1.  引言

自2006年開始，我國風電行業(yè)迎來迅速發(fā)展期，2008年后，風電裝機容量走向爆發(fā)式增長。2010年底，我國風機累計裝機量達4182.7萬千瓦，首次成為全球第一風電裝機大國。風電裝機容量背后，伴隨而來的是潛力巨大的運維市場。隨著大批機組集中出質保，風電整機服務市場快速膨脹。據中國投資咨詢有限公司發(fā)布的《中國風電運維行業(yè)發(fā)展情況分析報告(2016)》指出，我國風電運維服務市場于2016年迎來發(fā)展拐點，至2020年市場容量將達300億元左右，未來我國風電運維市場前景廣闊。我國風電運維服務尚處于成長階段，而風電運維市場的爆發(fā)將優(yōu)化風電運維服務商業(yè)模式，更新運維服務內容，推動這一行業(yè)走向成熟。據相關數據顯示，風電場每年損耗的備件中，有60%-70%具備修復價值，且占到備件消耗費用的80%。況且在風電運維中發(fā)現，部分風場業(yè)主方迫于資金巨大壓力，已廣泛采取風機損壞件維修，即“以舊易舊”的模式之中。即風機備件維修已成為風電運維中的一塊散發(fā)香味的奶酪，引領各大風電運營商競相逐鹿……

2.  備件維修的必要性及技術可行性

隨著風電機組運行時間的增加，機組各部件的故障率也隨之攀升。而機組的各類故障的處理基本都是以更換備件為普遍處理手段。備件的成本費用及備件更換周期已成為風電業(yè)主的首等大患。因此降低備件損壞率、縮短備件到場周期已成為風電業(yè)主亟需解決的問題。

為解決上述問題，從風電運營廠商實際情況出發(fā)，開展備件自主維修工作是最為有效的方式。通過與風電業(yè)主的溝通，業(yè)主同樣有要求風電運營商具備備件維修、分析能力的要求。風電運營商通過對機組損壞件的匯總及分析，總結出其常規(guī)損壞件的損壞原因及預防應對措施，或以維修風機備件作為其投標技術能力，因此，風電運營廠商積極開展備件自主維修，可以為爭取后市場服務提供技術支撐。

從風場員工技術能力需求來看，傳統處理風機故障的方式即是更換損壞件的過程，卻很少考慮備件為什么損壞，如何維修等。所謂的備件自主維修，就是以優(yōu)秀全能員工為主，在實驗室下對備件進行維修作業(yè)，這是深化備件精細化管理的重要內容，它打破了生產、檢修人員界限，實現“操檢合一”，有利于優(yōu)化人力資源，降低了備件使用成本，保證設備穩(wěn)定運行，增強維修綜合素質的作用。

通過備件維修使損壞的備件恢復原有性能，達到“技術上可行、運行中安全、經濟上合理、質量上可靠”的要求，使損壞件得以重新使用，對發(fā)展綠色風電，實現風電可持續(xù)發(fā)展是非常必要的。

3. 備件維修方案研究

3.1、備件使用情況分析

機組變槳系統故障、主控系統故障、變頻器故障頻發(fā)爆發(fā)，約占機組故障率的90%以上，嚴重影響了機組的正常運行。根據機組備件使用率、備件更換周期、維修技術可行性、實際價格等確定亟需進行維修的備件范圍。確定備件維修范圍后，選出其中主要維修攻關備件，進行維修故障具體定位。

目前風機可維修備件主要分為以下三類：

①電子器件板件類，如各種控制器板件、芯片、電子元器件等；

②電機類，如變槳電機、偏航電機、油泵電機等；

③大部件器件，如葉片、齒輪箱、發(fā)電機等。

其中，①類和②類具有可操作基礎，技術上可行，經濟上合理等優(yōu)勢，方便維修。

3.2、搭建測試平臺

利用各類可用資源對機組電控系統進行組裝、搭建，模擬機組電控系統實際運行情況，主要目的用于備件測試、系統故障模擬、維修后備件功能測試、安全測試；主要搭建步驟如下：

①查閱技術資料、圖紙，根據實際情況確定平臺實現功能；

②購買搭建測試平臺所需要的各項元器件、測試儀器、儀表及相關專業(yè)書籍；

③組裝測試平臺；

④平臺功能調試；

⑤再次測試損壞件故障點，進行故障定位；

⑥損壞件故障維修；

⑦已維修備件功能測試；

3.3、確定備件維修流程

制定備件維修整體流程如下：

備件維修流程圖

3.4、上電測試，確定損壞部位

通過查閱技術資料明確備件外圍接口功能及測試方法，對備件所有外圍接口（如供電端口、通訊端口、模擬量/數字量輸入輸出端口等）進行測試，進而確定內部損壞部位。

3.5、維修方案實施

根據上電測試情況，經過技術比較分析后確定維修方法和各維修工序起點流向。（注：每一項維修項目各有具體不同的維修方法、工序及操作規(guī)程，根據具體項目制定）。明確維修方案對各種資源的配置和要求。按已確定的維修方法、關鍵技術的要求、所采取的技術措施，以及計劃維修期的要求和各種資源的供應條件，確定其全部維修工序過程在時間和空間上的具體安排。確定應達到的質量標準，確定檢測控制點、檢測器具、預控措施。

