第３３卷第１期 ２Ｏ１２年２月 电力与能源 ５９ 东海海上风电场的运行管理实践与成果 王 毅 ，刘志鹏 ，王 靖 ，余小明 ，张 宇。 （１．上海绿色环保能源有限公司，上海２０００９０；２．华锐风电科技（集团）股份有限公司，北京１００８７２； ３．上海电力技术与管理学院，上海２０００２５） 摘 要：介绍了上海东海大桥风电场的运行管理的制度建设和运行实践以及取得的成果，分析了海上风电场 运行管理的重点和难点，为海上风电场的运行管理做了有益的探索。 关键词：风力发电；海上风电场；运行管理 中图分类号：ＴＭ６１４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：２０９５—１２５６（２０１１）０６—００５９—０３ Ｔｈｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ａｎｄ Ｏｕｔｃｏｍｅｓ ｏｆ Ｄｏｎｇｈａｉ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｗｉｎｄ Ｆａｒｍ Ｗａｎｇ Ｙｉ ，Ｌｉｕ Ｚｈｉｐｅｎｇ。，Ｗａｎｇ Ｊｉｎｇ ， Ｘｉａｏｍｉｎｇ。，Ｚｈａｎｇ Ｙｕ。 （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｇｒｅｅｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｕａｒｕｉ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｉ ｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７２，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＳＭＥＰＣ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２５，Ｃｈｉｎａ） 上海东海大桥风电场是我国第一个大型海上 风电项目，也是亚洲第一个海上风电项目。项目 于２０１０年６月８日完成全部３４台风机的安装调 试工作，正式并入上海电网；８月３１日，完成全部 风机的试运行考核，进入商业运行。东海风电场 项目的安装调试成功完成，填补了我国大型海上 风电场从设计、制造到安装、调试的技术空白，风 电场的运行管理将为我国大型海上风电场积累宝 贵经验。与陆上风电场相比，海上风电场运行维 护工作还必须考虑风、浪、潮汐及海流等的作用和 影响，作业难度更大，制约因素更多。为了确保东 幽１ 东海大桥风电场位置及机组分布不意图 海海上风电场的安全、高效运行，就必须完善运行 煤所产生的二氧化硫２ １４８ ｔ，氮氧化合物１ ８４７ ｔ， 管理制度，提高运行维护水平。本文将结合东海 减排二氧化碳２３．７４万ｔ。 海上风电场的运行实践，对备品备件及时供给、运 风电场采用３５ ｋＶ电压等级的集电线路，８ 行数据分析和运行维护管理模式优化等方面的创 台或９台风电机组组成一个联合单元，通过海底 新工作进行介绍。 电缆接入岸上ｌ１０ ｋＶ升压变电站，再通过两回 ｌ 项目概况 １１０ ｋＶ线路接入上海电网。 东海大桥风电场布置在上海市东海大桥东侧 ２运行管理制度的建设 距岸线６～１２ ｋｍ的上海海域，平均水深１０ ｍ。 为了确保风力发电机组的正常运行，就必须 风电场共安装３４台３ Ｍｗ海上风力发电机组 搞好机组设备的维护工作，为此建立了设备运行 （机组分布见图１），总装机容量为１０２ Ｍｗ。风 维护管理制度，完善了各种运行维护技术手册，还 电场设计年发电利用小时２ ６２４ ｈ，全年上网电量 对运行维护团队进行了专业知识培训。根据管理 为２．６７亿ｋＷｈ。与燃煤电厂相比，风电场的运 制度，风电场的运行维护分为常规巡检、日常故障 行每年可以减少燃煤折８．