中國風電講義

運維公司風電場安全工作1安全重要性安全是風電場運行維護最基本的保證安全一票否決制安全、健康、環(huán)境(EHS)也是企業(yè)文化、企業(yè)形象的集中體現(xiàn)安全工作必須警鐘長鳴做好安全就是要一絲不茍的遵守規(guī)章制度2安全責任制考核不發(fā)生人身死亡事故不發(fā)生全廠停電事故不發(fā)生電廠引發(fā)的電網穩(wěn)定破壞事故不發(fā)生重大及以上設備損壞事故不發(fā)生垮壩事故不發(fā)生重大及以上交通事故不發(fā)生重大及以上火災事故3風電場安全工作內容風電場安全準備工作風電場安全管理春秋季安全大檢查安全性評價應急預案風電場運行、設備檢修安全管理吊裝安全特種操作風電場規(guī)程、制度4安全(生產)準備5安全組織機構安全崗位及崗位職責

安全培訓安全設施、工器具、儀器建立完善建立健全落實規(guī)章制度安全輔助設施運行信息管理系統(tǒng)安全網絡安全第一負責人公司、風電場、班組三級安全網絡安全員消防委員會6運行檢修(崗前)培訓風電、電氣專業(yè)基礎理論培訓模型機培訓設備制造商(國外、現(xiàn)場)培訓運維實習各類規(guī)程、操作標準和公司規(guī)章制度經安全、專業(yè)等考試合格，取得相關合格證書(調度、操作等)，持證上崗7風電場安全管理制度87.1 安全工作責任制7.2 安全文明生產管理辦法7.3 安全規(guī)程7.4 安全培訓、三機教育制度7.5 安全保衛(wèi)工作規(guī)定7.6 安全工器具、電動工具管理辦法7.7 “兩措”管理辦法7.8 消防安全管理規(guī)定7.9 反習慣性違章管理辦法7.10 風電場生產事故調查規(guī)程7.11 安全管理制度編制流程圖7.12 “兩措”計劃管理流程圖7.13 年度安全生產目標管理流程圖風電場管理制度8.1 運行管理辦法8.2 運行規(guī)程8.3 工作票制度8.4 圖紙資料管理規(guī)定8.5 倒閘操作制度8.6 觸電事故應急預案8.7 防臺防凍防雷防沙暴防小動物管理辦法8.8 防止電氣誤操作管理辦法8.9 輸、集電線路倒桿斷線事故應急預案9特種作業(yè)管理

10風電場特種作業(yè)包括吊車、天車、叉車、焊接、壓力容器等，要求：應建立完善的設備臺帳，包括設備的型號、廠家、參數、出廠日期、使用手冊等明確設備責任人，按照相關責任制度，設備到人操作人員資質，必須按照國家有關規(guī)定經專門的安全作業(yè)培訓，取得特種作業(yè)操作資格證書，方可上崗作業(yè)設備定期檢驗，按照相關規(guī)定，定期進行檢驗“四不放過”原則

11事故原因不清不放過事故責任者和應受到教育者未受到教育不放過沒有采取防范措施不放過事故責任者未受到處罰不放過風電場安全、運行、檢修規(guī)程風力發(fā)電場安全規(guī)程(DL796-2001)風力發(fā)電場運行規(guī)程(DL/T666-1997)電業(yè)安全工作規(guī)程(DL/408—1991)風電場事故調查規(guī)程風力發(fā)電場檢修規(guī)程(DL/T797-2001)12風電場安全規(guī)程風電場運行檢修人員基本要求風電機安裝安全措施風電機安全運行風電機維護檢修安全措施13安全規(guī)程的主要內容建立風電安全生產網絡落實安全生產責任制崗前安全生產教育、培訓和考試電氣設備包括升壓站安全運行及事故處理標準架空線路和電力電纜事故處理標準14風電場運行檢修人員基本要求身體健康，沒有妨礙工作的病癥通過安全教育、崗位技術培訓、風電的專業(yè)基礎知識培訓和相應實習熟悉風電機組結構原理故障診斷熟悉風電機組運行、維護有關要求熟悉日志、巡視、缺陷、檢修記錄和工作票、操作票要求了解其它有關標準、規(guī)程，熟悉本風電企業(yè)各項制度熟悉各項報表和信息報送系統(tǒng)(包括監(jiān)控和備件系統(tǒng))新人員應經過實習期方能上崗掌握消防器材使用、安全工器具使用方法特殊工種應持證上崗15風電機吊裝安全措施安全機構：責任人、監(jiān)督員施工方案：工作內容、現(xiàn)場布置、安裝順序、技術要點、吊具和工具、人員安排吊裝前準備：氣象、部件和吊具檢查、現(xiàn)場指揮、通訊、起重操作人員和拉繩人員交底、工具和安全裝備吊裝過程：指揮、監(jiān)督、警示、應急處理安裝后檢查：力矩、牢固性、外觀16風電機組風輪吊裝17風力發(fā)電機組安全運行

