風(fēng)電機(jī)組可靠性作為提升風(fēng)電運(yùn)營商、制造商、服務(wù)商管理水平和設(shè)備健康水平的一種科學(xué)管理方法，已經(jīng)成為風(fēng)電企業(yè)生產(chǎn)管理的重要組成部分。目前，行業(yè)內(nèi)衡量風(fēng)電機(jī)組可靠性的指標(biāo)包括可利用率、故障頻次、MTBF（ 平均無故障運(yùn)行時間）、MTTR(平均修復(fù)時間)等，不同的可靠性指標(biāo)從不同層面體現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的可靠性。因此，以多維度的可靠性指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行可靠性分析，能夠掌握其運(yùn)行可靠性，為提高我國風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行維護(hù)水平提供技術(shù)支撐，對風(fēng)電行業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

截然不同的曲線

協(xié)合運(yùn)維在最近一次故障頻次的對標(biāo)中，一條異常的曲線被捕捉到。

在行業(yè)通常的認(rèn)知中，隨著運(yùn)行年限的增長，機(jī)組的各種零部件磨損逐年加劇，設(shè)備性能逐年衰減，風(fēng)電機(jī)組故障頻次也會隨之攀升。

對標(biāo)選取了國內(nèi)不同資源、不同機(jī)型、不同運(yùn)行年限的200余座風(fēng)電場，根據(jù)風(fēng)電場運(yùn)行數(shù)據(jù)得出的故障頻次與投產(chǎn)年限的關(guān)系圖如下（圖1是根據(jù)大多數(shù)風(fēng)電場數(shù)據(jù)繪制的曲線，各節(jié)點(diǎn)數(shù)值為故障頻次的平均值；圖2是其中一座運(yùn)行了超過10年的老舊風(fēng)電場曲線圖）。

風(fēng)電機(jī)組故障頻次與投產(chǎn)年限關(guān)系

圖1（上）、圖2（下）

我們看到，圖1與行業(yè)通常的認(rèn)知是相同的。圖2從第9年開始，故障頻次不再隨著時間繼續(xù)上升，而是突然下降甚至達(dá)到比前8年更低的水平，該風(fēng)電場在200余座風(fēng)電場對標(biāo)中名列前茅。

一個運(yùn)行了超過10年的老舊風(fēng)電場的可靠性表現(xiàn)為何如此亮眼？

這個對標(biāo)結(jié)果是真實(shí)可靠的嗎？

本次對標(biāo)對“故障”的定義有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)：

（1）一次停機(jī)超過15分鐘的故障；

（2）遠(yuǎn)程復(fù)位次數(shù)超過三次的故障；

（3）單臺機(jī)組在運(yùn)行，但累計(jì)通訊中斷事件超過1小時。

故障頻次記錄方法：統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)單臺機(jī)組每月發(fā)生故障停機(jī)次數(shù)的平均值。計(jì)算公式如下：

為確保風(fēng)電機(jī)組停機(jī)記錄的準(zhǔn)確性，利用每臺機(jī)組5秒數(shù)據(jù)的機(jī)組狀態(tài)或10分鐘的有功功率、風(fēng)速、風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)、槳葉角度、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速去判斷是否停機(jī)，綜合SCADA故障列表和啟停記錄去判斷故障，利用機(jī)組數(shù)據(jù)校核數(shù)據(jù)庫中的停機(jī)記錄。

數(shù)據(jù)核實(shí)圖

從運(yùn)行結(jié)果上看，2023年風(fēng)電場運(yùn)行穩(wěn)定，全屏綠（所有機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)）的持續(xù)時間屢創(chuàng)新高。

2023年風(fēng)電場運(yùn)行情況截圖

從計(jì)算方法和運(yùn)行結(jié)果來看，本次對標(biāo)結(jié)果真實(shí)可靠。

指標(biāo)優(yōu)異的背后，做對了什么？

該風(fēng)電場運(yùn)維常年采用“追著修”的方式，2019年全年故障頻次已高達(dá)1.5次/臺?月，損失電量達(dá)到15532萬kWh，其中由于故障所引發(fā)的損失達(dá)到6569萬kWh，年虧損達(dá)到1677萬元。

