力矩维护作业时间均在5～6个工作日，详细、准确的台账记录，能预防维护漏失问题的出现。
参考文献：
[1]吴益航.海上风电运行维护问题策略探索[J].电力设备管理,2018(12).
[2]王广玲.海上风电系统的运行维护分析[J].集成电路应用，2020(04).
[3]林琳.海上风电系统的运行维护分析[J].中小企业管理与科技，2020(08).
海上风电场运行维护策略优化
【摘要】海上风电产业发展十分迅速，海上风电场的运行维护要求也随之不断提高，但是目前海上风电场的运行维护依旧存在些许问题，有待改善。因此，本文通过对海上风电场运行维护存在的问题的具体分析，提出了一些优化策略。
【关键词】海上风电场；运行维护；优化策略一、海上风电场运行维护的特点（一）海上风电机组运行维护的技术要求更高受海洋的影响，海上风电机组对技术的要求逐渐提高，因此，在进行设计时，会充分考虑海上侵蚀、船舶运输等相关因素。海上风电机组的安装地点相对空旷，很容易受到天气因素的影响，所以需要采取更加先进的技术手段，以此保障风电机组的安全运行。（二）海上风电场维护受环境影响的程度更大海上风电场的风电机组设备数量较多，分布的区域也比较广泛，具有点多、面广等特点，这就直接导致了风电机组的有效维护和管理会遇到阻碍。海上风电场还受海洋气候的影响，会在很大程度上缩短海上风电机组的维护作业时间，还会对风电机组的有效维护造成影响。（三）海上风电场运行维护的费用更高伴随着海上风电机组功率容量趋向大型化发展，风电机组的体积也随之增大，这就给直接加大了风电机组维护的难度。海上的自然条件十分恶
劣，从而使得风电机组的故障率相对较高，但是海上作业必须依赖船舶，经常会需要一些专门的海上工程起重船舶等大型设施设备，不仅工程量大，费用也相当高，再加上天气条件的影响，导致无法及时开展工作，以至于带来很大的经济和人力损失。
二、海上风电场运行维护的现状分析（一）缺乏先进的管理方法和信息技术手段使用风电发力是一个非常典型的现象，现代管理模式和信息技术环境下的装备产业，尤其是先进制造装备业，都已经具备了与企业资源管理相似的运行维护管理系统，但是目前风电产业却依旧没有投入运行。（二）风电场运行和维护存在脱节问题在风电机组供应商设置的技术掩护下，风电业主几乎不会单独对风电场进行管理。并且，风电机组的供应商所提供的维护系统与运行系统之间也是相互独立的，只能够满足销售合同的技术要求，却十分不利于风电业主开展深层次的信息分析或利用。（三）设备供应商在产业中占据主导地位风电开发的过程中，业主太过依赖设备供应商的技术支持，反而忽视了自身在技术上的创新，这就直接导致产业链上的知识共享和业务协作出现严重的缺失现象。（四）风电场运行和维护的成本重视问题建设大型风电场需要投资巨额资金，设备采购和建设成本非常高，不仅如此，风电场的运行维护成本也不断地上升，占据了总成本的很大一部分。目前，风电产业内部对运行维护明显不够重视。
（五）存在重视风电场建设而轻视运行管理的现象风电产业的发展初始阶段，为了能够快速在市场上占据有利地位，风电机组制造商和风电运营商都开始加强了对风电主机生产和风电工程建设的重视，但是在后期的运行维护上还缺乏精细化管理。三、海上风电场运行维护的优化策略（一）预防性维护策略预防性维护是指在部件发生故障之间就对其进行维护，以此保证风电机组能够正常运行。预防性维护主要包括调整、润滑、检查、擦拭和定期拆修更换等活动，还可以细化为时间维护和状态维护，即计划维护和视情维护策略。其中计划维护主要是通过对设备的故障规律的认识，不论设备处以何种状态，都要按照既定的时间进行维护，这一维护策略的优化主要集中在维护周期上。