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　按照我國目前風電發(fā)展速度，風力發(fā)電機組每年裝機會達到數(shù)千臺，其中大部分機型從國外引進，甚至存在引進在國外也未得到充分驗證和考核的機型。一旦出現(xiàn)質量問題，可能會導致大量維修或者更換機組問題。如1999年丹麥風電事件：丹麥的NEG Micon發(fā)生批量齒輪箱故障，需要更換1250臺齒輪箱，該公司為此倒閉，后Vestas收購了該公司。風電裝機潛在質量風險主要有如下幾個方面： 

    一、風力發(fā)電機組設計標準 

    我國從國外引進的機型是按照國際標準設計，而國際標準所規(guī)定的載荷條件主要是依據(jù)中歐和北美的風況和氣候制定的。我國一些地區(qū)的風況、氣候條件和地質、地貌與國際標準中所列出的情況差別較大。因此，按照國際標準設計的機型在我國可能不能完全適合我國的自然條件。實際上，在國際標準IEC61400-1中已明確說明："風力發(fā)電機組設計中要考慮的外部條件取決于安裝風機的風場類型。對需要特殊設計（如特殊風況或其它特殊外部條件）的風力發(fā)電機組，規(guī)定了特殊安全等級--S級。S級風力發(fā)電機組的設計值由設計者確定，并應在設計文件中詳細說明。對這樣的特殊設計，選取的設計值所反映的外部條件至少與預期使用的外部條件惡劣程度一致。標準中給出的I、II、III級風況不包括海上風電場，也沒有考慮熱帶風暴（例如颶風、龍卷風、臺風等）的風況條件。這些條件要求風力發(fā)電機必須采用S級設計"。由此可見，對于我國特殊的風況條件，需由設計者自己考慮。但需要考慮哪些因素，如何體現(xiàn)在設計之中，截至目前無據(jù)可依。國外設計者不可能背離國際標準專門為我國設計特殊風力發(fā)電機組，而我國風電企業(yè)也提不出可執(zhí)行的設計技術要求。如果出現(xiàn)設計缺陷，將會導致大批量召回事件，損失將會很大，這種風險是存在的。 

    二、制造工藝和材料 

    風力發(fā)電機組的設計壽命為20年。因此，在工藝、公差和配合以及材料的選擇等方面技術要求都很高。由于我國制造水平與歐洲相比尚有差距，故歐洲企業(yè)能夠達到的加工精度，在我國可能很難達到。即使常規(guī)標準件也很難達到標準，更何況風力發(fā)電機組中包含大量的非標準件。例如制造難度較大的葉片、輪轂、主軸、主軸承、變槳軸承、齒輪箱等關鍵部件。另外，目前國內制造風電設備及其關鍵零部件的材料與國外相比，尚存在較大差距。 

    三、風力發(fā)電機組質量控制 

    目前，我國風力發(fā)電機組的認證主要局限在設計和型式認證上。由于大部分制造商是按照國外設計圖紙組裝風機，對風力發(fā)電機組技術的理解有限，因此，在生產質量的控制方面很難精準把握。例如，不論是制造商還是風電場業(yè)主，對地基和塔架的質量重視程度還沒有提高到一定的高度。實際上，地基和塔架同樣是風力發(fā)電機組的關鍵部件，影響整個風力發(fā)電機組的安全和壽命，我國東北地區(qū)就曾出現(xiàn)塔架傾倒的事故。在大部分風電場，缺乏專業(yè)技術人員，對風力發(fā)電機組的交付和驗收還需要進一步完善。雖然有質保承諾，但過于頻繁的維修將會大幅降低機組利用率，影響風電場效益。 

    因此，我國宜盡快培育質量認證、質量檢驗和質量監(jiān)督隊伍，建立質量控制體系，作為獨立的第三方，可受風電場業(yè)主委托，負責風力發(fā)電機組的驗收、定期質量評估、風力機組的狀態(tài)監(jiān)測等項質檢工作。 

    四、備品備件和數(shù)據(jù)庫 

    在風力發(fā)電機組20年的運行中，部分部件可能需要更換，備品備件的匹配和質量是風力發(fā)電機組壽命期內質量保證的重要因素。葉片、主軸軸承、齒輪箱、變槳機構以及電器和電子元件等很可能在風力發(fā)電機組運行幾年之后需要更換。而按照我國目前的發(fā)展速度和發(fā)展模式，屆時很難選到合適的備件予以更換。變流器和大部分控制系統(tǒng)為國外產品，質保期過后，國外公司為我國用戶保留備品備件的可能性很小，除非支付高額費用。另外，電力電子元器件更新?lián)Q代很快，如果電路或者板卡損壞，很可能需要完全替換原來的系統(tǒng)，而為此所需的接口條件、信號類型、數(shù)據(jù)格式、控制算法等可能已無據(jù)可查。因此，可能出現(xiàn)數(shù)年后數(shù)目眾多的風力發(fā)電機組無備件更換而較長時間停機待修。 

