風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速升級、機組日趨大型化、規(guī)模急劇擴大，倒塔、葉片折斷、著火等事故時有報道，風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重要問題。針對風(fēng)電場進行質(zhì)量及風(fēng)險評估，識別各環(huán)節(jié)風(fēng)險點，并加以有效的管理措施，對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要。在新能源資產(chǎn)管理大會上，來自鑒衡認證中心的解決方案總監(jiān)符鵬程，做了“風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險評估”的報告，以下為報告實錄：
鑒衡認證解決方案總監(jiān)符鵬程
1、風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險評估的目的及意義
風(fēng)電場從最初的申報到運營，需要經(jīng)過設(shè)計、制造、運輸、安裝、調(diào)試、運維等多個環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)都具有其固有的風(fēng)險點，都需要予以管控，任一風(fēng)險點未被有效管控，都有可能造成嚴重后果，如：機組倒塔、塔架振動、主軸斷裂、葉片折斷、著火等。
投資方、開發(fā)商需識別影響風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險的不確定因素，并予以管控，進而降低投資決策及生產(chǎn)運行的風(fēng)險，提升風(fēng)電資產(chǎn)的健康度。因此對風(fēng)電場質(zhì)量及風(fēng)險進行評估是必要的。需要從其安全性、發(fā)電量、考核指標、電網(wǎng)接入、運行情況及一些其他方面（如：老舊機組是否具備優(yōu)化升級空間、其部件是否具有可替換性等）進行分析評估。
2、鑒衡認證風(fēng)電場質(zhì)量及風(fēng)險數(shù)據(jù)庫
鑒衡認證已對800多個風(fēng)電場進行了質(zhì)量與風(fēng)險評估工作。同時自03年成立以來，鑒衡認證持續(xù)對行業(yè)內(nèi)的風(fēng)電機組運行質(zhì)量及失效事故進行調(diào)研分析，并已系統(tǒng)完成3000多起失效與事故的統(tǒng)計、整理及分析工作，且直接獨立主導(dǎo)進行了300多起事故的分析調(diào)查工作。
基于此，鑒衡認證建立了龐大、系統(tǒng)的風(fēng)電機組風(fēng)險識別與風(fēng)電場質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫。
并在此基礎(chǔ)上形成了北京鑒衡認證中心針對風(fēng)電場的質(zhì)量及風(fēng)險評估體系。
3、鑒衡認證風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險評估體系
應(yīng)針對風(fēng)電場各個不同的階段及其全生命周期，識別存在的風(fēng)險點，加以分析并設(shè)定有效的管控措施，杜絕風(fēng)險發(fā)生。
以陸上風(fēng)力發(fā)電機組倒塔為例，首先我們會從風(fēng)電場的各個階段識別出其風(fēng)險源，也就是下圖左側(cè)的“！”標志；綠色模塊是我們需要規(guī)避的災(zāi)害性事件——機組倒塔；其最右側(cè)警示標志，是二次災(zāi)害事件。為了防止風(fēng)險源導(dǎo)致災(zāi)害事件的發(fā)生，以及避免災(zāi)害事件進一步導(dǎo)致二次災(zāi)害事件的發(fā)生，需要在它們之間設(shè)定一系列的管控措施，也就是這幅圖中的“防火墻”標志。
案例-人員誤操作
以2019年4月某風(fēng)電場倒塔事故為例，事故主要原因是人員誤操作——在空載情況下，將槳葉放到了風(fēng)機的“踩油門”狀態(tài)——開槳，致使風(fēng)輪超速，最終倒塔。人員誤操作是客觀存在的風(fēng)險源，我們可以在該風(fēng)險源到倒塔之間，設(shè)定大量的管控措施，如：
1）人員的培訓(xùn)和考核