而视情维护策略主要是在设备中安装数据采集装置，并根据具体的实际运行情况进行维护。计划维护是以理论上的设备故障规律进行维护的策略，但是在实际情况中自然会存在一些小偏差，尤其是海上风电机组的运行是在相对恶劣的环境下。因此必须与视情维护策略相结合，当进入海上运行维护活动时，可以统一维修具有故障相关性的部件，这样一来，不但能够分摊固定维护费用，还能够降低故障的发生频率。（二）机会维护策略机会维护策略主要就是在某一部件发生故障时，其余部件同时也获取了提前预防性维护的机会，通过对部件满足维护条件的具体判断，制定出相应的维护策略。而且机会维护能够实现维护固定成本的分摊，但是在具体的维护过程中，需要携带的设施设备相对较多，这就对船只的要求也越
来越高，并在很大程度上提高了维护成本。（三）事后维护策略所谓事后维护策略就是设备发生故障之前，对其进行预防性维护，直
到设备发生故障之后，再进行具体的海上维护。但是故障发生具有很大的随机性，所以不具备充足的时间进行提前准备，所以事后维护策略只适用于重要程度低和维护成本低的设施设备。而且维护策略的执行，还会受气候和船只等因素的影响。海上风电的气候条件相当特殊，因此可及性是海上风电维护必须考虑的因素。
四、海上风电场运行维护的发展（一）利用激光雷达等实现后维护激光雷达是一种比较成熟的遥感技术，主要是用过发射脉冲光束，对气象、海浪、潮汐和风向等风电产业所需数据进行测量，能够在海上风电场的风能资源的评估和运行维护上应用，尤其是在功率曲线验证和尾流监测上，可以对风机功率表现实现快速评估和诊断，以此降低运行维护成本。（二）建立风电场远程运营新模式目前，我国的海上风电场一直在进行大规模的规划和建设，随之带来的问题主要有缺乏高能力和高素质的运行维护人才。如果能够建立健全的风电场远程运行新模式，利用收集到的振动监测运行数据，对风电机组的运行状况进行实时分析，实现设备的异常分析和劣化监视报警功能，或者具备专业的技术人员解决现场故障，并制定出各种预防性的运行维护策略，能够在很大程度上降低海上风电场的运行维护资金和人力物力投入。（三）建立海上风电场成本模型和运行维护优化策略
未来海上风电场的离岸距离和海水深度的增加，安装和运行维护成本都会随之出现上升。如果能够在风力机的尺寸和可靠性的支持下，选择科学合理的抵达风电场和维护风电场的方式方法，通过离岸距离、水深以及风电场的规模等因素，建立新型的海上风电场成本模型，以此指导海上风电场的运行维护。同时，还能够预计海上风电场的可利用率，优化运行维护策略。根据我国海上风电场建立合适的成本模型，选择合理地运行维护优化策略，势必会在一定程度上降低海上风电场的运行维护成本，实现海上风电场的快速发展。
五、结语综上所述，海上风电场其自身的天气和水文特性，促使海上风机机组的故障率居高不下，成本较高等现象屡见不鲜。为此，我国必须切实结合海上风电场的实际情况，优化运行维护模式，提高运行维护管理水平，为实现更好地利用海上风能资源奠定良好的基础。相信在不断地完善和创新下，我国的海上风电产业一定会实现全面发展的。参考文献：[1]王君，史文义.海上风电场运行与维护成本探讨[J].内蒙古石油化工.2011（05）.[2]边晓燕，尹金华，符杨.海上风电场运行维护策略优化研究[J].华东电力.2012（01）.[3]刘林，葛旭波，张义斌，尹明，李利.我国海上风电发展现状及分析[J].能源技术经济.2012（03）.[4]赵洪山，鄢盛腾，刘景青.基于机会维修模型的风电机组优化维修
[J].电网与清洁能源.2012（07）.