風電機組、變電設備參數設置值特殊天氣下機組安全風電機組電氣操作安全風電機組遠程監(jiān)控安全運行事故應急處理和報告運行記錄和巡檢報告消防及交通通訊與照明18風電機組維護檢修安全

嚴格執(zhí)行工作票、操作票制度嚴格遵照維護檢修手冊(作業(yè)指導書)維護檢修必須嚴格實行監(jiān)護制：監(jiān)護人、操作人、負責人安全裝備：安全帶、帽、鞋、手套；放墜鎖、鋼纜、燈、工具及工具帶登塔和機艙內操作安全警示標志惡劣天氣：大風、雷電、陰雨潮濕人員健康和緊急救護19風電場運行規(guī)程風電場運行組織機構風電場主設備和輔助設備基本要求風電場運行基本條件風電場運行人員基本要求風電場運行內容運行監(jiān)視、巡視和記錄異常運行和事故處理風電場運行經濟分析20風電機組運行狀態(tài)、功率調節(jié)方式運行狀態(tài)：啟動、空轉、并網、暫停、運行、維護、緊急停機和正常停機、變槳、解纜、偏航功率調節(jié)功能：失速、主動失速、變速變槳風電機組運行操作：自動、手動、遠方21風電機組運行巡視、監(jiān)視正常巡視：計劃、內容和巡視路徑特殊巡視：沙塵暴、臺風等異常氣候、事故搶修(或大修)、新設備(技術改造)巡視記錄：機組缺陷記錄、外觀等日常監(jiān)視：收聽并記錄當地天氣預報、監(jiān)視風電機組計算機屏幕各項參數變化并記錄22風電機組運行記錄日常運行日志故障記錄發(fā)電數據記錄氣象數據記錄曲線記錄試驗記錄正常巡視與特殊巡視記錄23風電場運行經濟分析發(fā)電量分析故障分析負荷分析機組特性分析風資源分析24運行問題原因分析機組選址錯誤機組性能下降機組管理問題設備質量問題設備安裝錯誤設備老化磨損設備設置錯誤25風電場運行維護基本概念26保障風電場安全穩(wěn)定經濟運行提高定期設備檢查的效果和水平推進預防性檢修提高可用率、降低成本，延長機組壽命減少風電場日月年報表、日志等文件工作量有利于經濟性分析可研驗證

年度發(fā)電量預測缺陷及早發(fā)現(xiàn)，避免損失(事故)進一步擴大風電場運行維護統(tǒng)計、考核指標一般設備事故設備一類障礙可用率設備利用小時發(fā)電量、上網電量、售電量廠用電率發(fā)電廠廠用電綜合廠用電27設備利用小時和容量系數發(fā)電設備平均利用小時(等效滿負荷利用小時)容量系數風電場發(fā)電設備利用小時數/統(tǒng)計期間小時數(8760)28風電設備可用率可用小時風電設備處于可用狀態(tài)的小時數。備用小時：當風速低于切入風速或高于切出風速，環(huán)境溫度超過設定工作條件，環(huán)境工作條件已超過風電機組運行設定(通常設定或合同法律約定)邊界條件，作為機組本身沒有發(fā)生故障，盡管停機等待仍應認為處于備用狀態(tài)，設備可用?？捎眯r＝運行小時＋備用小時可用系數(率)29綜合廠用電率綜合廠用電量

綜合廠用電量=發(fā)電量+購網電量-上網電量綜合廠用電率30風電機組運行參數發(fā)電小時(generating)運行小時(operation)備用小時(standby)故障小時(error)受累停運小時(gridfailure)計劃檢修時間(planedservice)定期維護時間(ScheduleMaintenance)