６万ｔ标准煤，减少燃 消缺、定期维护三部分，要求在良好的定期维护基 ６Ｏ 王毅，等：东海海上风电场的运行管理实践与成果 础上，结合设备消缺，制定周密的定期巡检维护计 划，提前对机组可能存在的问题和故障做出判断， 消除风机缺陷，降低故障隐患发生的概率。风电 场的运行维护实行小组工作制，对运行维护工作 进行了量化，运行维护实现模块化管理。为了强 化团队责任心，要求运行维护人员及时分类汇总 各项经验并做到信息共享。 在运行过程中，要求运行人员做好运行数据 的分析工作，积极摸索风机随季节变化的出力规 律，并在这个基础上进一步制定合理的定期维护 工作时间表。例如把定期检修维护安排在小风、 无风情况下进行，可以实现设备综合利用率最大 化，减少资源的浪费。 ３运行状况分析 日常运行中，对风机主要子系统如变桨系统、 齿轮箱系统、发电机系统、在线监测系统的运行参 数进行重点监控。图２至图５是２０１０年１０月２５ 日４：Ｏ０到２６日２０：Ｏ０几个主要设备的运行记 录，在这期间机组输出的有功功率保持在３ Ｍｗ。 可以看出，机组在长时间满功率运行的状态 下，机组齿轮箱、轴承、发电机等关键部件运行平 稳、振动噪声低、温升正常；机组的实际功率曲线 与设计功率曲线吻合度较好，机组的可利用率较 高、发电量较高，机组运行可靠。 时间 图２变桨系统的运行记录 ４：００ ８：００ １２：００ １６：００ ２０：００ ２４：００４：００ ８：００ １２：００ １６：００ ２０：００ 时间 图３齿轮箱系统运行记录（油温报警限值为７５℃） ４：００ ８：００ ｌ２：Ｏ０ ｌ６：Ｏ０ ２０：００ ２４：００４：００ ８：００ １２：００ １６：００ ２０：００ 时间 图４发电机系统（轴承温度报警限值为１１０℃） ４：００ ８：００ １２：００ １６：００ ２０：００ ２４：００４：００ ８：００ １２：００ １６：００ ２０：００ 时间 图５机组在线监测系统（振动加速度限值为２ ｍ／ｓ０）∞；Ｏ０２如 ∞ 如 ∞ 如 ０ＯＯ０Ｏ ＯＯ０ＯＯ４ 运行效果 功率曲线和可利用率是对风力发电机组性能 考核的关键指标。图６是根据实际运行数据得到 的３４号机组的功率一风速曲线，很有代表性。从 风电场目前设备运行情况来看，功率曲线满足设 计要求。 』ｘｌ速／（ｍ・ｓ １ 图６ ３４号机组的功率曲线 进入商业运行以来机组运行平稳可靠，风机 月平均可利用率近９５ ，发电量达到设计要求； ２０１０年１２月１４ Ｅｌ风电场曾创造了单日发电量 达２２３万ｋＷｈ的纪录。 ５有待解决的问题 海上风电场不同于陆上风电场，气候条件、潮 汐变化、船舶等多种因素的制约，使得运维人员难 以到达风机塔筒对风机进行消缺、检修。特别是 ０ 王毅，等：东海海上风电场的运行管理实践与成果 ６１ 海上风电场安全生产管理目前还只能借鉴火电模 况，从根本上杜绝误操作发生。输变电设备的运 式，安全生产规范、标准有待完善和进一步系统 行维护工作也是确保风电场的安全稳定运行的主 化，同时还要制定符合海上风电场的应急预案。 要组成部分，必须紧紧围绕技改、设备消缺、维护、 由于风力发电机组分布于海上，场区内的环境条 预防性试验、继电保护和自动装置定期检验等认 件特殊，应充分考虑海浪、台风、雨雪、高温、严寒、 真开展工作，确保机组在大风季节到来时处于良 雷电等恶劣气象条件对风力发电机组的影响，制 好的状态。为了做好风电场运行维护工作，还要 定符合海上风电场的巡检制度，同时探索状态检 加强电力可靠性管理，建立可靠性效益评价系统， 修规程的编制，降低事故及一类障碍发生率。 提高电力系统安全、经济运行水平和可靠性管理 海缆由于所处的环境条件，维护保养工作极 水平。为此必须推行备件联合储备，建立合理的 为困难，一旦发现损坏，很难进行维修。因此，加 基本定额，通过国产化、同类型替代，拓宽采购 强对海缆的运行维护管理工作极为重要。 渠道，提高供应及时性。同时加强与风机制造 ６ 结语 厂商的沟通合作，加：托缺陷治理力度，完善备品 备件管理制度，全面提高风机的可利用率。