第二章2.1概述
海上风电场的选址
近海风电场一般都是在水深10~20m、距岸线10~15km左右的近海，从空间上看，地域大，选址余地大。实际上海上风电场的建设受到诸多因素的影响和制约。按制约因素的性质可为以下几方面：硬性制约（比如军事区、航道等）、软性制约（如：渔民的利益、规划上的冲突）、技术制约（如：风资源、海床条件、不利因素等）、环境制约（如：生态因素、噪声等）、经济制约。根据各国的海上风电场经验，综合各种影响因素，得出风电场选址的几项基本原则：（1）考虑风资源的类型、频率和周期（2）考虑海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别（3）考虑地震类型及活跃程度及雷电等其它天气情况（4）考虑城市海洋功能区的规划要求（5）场址规划与城市建设规划、岸线和滩涂开发利用规划相协调（6）符合环境和生态保护的要求，尽量减少对鸟类、渔业的影响。（7）避开航道，尽量减少对船舶航行及紧急避风的影响。（8）避开通信、电力和油气等海底管线的保护范围。（9）尽量避开军事设施及周围（10）考虑基础施工条件和施工设备要求及经济性，场址区域水深一般控制在5~15m。2.2选址考虑的各种因素2.2.1风资源因素1.风资源：风资源是风电场选址的首要因素，一个良好的风资源是必备条件。一般对风资源的评价如下：平均风速（m/s）6~77~88~99~10基于欧洲的经验低风速，项目经济上不好中等风速，投资回报周期长高风速，中等投资回收期，利润合理最佳风能资源，投资回收期短，高回报
风电场选址，在风资源上要求年平均风速大于6m/s，50m风功率密度大于200W/m2。我国最佳风资源区在台湾海峡，平均风速达到8m/s以上，功率密度达到700w/m2，其次就是广东、再次就是上海江浙一带，然后就是山东、河北等地。在从风资源方面选址上，首先要从宏观上确定区域，然后再进行区域风资源
测试评估。
2.风资源上的不利因素：台风海上风电场在风资源上的不利因素首先就是台风，强台风不仅仅损害叶片、机舱，还包括结构部件，如塔筒和基础，对发电设备影响很大。国际电工委员会（IEC）对发的机组的分类发的机组类型轮毂高度年平均风速（m/s）108.57.550年一遇3秒阵风（m/s）
123
7059.552.5
“桑美台风2006年登陆浙江，最大风速78米/秒，导致浙江苍南风电场28台风机倒了20台，整个风场几乎报废。”如果没有科学、扎实的研究，海上风场
将难以避免苍南的灾难。“目前运营的国产风机质量问题，可能在未来两到三年后集中爆发。”2.2.2海床的地质结构、海底深度和最高波浪级别1.海上风电风塔基础是造成海上风电成本的重要因素之一，选择地质条件好的海域建设风电场不仅利于施工，而且还能减少成本，并防治地质灾害。因此，海上风电场对地址条件的要求非常严格。在环境评估中要对所选海域进行地质勘探，且要布点合理，以全面掌握场址海床的地质构造情况。海底表层沉积物有有机的、无机的，无机的有细沙、泥沙、岩石碎裂的固体碎片等多种情况。一般而言，细沙覆盖的海床条件比颗粒较大的沉积物的海床更适合风电场的建设。2.海底深度（水深）水深也是影响项目总成本的重要因素之一，原因如下：1）发电机组基础，标准单桩基础在深水及松软的地质条件下不适合，需要更复杂的基础方案。2）施工安装，过深的水给施工带来难度。超过40m的水深，千斤顶驳船就不能胜任了，需要锚式起重船，但它受海况条件影响比较大。3）海底电缆的铺设一般在5~30m的范围内（10-20m）。水深和离岸距离根据欧洲海域已建成或规划中的海上风电项目水深、离岸距离和装机容量的信息统计得知：欧洲海上风电场开发趋于更大、更深、离岸更远。基于现在的风电技术和资金结构，40m是海上风电开发现实可行的最大水深。欧洲海域至今建设的海上风电场最深的是Beatrice商业示范项目，大约位于40m水深范围。极少数风电场在不到5m的水深处建造。大多数海上风电场项目离岸小于50km。