31各種可用率計算方法能量可用率客戶計算法廠家計算法32電能計量計費系統(tǒng)正向有功、正向無功反向有功、反向無功Cos(φ)33電能報表風電機組定期維護一年二次定期維護各項檢查、清掃、試驗、測量、檢驗、調整加注油脂、補充潤滑油易損件更換定期(日常)維護：清理、調整、注油經常性檢修日常(巡檢)發(fā)現(xiàn)一般故障消缺34風電機組事故搶修、大修和技術改造事故搶修：出現(xiàn)大部件損壞或停機時間長、故障損失大的修理風電機組大修風電機組技術改造35功率特性曲線測試風電機組廠家標準功率曲線“機艙”功率曲線標準測試功率曲線36實測功率曲線37定槳距典型功率曲線分析38變槳距機組典型功率曲線39風電場安全裝備安全工器具：驗電器、掛地線、絕緣桿等消防器材：沙箱、滅火器、消防栓、水池等登高作業(yè)裝備：安全帶(繩)、防墜鎖、安全鞋、安全帽等安全防護：旋轉防護、護欄、防轉鎖、警示牌、遠控鎖40風電機組登塔安全裝備41風電機組抗低溫措施齒輪箱油加熱機艙內部密封、加熱采取傳感器加熱措施采用低溫型葉片控制柜內加熱低溫特性潤滑油、脂42風電機組及輔助設備防腐海上鹽霧腐蝕電化學反應部位：法蘭、螺栓、塔筒、箱式變壓器等措施：熱鍍鋅或噴鋅、空氣過濾和密封等43風電機組控制系統(tǒng)功能運行功能保護功能記錄功能顯示功能控制功能試驗功能44風力發(fā)電機組運行故障分析45風電機組故障分布圖46故障分類(按主要結構來分類)電控類電控類指的是電控系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，主要指傳感器、繼電器、開關、電源、控制回路等。機械類機械類指的是機械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、葉片等出現(xiàn)的故障。如機組振動、液壓、偏航、主軸、剎車等故障。通訊遠傳系統(tǒng)指的是從機組控制系統(tǒng)到主控室之間的通訊數據傳輸和主控制室中遠方監(jiān)視系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障47故障分類(按故障產生后所處狀態(tài)分類)自啟動故障(可自動復位)自啟動故障指的是當計算機檢測發(fā)現(xiàn)某一故障后，采取保護措施，等待一段時間故障狀態(tài)消除，或恢復正常狀態(tài)，控制系統(tǒng)將自動恢復啟動運行。不可自啟動故障(需人復位)不可自啟動故障是當故障出現(xiàn)后，故障無法自動消除，或故障比較嚴重，必須等運行人員到達現(xiàn)場進行檢修的故障。報警故障實際上報警故障應歸納到不可自啟動故障中，這種故障是表明機組出現(xiàn)比較嚴重故障，通過遠控系統(tǒng)或控制柜中的報警系統(tǒng)進行聲光報警，提示運行人員迅速處理48風電機組翻倒49對中問題引起故障分布50葉片損壞51葉片尖部雷擊52風力發(fā)電機組防雷接地網在基礎施工中，沿地基安裝銅導體，沿地基周圍(放射10m)1米地下埋設，或者采用多點銅棒垂直打入深層地下接地電阻小于4歐姆降阻措施降阻劑53發(fā)電機轉子燒損54齒輪箱經常出現(xiàn)問題55

原因潤滑不到位維護不當廠家設計、制造質量問題(斷齒、點蝕、軸承損壞、齒面損壞、漏油等)行星輪結構示意圖56發(fā)電機不同部位損壞分析57電容器損壞58葉片表面污染59葉片污染后功率曲線變化60葉片結冰61風電機組結冰氣動性能改變葉片損壞傳感器凍住62風速儀風洞標定63風電齒輪箱振動包絡線圖64風資源描述基本參數風速、風向風能、風能密度風頻分布風能區(qū)劃高度梯度變化陣風、湍流65影響風的因素：溫度、地面粗糙度、障礙物、地形等海

沙灘

草地

樹木

丘陵

森林

房屋

城市

山谷和山峰

海陸風上升氣流下降氣流氣象學系統(tǒng)太陽能是風能的來源66600kW500kW300kW50kW2,500kW1,500kW4,500kW1000m100m5mm層流邊界層Prandtl邊界Ekman邊界層自由流

大氣層

紊流邊界層近地邊界層分析高度67風能及風能密度風能計算，W風能密度(風功率密度)，W/m268風電場測風塔設置要求代表性障礙物地形變化：坡度、山脊變化高度設定傳感器標定69平均風速隨時間變化日變化月變化年變化70年平均風速,m/s風資源多年變化71風速年變化72風速日變化73近地層中，風具有明顯的陣性特征，其速度是脈動的可以近似處理為近地風速由一個平均分量和脈動分量組成脈動風速的均方根與平均風速的比值定義為湍流強度74風的結構復雜地形ti=20%平坦地形ti=5%湍流強度

=標準差/平均值050100150200250300s131211109876511109876575湍流強度湍流對風電機組輸出功率的影響76對數風廓線這里:V(z)高度z上風速;z地面高度;zr地面上相對高度,由風廓線定義轉換;z0粗糙度系數;a高度冪指數.垂直風廓線指數風廓線0246810平均風速,m/s

200150100500距地面高度,ma=0.45a=0.26a=0.16Dv=3.2m/sDv=0.6m/s7776風向分布是風場設計的關鍵因素風向分布風頻分布威布爾分布（Weibull）C、K參數瑞利分布(Rayleigh)瑞利分布是當威布爾分布中k=2.0時的分布79風頻分布Quelle:DEWI8081數學概率擬合偏差風頻分布

功率曲線發(fā)電量年發(fā)電量測算年理論發(fā)電量82風能區(qū)劃豐富區(qū)較豐富區(qū)可利用區(qū)貧乏區(qū)年有效風能密度(W/m2)≥200200-150150-50≤50年≥3米/秒累積小時數≥50005000-40004000-2000≤2000年≥6米/秒累積小時數≥22002200-15001500-350≤350占全國面積百分比818502483風功率密度等級表風功率密度等級10m高度30m高度50m高度應用于并網風力發(fā)電風功率密度W/m2年平均風速參考值m/s風功率密度W/m2年平均風速參考值m/s風功率密度W/m2年平均風速參考值m/s1<1004.4<1605.1<2005.621001505.11602405.92003006.431502005.62403206.53004007.0較好42002506.03204007.04005007.5好52503006.44004807.45006008.0很好63004007.04806408.26008008.8很好740010009.4640