第六节 风电机组运行环境特点

一、风电场建设成后运行时间长

由于我国风能资源丰富地区一般远离负荷中心，风电场大规模集中开发建设、集中并网、高电压远距离传输成为我国风电开发的特有模式，也给我国风电场运行、维护与管理提出许多新课题。

风电场项目建设验收后，就进入日常运行阶段。根据目前的技术经济水平，这个阶段将长达20年，甚至更长的时间。这个阶段的任务是通过对建成风电场的日常运行、维护、检修与经营管理，利用已经投资、安装的设备向社会提供清洁、可再生的风能电力，获得经济和社会效益。

风电场运行、维护与管理是一项长期、复杂和艰巨的技术工作，有其自身的特点和安全等多方面的要求，还包括出力预报、状态监测、远程监测、远程技术支持、优化运行等与风电场运行相关的新技术。

风电场运行、维护工作涉及输变电设备（含风电场升压变电站、场内集电线路、风电机组升压变压器）和风电机组两大部分。本书的中心内容是介绍风电场运行管理、维护和检修，将在后面的各章中进行详述。

二、我国风电场的分布和运行环境特点

（1）风电机组运行环境较为恶劣。目前，我国已经建成的风电场主要分布在“三北”（西北、东北、华北）区域、沿海地区，西南地区，中原的部分省份也开发建设了一些风电场。风电场大多都建设在戈壁、草原、滩涂、海岛、高山、近海等地区，这些地区风能资源丰富，但是往往远离中心城市，风电机组运行环境相对恶劣。“三北”地区的风电场容易受到低温冰冻、暴风雪、沙尘暴影响，部分地区风沙对设备的侵蚀较为严重，冬季冰冻和雨雪对风电场设备稳定及交通安全影响较大。春夏季节，东北地区、华北地区、内蒙古东部、沿海地区、西南地区的山区风电场，雷击对设备安全运行影响较大。沿海一带的风电场夏季会遭受热带气旋不同程度的影响，有时热带气旋具有破坏性风速，可能造成风电场设备受到了严重损坏。沿海、海岛地区风电场容易出现设备腐蚀而引发设备故障。西南区域风电场普遍海拔较高，空气密度相对较低，对电气设备的绝缘有特殊要求。

总之，低温、高温、高湿、盐雾腐蚀、高海拔等运行环境以及风沙、雷电、冰雪、台风等灾害性气候会对设备的安全稳定运行带来较大影响。因此，在实际的运行中，风电场应根据不同的气候特点，针对性地加强防尘、防雷、防台、防污闪、防腐蚀等工作，保证风电场的安全稳定运行。

（2）风电场与电力系统的连接薄弱。大部分风电场远离负荷中心，送出线路较长。出于经济性考虑，风电场送出线路通常不要求满足“N-1”方式。运行中需要加强对送出线路的维护，同时也要加强对备用电源的管理，防止由于送出线路故障造成风电电力送出障碍和全场停电。

（3）风电场发电设备安装在高空。目前绝大部分并网型风电机组都采用水平轴机组。风电机组机舱安装在塔架上。机舱轮毂中心高度达到几十米，大容量机组的轮毂高度甚至超过百米。因此，风电场的作业很多都是高空作业，一定程度上造成巡视和维护工作不便。高空作业的安全问题需要特别予以关注。

（4）风电场内风电机组布置分散。风电机组的单机容量相对较小，风电场内通常安装数十台甚至上百台风电机组。为减少风电机组间尾流的相互影响，风电机组间必须留有一定的距离。因此风电场内风电机组的分布范围较大，一般在几十平方公里到上百平方公里。

（5）风电机组单台机组可靠性较低，风电场可靠性较高。考虑到风电场出力直接受风速影响，风电场在电力系统中的容量置信度较低。因此，在风电机组设计中，除安全系统（如安全链、辅助机械刹车等）设计采取高冗余设计，其余部分设计冗余度较低。风电机组的可靠性相对于传统发电设备（火电、水电、核电等），偏低。但是由于风电场是由数十甚至数百台风电机组组成，且每台机组的容量都不大，除了送出系统发生问题造成外送故障外，整个风电场的可靠性远高于单台大容量机组电源的可靠性。