德国第一个海上风电试验项目——12台机组总计60兆瓦的AlphaVentus——从1999年正式立项，到2010年4月才得以并网发电，历时近12载，比原定计划晚了一年半。为了保护海岸线和近海潮汐，以及不影响进港航道，德国联邦海洋和水道测量局要求海上风电场建在远离陆地的地方。德国的公众也不愿意看到海上风机出现在近海的自然景观里，认为是一种破坏。妥协的结果是，AlphaVentus选址在了北海离岸45公里远的地方，水深达30米。根据德国海上风电官方网站提供的信息，其他申请的项目也多在离岸30公里之外，水深在20米至35米之间。而英国、丹麦等国家的海上风电场离岸要近得多，那里的公众也不介意大型风机出现在视线里。3.海浪：波浪包含大量的动能和压力，对结构产生较大的重复荷载，对结构的寿命和动态行为有严重的影响。1）增加发电机组基础和结构的水平荷载2）在风电场运行期间影响安全进入或工作，增加了运营成本。3）大浪妨碍建设施工，增加施工成本。海浪：渤、黄、东、南海的波高以南海最大，东海次之，渤、黄海较小。
年均波高南海为1.5米，东海及南黄海为1.0～1.5米，渤海、北黄海和北部湾仅0.5～1.0米。年中波高以冬季最大，大浪（波高2米以上）频率都在20％以上。从济州岛经中国台湾以东海面至东沙、南沙群岛的连线为大浪带，大浪频率在40％以上，中心区可达50％。据现有记录，南海、东海的最大波高为10米多，南黄海为8.5米。波高最小的季节，黄海出现于夏季，东海和南海出现于春季。4.潮汐流潮汐流造成的水平荷载、泥沙的冲刷对海上风电场的建造、运营和维护构成了严重的挑战。其影响在于增加水平荷载增加冲刷，对基础的侵蚀加大使安装、维修更具挑战性，增加了施工维护的成本潮汐流的侵蚀能力与流速的立方成正比。中国海域潮汐流对海上风力发电场开放最具挑战性的地方位于浙江北部和江苏中部之间，杭州湾是世界上涌潮之地。潮汐流峰值（cm/s）0~5050~100100~150150~200>200重要性很少或没有问题较轻的挑战相对富有挑战性的工作环境挑战性的工作环境不适合的位置
5.潮差位于低水位和高水位之间的基础部分遭受的腐蚀最严重，且容易生成生物淤泥。潮差大也给施工、维护带来不便。潮汐范围重要性
0~4m
很小或者没有问题
4~8m
一些小的挑战
>8m
适度工作挑战
中国苏、浙、闽沿岸，一般为4～5米，但钱塘江口的涌潮，历史上最大潮
差可达9米，其壮观景象，举世闻名。渤海沿岸潮差也只1～3米6.海冰每年12月到3月，渤海湾特别是辽宁湾有海冰和浮冰，浮冰块对桩基有冲撞作用，而且浮冰块阻塞效应也会使船舶抵达发电机组很困难。2.2.3地震与构造风险在中国沿海存在一些轻微的构造断层，沿断层板块运动引起的地震会对海上风电场的生存造成很大的危害。作为选址的一部分，需要详细了解地质断层适当的间隔距离，感兴趣的海域的地震活动风险信息，这些信息应应用于选址的设计中。福建省海上位于横向地质板块边界，台湾岛区域为地震高发带，地震活动频繁，对风电机组的设计是个挑战，需要有足够的信息、工程技术和财务决策。江苏北部有最低程度的地质灾害，构造活动基本发生在江苏南部和中部。江苏省在近代历史上规模最大的地震为1668年里氏8.5。在设计中如果没有考虑地震因素，并加以适当保护，遇到强地震会造成重大损失。2.2.4海域利用上的冲突问题选址过程中不能忽略海域使用上的限制和制约，有时会和其他的行业、其他的用途等情况产生冲突。1.石油天然气渤海和东海有丰富的油气储量，随着对石油天然气需求的不断增长，海上石油和天然气的勘探和开采活动将日益增多，这样会限制海上风电的开发。2.航运航道约90%的世界贸易是由海上运输业来完成的。我国沿海各个区域都有重要的航道，风电场不能占据航道，特别是繁忙的航道和锚定站点、避风港区，在一些不繁忙的航道上也要考虑风电机组的分布，风电机组的分布要为行船留出足够的距离，避免船舶与风电机组的碰撞，造成船舶和风电机组的损坏。而且风电机组应安装警示标志，如照明和雾角等，另外应到海事部门进行登记注册，以便在航海指南中作出标示。3.