    為此，在風電場的規(guī)劃和建設中，應充分考慮備品備件的解決方案和費用，敦促業(yè)主與風力發(fā)電機組制造商（總機商與部件商）達成備品備件供貨協(xié)議，其中包括具體的實施方案。在風力發(fā)電機組以及其他所有的設備交貨驗收時，風電場業(yè)主應記錄保存詳細的設備清單（最好能到關鍵元件和零件級）和控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)的接口條件、信號類型、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)，并且建立數(shù)字化的設備管理數(shù)據(jù)庫，以便于數(shù)據(jù)的長期保留和經(jīng)驗的積累。

五、專業(yè)技術隊伍 

    在風電產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)中，專業(yè)技術人才的缺乏是最突出的"瓶頸"。由于長期以來我國未開展系統(tǒng)、規(guī)模的風電人才培養(yǎng)，面對快速的風電發(fā)展，出現(xiàn)"捉襟見肘"的專業(yè)人才短缺局面，主要體現(xiàn)在以下一些問題： 

    1.生產一線技工。風電為多學科交叉的高技術領域，特、精、專、優(yōu)既是風電的特色也是對產品的要求。一線的產業(yè)工人是產品的制造者，是最優(yōu)設計的實現(xiàn)者。高品質的產品要靠一大批能工巧匠來打造。由于教育體制、政策導向和文化傳統(tǒng)的影響，我國長期以來不重視技工的培養(yǎng)，高等教育不強調技能和動手能力的培養(yǎng)，這樣的發(fā)展模式很難持續(xù)保持保證產品質量。 

    2.工程師。從風電場規(guī)劃、部件制造、整機制造、布線接網(wǎng)到電網(wǎng)管理，需要大量的專業(yè)工程師。他們需對一線產業(yè)工人提供技術指導，解決出現(xiàn)的實際問題，控制產品質量，能夠設計部件或者電路，或對風電場進行技術指導和管理。工程師是能夠解決本專業(yè)實際問題的技術專家，只有在較好地掌握風電技術的基礎上，才能勝任這些工作。專業(yè)工程師是保證風電健康發(fā)展的中堅力量，我國這里人才嚴重缺乏，以致于制約了產業(yè)發(fā)展。 

    3.設計師。設計師分為風力發(fā)電機組整機、部件的骨干設計師、風電場高級規(guī)劃師、技術主管、基礎技術研究者、具有獨立設計能力的高端技術人員。他們需要深入、系統(tǒng)地掌握風力發(fā)電技術，具有實際工作經(jīng)驗，掌握相關領域的關鍵技術，能夠對現(xiàn)有機型進行改進、改型設計，能夠根據(jù)技術發(fā)展和市場需求，進行新機型自主研發(fā)和設計，具有技術創(chuàng)新和實戰(zhàn)能力。我國宜加大力度，通過"學習、實踐、再學習、再實踐"的模式，由企業(yè)和高校聯(lián)合，培養(yǎng)一批能勝任自主設計的高端人才。 

    4.技術高管。技術高管分為政府主管部門的管理者、風電企業(yè)領導、高級主管、總設計師、總工程師和高級研究人員。這類人才參與風電產業(yè)發(fā)展方向，制定發(fā)展規(guī)劃和政策，需要較系統(tǒng)地理解風力發(fā)電技術基礎知識，了解相關技術關鍵，了解風力發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀和技術前沿，能夠組織開展整機或部件的設計和制造、風電場的規(guī)劃和建設，能夠正確制定發(fā)展規(guī)劃，具有國際視野和領導國際合作的能力。（未完待續(xù)）

本期關鍵詞：變槳距風力發(fā)電機組 

    變槳距風力發(fā)電機組是指整個葉片繞葉片中心軸旋轉,使葉片攻角在一定范圍(一般0°~90°)內變化，以便調節(jié)輸出功率不超過設計容許值。在機組出現(xiàn)故障時，需要緊急停機，一般應先使葉片順槳，這樣機組受力小，可以保證機組運行安全可靠。變槳距葉片一般寬小，葉片輕，機頭質量比失速型風力發(fā)電機組小，不需很大的剎車動力，啟動性能好。在低空氣密度地區(qū)仍可達到額定功率，在額定風速之后，輸出功率可保持相對穩(wěn)定，保證較高發(fā)電量。但由于增加了一套變槳距機構，增加了故障發(fā)生機率，而且處理變槳距機構葉片軸承故障難度大。變槳距風力發(fā)電機組比較適于在高原空氣密度低的地區(qū)運行，可避免當失速機安裝角確定后，有可能夏季發(fā)電量低，而冬季發(fā)電量又超發(fā)的問題。變槳距風力發(fā)電也適合于在額定風速以上風速較大的地區(qū)使用，今后發(fā)展趨勢是：大型風力發(fā)電機組將會普遍采用變槳距技術。（國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司供稿）

    摘自《自動化博覽》2010年第十二期