明確知悉3個葉片不能同時處于開槳位置、培訓(xùn)人員在輪轂中判別槳距角度的方法（往往很多操作人員在輪轂內(nèi)識別不出槳距角度數(shù)）；
2）增加防呆設(shè)計
如：以明顯的標識（大黃標等），警示機組人員：安全的順槳位置應(yīng)該是葉根和輪轂中的哪個標志對齊；危險的開槳的風(fēng)險提示標志；
3）設(shè)定互鎖設(shè)置
運維狀態(tài)下，變槳系統(tǒng)設(shè)定互鎖設(shè)置——防止3個葉片同時在開槳狀態(tài)。
當然還有其他一系列的管控措施。這些措施基于具體風(fēng)電場的實際情況，通過風(fēng)電場質(zhì)量及風(fēng)險評估體系，將針對性給出，進而對整個風(fēng)電場的安全生產(chǎn)管理體系進行優(yōu)化，提升風(fēng)電資產(chǎn)的健康度。
接下來，我將以各個模塊中具體的一些點進行舉例，用以說明風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險點評估的方式和重點。
項目申報階段-案例
開發(fā)周期短、資源獲取的不確定性、核準要求相對粗放、開工進度要求快、前期測風(fēng)團隊專業(yè)性不足、沉默成本、環(huán)境（如覆冰）等因素，致使部分風(fēng)電項目測風(fēng)數(shù)據(jù)完整性不足或測風(fēng)塔代表性不夠（少、位置不合適）。
由此會帶來一定風(fēng)險：
1）發(fā)電量估算的準確性不足——如上圖所示，前5個月的平均風(fēng)速為5.86m/s，而一整年12個月的平均風(fēng)速為5.45m/s，若在前期申報時，只采用了前5個月的數(shù)據(jù)進行年發(fā)電量估算，則可能會高估200-400小時（不同區(qū)域）；
2）現(xiàn)階段主機低價競爭狀態(tài)下，風(fēng)電場的機型方案會進行定制化、精細化設(shè)計；前期測風(fēng)數(shù)據(jù)的缺陷，會致使主機安全性得不到充分的復(fù)核；一旦建設(shè)生產(chǎn)之后，發(fā)現(xiàn)機組無法適應(yīng)現(xiàn)場的環(huán)境條件時，大部分情況下需要通過犧牲大量發(fā)電量的方式來保證機組的安全性，如：扇區(qū)管理、限功率等；
迫于客觀現(xiàn)實，必須承擔(dān)此類風(fēng)險時，應(yīng)充分調(diào)取周邊測風(fēng)及氣象數(shù)據(jù)、并對行業(yè)上主機實際情況充分調(diào)研，設(shè)定一定的裕度空間，避免后期出現(xiàn)顛覆性的安全性及收益影響。
設(shè)備采購階段-案例
風(fēng)電作為一個優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，新的機構(gòu)、開發(fā)商不斷涌入；技術(shù)及管理的不斷創(chuàng)新，也促進新技術(shù)和新規(guī)則的不斷更迭，出現(xiàn)的問題有：
1）采用無效的條款及規(guī)則進行考核，如：功率曲線考核中實測功率曲線采用SCADA功率曲線，而非實測功率曲線；
2）新型合理規(guī)則未能及時應(yīng)用，如：針對運輸?shù)尿炇?，不光是到貨的成果驗?mdash;—目視、設(shè)備檢測等；還應(yīng)增加對運輸過程的驗收——增加車輛GPS、定時拍攝視頻及照片的要求，以確保中途發(fā)送的損失可被及時發(fā)現(xiàn)，避免瞞報的發(fā)生；
應(yīng)對行業(yè)典型招標文件進行分析，并依據(jù)本風(fēng)電場、企業(yè)具體情況設(shè)計技術(shù)和商務(wù)條款。
另外中標后的機組，因為進度、產(chǎn)能等因素，其現(xiàn)場真實的設(shè)計與其原始設(shè)計（也就是認證的設(shè)計）存在不一致性，如：塔架和葉片減重、部分關(guān)鍵部件減配等，這些不一致性導(dǎo)致的風(fēng)險，應(yīng)通過對中標機組的場址適應(yīng)性評估予以設(shè)計層面的規(guī)避。
制造階段-案例
制造是導(dǎo)致部件失效的最主要原因，占據(jù)一半，部件失效又以葉片失效最多，當前葉片制造主要面臨人員及工藝控制等問題，主要如下：
1）葉片粘接面內(nèi)部空膠——人工刮膠時，可能手酸、手抖，導(dǎo)致刮膠中間停頓過程中氣泡進入；