军事设施1）军事管制区2）用于军事目的的海域：如军事飞行的低空区域，海里的导弹试验区域等。3）海底弹药库或海底弹药倾倒区，要摸清弹药地点位置，密分布度等情况。从中国海事图获得的弹药倾倒区和雷区可能在连云港以北海域的两个地方，这两个区域严重制约了该地区的风电场的开发。4.航空和雷达风电机组在雷达监测视线范围内会对雷达造成干扰，旋转的风电机组叶片会给雷达造成假信号，在雷达监测系统中显示错误的追踪信号。通常在海上风电场开发规划阶段，经常与航空和安全部门存在冲突，甚至导致项目审批无法通过。一般民用机场的位置是公开的，军用雷达及航空雷达的地点需要通过其他途径获得。5.渔业和捕捞
鱼类和海鲜是中国沿海的食物和收入的重要来源。现代水产养殖技术支持浅水区（小于10m）和较遮蔽的地方养殖。水产和海上风电场的选址之间有相当的重叠。其主要影响就是施工过程中破坏环境造成鱼类和海洋生物死亡。有些专家认为从长远看不会渔业有影响，而且由于桩基的建设形成类似渔礁可改变环境可促进鱼类的种群复苏，但渔业界不认同这种看法。总之短期是会给渔业或捕捞业造成影响。2.2.5环境制约1.湿地和浅水区是涉水、近水鸟类的主要活动区域，这些区域开发会对动植物的生态圈产生不良影响。旋转的风轮叶片会对鸟类造成伤害剥夺了候鸟的捕食区剥夺了候鸟的繁殖区施工期间对周边的生态产生不良影响如：盐城沿海滩涂珍禽国家级自然保护区位于江苏省盐城市的射阳、大丰、滨海、响水、东台五县（市）的沿海地区，面积45.3万公顷，1984年建立省级自然保护区，1992年加入联合国教科文组织国际“人与生物圈”保护网，1996年又纳入“东北亚鹤类保护网络”。主要保护对象为滩涂湿地生态保护系统和以丹顶鹤为代表的多种珍禽。2.视觉影响3.噪声影响4.海洋考古学的影响：如文化遗产等2.2.6港口港口在海上风电场开发的初级阶段扮演着重要的角色，因为所有的风电场的零部件、配套设备都会存放在此，并有此运送出海。港口设施应在风电场开始施工之前全部到位。一般港口应有深水泊位，以便大型深水船舶运作，还应有足够的空间以便存储风电机组塔筒和叶片等各种零部件，并拥有相当的吞吐量和可调配的船舶，有运送大量货物的基础设施。在制造、建造、安装、运营和维护各阶段都离不开港口。典型港口（处理100台风电机组/年）的规格：80000m2的最小面积，若在气候不好的地区，额外需要增加30000m2。港口周围应有200~300m长的运输通道，并且要有能承受高负载的能力。不受潮汐或其它进入性制约的航道，并能容纳长140m、宽45m、吃水深度6m大型船舶净空高度不低于100m，以保证塔架等零部件安全通航。能运送300T重量的起重机。一旦风电场开始运作，维护工作通常有最近的码头来进行，这些码头需配备维护人员、船舶、仓库和维修的装备。风电场的规模越来越大，并且离岸越来越远，直升机和海上居住条件也是考虑的范围。风电场距港口的距离海上风电场开发建设的项目成本随着场址距海岸线和港口的距离增加而增加。
如：海上航行的时间长将导致整个项目建造时间长，尤其是当运送风电机的地基和机组期间。恶劣和多变的海上环境会对风电场的维护带来困难。以江苏为例：共有11个港口，其中7个主要港口：连云港、滨海港、射阳港、大丰港、洋口港、南通港和吕四港，大多数都在扩建之中。连云港：江苏省最大的码头，最深的泊位8.51m，航道深9m。有足够能力完成海上风电场零部件的出海任务。滨海港：正在开发中，竣工后有3000t的水上平台，有4个分港口，其中2个适合做海上风电场港口射阳港：正在建设2个5000t的水上平台。吕四港：包括大唐电力港和正在兴建的吕四港。大丰港、南通港目前还不适合做海上风电场使用的码头。(2009年前的资料)
2.2.7电网海上风电场的年发电量和上网电价等因素也是需要考虑的。考虑到搭建输电设备的经济和技术等因素，选择离电网接入点近的区域并网是一种普遍认同的方案。2.3制约图制作对每个制约信息进行处理，然后分别制作制约图。2.4咨询与核准1.咨询的好处根据欧洲可再生能源项目开发所取得的经验证明，尽早在开发阶段有效识别和接触其他用户（利益相关者）是非常有效和必要的。作为开发过程中的一部分，潜在的风电场开发商必须咨询主要利益团体及国家和当地部门，目的是进一步确认制约图中确认的潜在开发区可利用性。咨询会确保开发的信息得以传达，可与有关部门展开对话，开发商能够获得相关资料。如果有意义的对话早日展开，可减少或避免开发商陷入各方的反对中，