还 东海大桥风电场作为我国第一个大型海上风 要加强与气象预报部门的联系，根据气象部门 电场，其安装、调试、并网发电及成功运营，标志着 提供的海浪、台风、雨雪、高温、严寒、雷电等气 我国已具备海上风电场开发设计、大型海上风机 象信息，及时采取预控措施，确保风力发电机组 装备设计制造能力和海上风电场运营管理能力。 的安全。 通过一年的实践为我国海上风电场的运行管理积 完善培训考核机制，实施“三级”培训，加强 累了许多有益的经验。 专业技术人员的基本知识学习，加强岗位操作 风电场必须认真做好运行维护管理，才能确 人员的基本技能训练，有利于积极探索海上风 保风电机组的安全稳定运行，提高风力发电机组 电场的运维模式，提高设备可利用率，创造良好 的可利用率及供电可靠性，保证风电场输出电能 经济效益和社会效益，为我国海上风电开发作 质量符合有关标准。在运行实践中必须加强安全 贡献。 生产制度的建设，不断推进管理的标准化、科学化 收稿日期：２０１１ ０８ ２６ 及现代化，带动和强化安全生产工作，确保机组的 作者简介：王毅（１９８０一），男，大专，从事风电场的运行和 安全稳定运行。因此要进一步建立健全风电场安 检修管理工作。 全考核管理制度，严格监督“两票三制”的执行情 （编辑：吴国粱） （上接第５８页） ． ［－４３郑丽，马维新，李立春．超导储能装置提高电力系统暂态 并网型风电场具有良好的动态性能，不仅能很好 稳定性的研究ＩＪ］．清华大学学报，２００１，４１（３）：７３—７６． 地吸收风电场输出有功功率的波动成分，有效平 ［５］Ｔｒｉｐａｔｈｙ Ｓ Ｃ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ｗｉｎｄ ｄｉｅｓｅｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ 滑注人电网的有功功率，同时，也起到了抑制电网 ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， 电压波动的作用。分析表明，通过合理选择 １９９７，３８（９）：９１９－９３０． ＳＭＥＳ的控制方式，采用具有较小储能量的 Ｅ６］吴俊玲，吴畏，周双喜．超导储能改善并网风电场稳定性 ＳＭＥＳ就能够降低并网风电场在阵风扰动时对电 的研究［Ｊ］．电工电能新技术，２００４，７（３）：５９—６３． 网的影响，可以有效提高网络故障后风电场的稳 Ｅ７］Ｈｅｉｅｒ Ｓ．Ｇｒｉｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｍ］． 定性。 ＮｅｗＹｏｒｋ：Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９９８． ［８］Ｖｌａｄｉｓｌａｖ Ａｋｈｍａｔｏｖ．Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｎｅｔ 参考文献： ｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ ａ Ｌａｒｇｅ Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ［Ｊ］．Ｗｉｎｄ ｅｎｇｉ— ［１３吴学光，张学成，等．异步风力发电系统动态稳定性分析的 ｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２９（５）：４２１－４３０． 数学模型及其应用［Ｊ］．电网技术，１９９８，２２（６）：６８—７２． ［２］马幼捷，张继东．风电场的稳定问题ＥＪ］．可再生能源，２００６， 收稿日期：２０１１－１２一Ｏ２ １２７（３）：３６－３９． 作者简介：王 凯（１９８５一），女，助理工程师，本科，从事风 ［３］李先允，陈小虎，唐国庆．大型风力发电场等值建模研究综 电工程设计工作。 述［Ｊ＿．华北电力大学学报，２００６，３３（１）：４２—４６． （编辑：吴国梁）