3.6、出廠測試及記錄填寫

維修完成后，再次對備件進行全面測試，確保備件功能完整性，使用可靠性，并填寫維修記錄，內容包括備件基礎信息（供應商、型號、編號等）、維修信息（損壞點、更換部件、維修時間、維修人員、初步原因分析等）、使用信息（使用風場、初始安裝日期）等。

3.7、原因初步分析

在備件維修過程中，通過查閱使用手冊、標準等對損壞原因進行初步分析，并進行維修后的總結。

3.8、現場使用建議

針對備件維修中發(fā)現的問題，列出風機運維中的預防措施，供風場現場參考、執(zhí)行。

3.9、使用跟蹤

跟蹤備件使用過程，實時改進維修方法、流程。

4、投資估算

在備件維修中，主要投資費用為購買備件維修測試平臺及相關的儀器儀表等。如搭建測試平臺所需要的各種元器件，如線纜、繼電器、互感器、傳感器等。測試儀器儀表如萬用表、示波器、信號發(fā)生器、電源等。另外，還包含維修損壞件時所更換的備件。為提升維修人員技術水平，還需要對相關人員進行專業(yè)技術培訓，購買相關專業(yè)書籍等費用。

5、不確定性分析

由于備件維修測試平臺環(huán)境有限，不能完全模擬風機實際運行情況（如風機振動影響、溫度、濕度等），故所維修的備件只能說在實驗室條件下可正常工作，還需要到風電機組運行情況下檢驗維修質量。

由于備件維修是由人來操作，故維修人員的技術水平至關重要。并且維修人員的責任心、細心度也決定了所維修備件的質量。所以備件維修人員應嚴格要求自己，要有對自己所修復的備件負責的態(tài)度。

風電后市場備件維修目前暫沒有相關的國家標準及合理的技術監(jiān)督類的規(guī)章制度，因此，目前備件維修市場局勢混亂不堪。故在備件維修中，風電運營廠商不應以利益最大化為其標尺，而應以扎實的技術實力、良好的公司聲譽，切實做到備件維修中的規(guī)范化、精細化，達到節(jié)約成本，減少資源浪費，使風電機組安全、可靠運行。

6、某公司備件自主維修舉例

某公司領導在風電運維市場競爭中敏銳的發(fā)現風機備件維修的重要地位，迅速“招兵買馬”，購買儀器設備、對技術人才進行技能培訓、搭建了自己的備件維修實驗室，負責旗下的風場備件維修。目前，該公司備件維修技能人才數名，負責風場變槳控制器、充電器、變槳驅動器、潤滑油泵電源板、電機等各種風機備件的維修，2016年維修備件總成本約400萬元，為公司帶來的巨大的經濟利益。

圖1 實驗室工作臺

7、結語

目前，因風機備件損壞頻繁、備件供應斷貨，因備件性能欠佳造成機組低效運行，是風電業(yè)主頭疼不已的問題。通過對風機備件的自主維修，并結合風機運行數據的分析，風電運營廠商完全可以做到集預防性檢測、故障預警、備件維修、故障分析診斷一體化的運營模式。備件維修的意義不但是生產一個良品，更重要的是持續(xù)改善的切入點：通過維修發(fā)現、分析、解決、改善問題，推動研發(fā)、生產商、供應商提高設計質量，并促進運維服務的能力提升。另外，維修本身并不是最緊要的核心點，而是通過采用一定技術手段，如預防性保養(yǎng)維護、帶有目的性的機組日常巡檢，實時監(jiān)控風機部件的狀態(tài)，以預防故障的發(fā)生。

風機備件維修在提升經濟效益的同時，大大縮短了備件到場時間，提升了機組可利用率，增加了機組發(fā)電量。本文通過對風機備件自主維修的可行性分析，希望對廣大風電運營廠商有所啟發(fā)和參考。

作者簡介：

刁書廣（1986-）男，燕山大學電氣工程專業(yè)，學士學位，長期從事風電機組故障處理、風電產品備件維修工作。電話：18253485213。地址：內蒙古通遼市經濟技術開發(fā)區(qū)創(chuàng)業(yè)大道西側孝莊河北岸東汽風電  郵編：028000

魏穎超（1986-）男，西安交通大學測控專業(yè)，學士學位，長期從事風電機組故障處理、人事管理工作。

彭冬宇（1986-）男，遼寧大學畢業(yè)，學士學位，長期從事風電機組故障處理、風電產品備件維修工作。

白海存（1986-）男，內蒙古民族大學電子專業(yè)，學士學位，長期從事風電機組故障處理、風電產品備件維修工作。

張磊（1985-）男，長期從事風電機組故障處理、風電產品備件維修工作。