能减少项目的延误和无用的费用和开支。比如：国家或军事设施某些信息是保密的通过公开渠道无法获得。通过咨询：1.可进一步确定项目的可行性2.可准确确定风电场的场址3.可预估建设难度和成本2.利益相关者风电场建设会涉及到许多方面的利益，这些利益相关者都要进行咨询沟通，充分了解各方的利益诉求，与风电场建设的冲突及解决的办法。这些利益相关者如：国家渔业局、海洋局、军事机构、海岸警卫队、港口、船舶公司、各地方政府机构、环境部门、电信部分等等。利益相关者约束类型石油天然气渔业与养殖国家地方军事机构国家地方政府船舶及导航、港口电缆和管道国家地方地方地方电缆管道联系单位中国海洋石油总公司国家农业部渔业局国家海洋局各地方海洋与渔业厅国家各军种的主管部门海岸警卫队各地的发展规划部门各地的交通厅、港口航道管理部门中国海底电缆建设有限公司中国石油天然气管道局中国民用航空局中国民用航空华东地区管理局中国海事局中国电信、移动、联通国家地方国家地方国家无线电管理办公室各地方无线电管理局国家广播电视电影局各地方广播电视电影局国家和地方自然保护区管理部门
3.东海大桥项目咨询机构名单国家和地方发展改革委员会国家海洋局上海市海洋局东海海洋局——海底电缆施工许可证上海市规划管理局—变电站选址上海水务局—行政许可的决定土地资源管理局—建设用地审批许可证卫生局—流行病保护审查上海市环境保护局水管局（海堤）—穿越海堤许可证电力公司—工程质量监督手续海洋与渔业局—海上海底施工许可证渔业厅农业委员会—禁渔证书及渔业生产和渔民损失补偿安置合同国土部—批准渔业资源损失的赔偿合同2.5评分和定级
【摘要】风力发电对于气候变化、环境保护、能源轉型等方面表现出巨大的作用，现如今，海上风电场的发展越来越快，尽管我国海上风电场的起步落后于其他国家，但我国未来风力发电不容小觑。本文主要分析目前海上风电场的运维现状，探究现阶段的运维模式和运维技术，为未来海上发电厂的发展方向提供参考依据。
【关键词】海上风电场;运维模式;运维技术
海上风电场是在水深近30-50米的位置建设的近海风电场，与陆上风电场相比，海上风电场不占用土地资源，也不受地形地貌的影响，海上的风能可利用率较高，海上风电机组最大单机容量已达到7兆瓦，海上机组年平均可利用小时数约3500小时。因此海上风电具有风能资源丰富、对环境的负面影响小、易于规模化开发等优势。我国的海上风能资源丰富，而且主要分布在经济发达、电网结构较强的东南沿海地区，根据我国“十二五”可再生能源规划，计划到2020年海上风电装机3000万千瓦，尤其是在未来五年，我国的海上风电将进入快速发展阶段。
一、目前海上风电场的运维现状
尽管目前我国海上风电装机的容量越来越大，但是其具有运维难度较大，费用较高等特点，导致海上风电的费用高于陆上风电的费用，这严重降低了海上风电场的收益。由于海洋环境的影响，使得海上风电场的运维现状不太理想，主要有以下几点。
（一）运维费用高
对海上风电场进行运维作业时，需要租赁或购买专业维护船，而市场上大部件维护的船舶较少，使用时还需排队，直升机运维目前成本非常高还暂不能普及，因此，需要消耗大量的资金，各种零部件的运输和吊装成本远远高于陆上风电场。除此之外，海上风电场的运维工作受海上环境的影响，机组故障容易受天气和潮水的影响，不能及时进行机组处理，造成一定的电量损失，导致海上风电场维护的成本高于陆上风电场的3倍以上。因此，寻找科学合理、切实可行的运维模式成为目前海上风电场开发和维护中需要研究的重点问题。
（二）机组出故障率高