2）制造中玻纖布鋪設(shè)不平順會導(dǎo)致皺褶的發(fā)生，致使葉片承載力下降；目前80米以上大葉片普遍使用拉擠板材料，會避免這種現(xiàn)象；
3）加熱固化工藝問題——未嚴格遵循工藝要求，固化溫度或固化時間不夠等，一個表征的現(xiàn)象就是Tg值不合格，致使葉片玻璃鋼本體性能質(zhì)量下降；Tg值不合格這種現(xiàn)象在我們以往的失效分析中很少發(fā)生，但今年失效分析中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過多次；
4）大葉片由于布層厚度較大，灌注工藝（流道排列/間距，注膠口位置，樹脂溫度，模具溫度）設(shè)置不合理，容易出現(xiàn)灌注發(fā)白的情況（樹脂從內(nèi)表層灌注，大葉片芯材/玻纖布層比較厚，流道設(shè)置不合理，樹脂進入外表層玻纖時未充分浸透，出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象）；這種情況一般會在工廠發(fā)生，制造廠和監(jiān)造機構(gòu)需要有能力識別出來，確定有效合理的維修方案并予以維修。
塔架、主軸、螺栓、基礎(chǔ)、發(fā)電機、齒輪箱等均存在制造方面的風(fēng)險，不再一一贅述。
在具體制造的環(huán)節(jié)，工藝要求與設(shè)計的不匹配、制造工藝控制不嚴等，致使實際制造的設(shè)備與期望的設(shè)計出現(xiàn)偏差，產(chǎn)品產(chǎn)生“變形”，這也導(dǎo)致風(fēng)電場實際使用的機組難以達到設(shè)計要求，致使機組出現(xiàn)進一步的事故、失效。
此階段制造廠及監(jiān)造機構(gòu)應(yīng)能夠?qū)崟r跟蹤行業(yè)上已發(fā)現(xiàn)的設(shè)備制造的風(fēng)險，形成詳實的數(shù)據(jù)庫，并將這些風(fēng)險點管控在設(shè)備制造過程中；進行全過程質(zhì)量控制——“監(jiān)造2.0”。同時應(yīng)在確認生產(chǎn)制造和車間文件一致性的基礎(chǔ)上，確認設(shè)備實際生產(chǎn)與設(shè)計的一致性。
項目建設(shè)階段-案例
1）未嚴格按照規(guī)程要求進行吊裝，如：長葉片吊裝未加前后緣護板——依舊使用吊裝小葉片的方式吊裝，致使葉片內(nèi)部出現(xiàn)隱性損傷，運行一段時間后，在吊點位置發(fā)生失效；
2）吊裝過程中人為疏忽，發(fā)生碰撞、墜落等；
3）吊裝期間人員專業(yè)性不足，進行誤操作，如：人員的不專業(yè)性致使將3葉片槳距角在開槳位置，葉片飛車致使倒塔的發(fā)生；
4）特殊風(fēng)險點未能有效識別及規(guī)避，如：吊裝期間長葉片剛塔的塔架及葉片渦激振動風(fēng)險。
運營生產(chǎn)階段-案例
機組運行會產(chǎn)生龐大的運行數(shù)據(jù)，大部分情況下，風(fēng)電場可對數(shù)據(jù)進行有效存儲，但由于分析能力的欠缺，無法進行有效分析處理，識別設(shè)備風(fēng)險，如：
1）無法識別機組閾值以內(nèi)的異常運行狀態(tài)；如：對于柔塔的共振穿越策略，即使其未穿越得當，其振動水平也很難突破報警值，但機組長期在共振情況下運行，會大量消耗塔架壽命，縮短風(fēng)電資產(chǎn)的年限；
2）無法對機組運行指標進行獨立有效的分析統(tǒng)計。
鑒衡認證中心風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險評估體系基于自研的數(shù)據(jù)分析軟件linkWind進行數(shù)據(jù)分析。
并依據(jù)分析結(jié)果，進行風(fēng)險識別，并通過定期出具專家分析報告的方式予以預(yù)警，給出優(yōu)化建議和管控措施。
4、交付及產(chǎn)出
風(fēng)電場設(shè)備質(zhì)量及風(fēng)險評估體系，針對某一具體風(fēng)電場的評估，最終將會以評估報告、檢測分項報告、分析報告及風(fēng)險清單/分級分類表的方式進行交付。
整個評估中的風(fēng)險點，將以風(fēng)險清單/分級分類表予以展現(xiàn)，并給出不同風(fēng)險點對應(yīng)的管控、整改、優(yōu)化措施及其涉及的費用金額，最終將形成一個完整的評估，進而提升風(fēng)電場資產(chǎn)的健康度，降低投資決策及生產(chǎn)運行的風(fēng)險。
供稿：符鵬程、張思齊