2020年，為了改變這種現(xiàn)狀，協(xié)合運(yùn)維成立專項(xiàng)治理小組，制定了“以檢代修、定量技改、量化評估、持續(xù)優(yōu)化”的工作方針。

1、可靠性現(xiàn)狀分析

了解風(fēng)電機(jī)組可靠性現(xiàn)狀是治理的第一步。因此，協(xié)合運(yùn)維首先收集了該風(fēng)電場2019年52個測點(diǎn)的10分鐘數(shù)據(jù)，59962條故障記錄，測風(fēng)塔風(fēng)速、風(fēng)向、溫度和氣壓數(shù)據(jù)，計(jì)劃、限電、維修、技改、備件維修等人工記錄數(shù)據(jù)，大部件檢測報告，機(jī)位布置圖，2011年投產(chǎn)以來的風(fēng)電場風(fēng)速和發(fā)電量，歷年大部件損壞和維修情況，歷年技改情況等所有資料。

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中梳理出11個設(shè)備狀態(tài)、20個設(shè)備評價指標(biāo)，確定每臺風(fēng)電機(jī)組每月的故障類型及變化規(guī)律，從故障在機(jī)組的分布、時間趨勢、溫度相關(guān)性等進(jìn)行了故障特征和歸類分析，從故障的集中性、維修時長、一次維修成功率對頻發(fā)故障和疑難故障進(jìn)行分類，從備件的更換次數(shù)、更換成本、返修件維修質(zhì)量等對故障的維修方式進(jìn)行了評估，對損失電量和可挽回的電量進(jìn)行根因分析。

2、可靠性提升方案

通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果，明確不同類型故障的解決方式，從影響電量、消缺次數(shù)、安全影響幾個維度進(jìn)行分類。必須通過技改方式處理的，根據(jù)問題大小及費(fèi)用核算評估量化投入產(chǎn)出比，確定技改的優(yōu)先級，把生產(chǎn)費(fèi)用花到刀刃上。

3、過程指標(biāo)迭代及效果評估

為把控專項(xiàng)治理過程，鞏固治理成果，每周計(jì)算故障頻次、平均故障處理時間、一次維修成功率、計(jì)劃工作頻次、計(jì)劃工作平均時長、定檢完成率、定檢過240h率等指標(biāo)，匯總疑難機(jī)組、長停機(jī)組、集中性缺陷故障代碼，從設(shè)備可靠性、維修能力、計(jì)劃管理、定檢效果、專項(xiàng)效果、集中性缺陷幾個維度把控治理過程和治理效果。

專項(xiàng)治理后，2020年風(fēng)電場故障頻次由1.5次/臺?月降到0.35/臺?月，故障時長由53.39小時/臺?月降到6.16 小時/臺?月。2021年以來，協(xié)合運(yùn)維持續(xù)進(jìn)行過程指標(biāo)的跟蹤優(yōu)化。2023年1~5月，故障頻次下降至0.06次/臺?月，故障時長下降至1.132小時/臺?月。

綜上，通過科學(xué)的可靠性指標(biāo)評估體系進(jìn)行可靠性管理，來選擇合理的對標(biāo)指標(biāo)并對其進(jìn)行分析，再根據(jù)分析結(jié)果決定用什么樣的過程指標(biāo)指導(dǎo)生產(chǎn)，最終提升了結(jié)果指標(biāo)。協(xié)合運(yùn)維基于15年來積累的不同類型機(jī)組的運(yùn)營數(shù)據(jù)，形成了這套完整的風(fēng)電機(jī)組可靠性指標(biāo)管理流程，希望為行業(yè)探索風(fēng)機(jī)可靠性對標(biāo)的核心指標(biāo)，總結(jié)行業(yè)可靠性提升的有益經(jīng)驗(yàn)，提高風(fēng)電設(shè)備的可靠性管理，促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

下一期，我們將針對“風(fēng)電機(jī)組出質(zhì)保，談錢還是談技術(shù)？”這一話題繼續(xù)進(jìn)行機(jī)組可靠性指標(biāo)方面的探討。敬請關(guān)注！

  來源：協(xié)合運(yùn)維