目前我国的海上风电场基本上分布在东南沿海地区，尽管海上风电场的风速较大，年利用小时较高，然而运维作业时受环境影响明显，经常受到团雾、台风、海浪、雷雨天气等恶劣的自然天气所影响，严重降低风电场中风电机组的使用寿命，机组出故障率高。另外，一般海上风电场距海岸20千米以上，距离较远，不利于日常巡视检查，所以，海上风电场机组出故障率显著高于陆上风电场机组。根据调查统计，海上风电机组的年平均可利用率为80%左右，而陆上风电场的年平均可利用率高达98%。
（三）机组可达性差
现阶段大多数海上风电场设置在海洋气候与大陆气候交叉的区域，这些区域的环境变化明显，海浪较多，而且这些恶劣的环境导致海上运输船和直升机等不能作业，当海浪较高、风速超过规定风速范围内时，运维人员受环境所影响不能及时出海对设备进行维护。海上风电设备进行维护作业具有随机性，根据环境的变化而决定是否展开维护，每年进行维护的时间较短，据不完全统计，现阶段每年对海上风电场中设备进行维护的时间仅有200天左右。
二、海上风电场的运维模式
对海上风电场进行维护是为了保证机组能够正常运行，因此，研究海上风电的运维模式对保证风电场经济性与可靠性至关重要。现目前对海上风电场的维护模式分为三种，分别是以发生问题运维模式、计划运维模式以及状态运维模式，具体分析如下。
（一）已发生问题运维模式
已发生问题运维模式是在海上风电场设备出现故障之后，相关运维人员进行海上进行运维的模式，由于海上自然条件的限制，其故障发生具有随机性和不确定性，而且交通运输不便利，运维人员难以进入海上进行维护。当海上天气情况较为恶劣，维护人员就难以靠近风电设备进行维修，假如不能在出现故障的第一时间展开维护，就会导致风电设备停机的时间较长，损失巨大的电量。
（二）计划运维模式
计划运维模式是在熟练掌握风电设备的出故障规律和特点的基础上，不管设备处于什么状态，都可以按照事先规定的时间对其进行维护的一种模式。计划运维模式主要分为日常巡查、特殊巡查和检修三种方式。日常巡查主要是对海上风电机组设备、海上升压站设备、风电场恻风装置、风电场高压配电线路的巡查，是日常的基础设施的检查。特殊巡查是在台风、暴雨等恶劣天气，海上风电机组、升压站设备无法正常运转，以及展开事后运维和添加新设备后进行的巡查，考虑天气的计划运维模式能够显著降低运维成本，对其进行定检定修，即定期进行检查，一旦发生问题要及时的进行处理，同时还要定期进行检修维护即便没有大故障也要进行检修维护，避免因为一个小小的问题而引发大问题，因此，计划运维模式是目前海上风电场进行维护最经济可行的模式，同时也是目前海上风电场所采用的最主要的运维模式。
（三）状态运维模式
状态运维模式属于一种预防性维护，在海上风电场的设备中安装各种传感器，对设备的运行状态和数据进行收集和反馈，对设备的状态进行评估，判断其是否正常运转，假如出现故障并判断出故障的发生位置，明确对设备维护的时间和维护内容。状态运维模式是对设备的检测过程中产生的各类信息进行分析和判断，能够及时的发现故障，确定故障所在位置，并且快速制定切实可行的维护计划。同时还可以预测海上风电设备剩余寿命，对机组设备进行寿命预测，提前安排设备的维护方案和预防性更换，充分调动现有的维护资
源，避免一些设备寿命到期而造成不必要的损失。状态运维模式能够在最大程度上保证海上风电场设备的正常使用，减少不必要的维护，减少浪费的停机时间，有效的降低维护产生的成本。
三、海上风电场的运维技术
（一）海上风电机组设备状态检测技术
（1）震动检测技术
振动检测技术是分析设备各个部件的震动频率和振动特点，对根据频率和特点的标准，得出设备各个部件的振动传达的信息，进而对设备的故障进行定位和判断。
（2）油液监测技术
油液监测技术是通过分析被监测机器的在用润滑油和液压油的性能变化和携带的磨损微粒的情况，获得机器的润滑和磨损状态的信息，评价机器的工况和预测故障，并确定故障原因、类型和零件的技术。随着科学技术的不断发展，油液检测技术也朝着集成化、智能化、在线化方面发展，帮助海上风电场预测故障并判断故障发生的位置。
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