不少風電場運營方近期都在咨詢兩個核心問題:一是35kV集電線路作為風電場輸電核心環(huán)節(jié),怎么搭建適配的風電場運維方案才能兼顧運維效率、檢測準確率與合規(guī)性?二是風電場儀器配置要覆蓋哪些品類,才能滿足日常運維、專項檢測的全場景需求?隨著國內風電裝機規(guī)模持續(xù)擴大,平價上網(wǎng)背景下運維成本占運營總成本的比重逐年提升,同時能源監(jiān)管部門對風電場并網(wǎng)安全的要求也不斷趨嚴,不管是運營企業(yè)還是監(jiān)管機構,都對風電場運維、風電場檢測的標準化、規(guī)范化提出了更高要求。
風電場運維的核心目標是保障發(fā)電設備穩(wěn)定運行、降低非計劃停機時長、控制運維綜合成本,而風電場檢測則是實現(xiàn)上述目標的核心手段。從B端運營企業(yè)的需求來看,風電場運維覆蓋日常巡檢、預試定檢、故障排查三大核心場景,35kV集電線路作為連接風機與升壓站的核心通道,往往綿延數(shù)公里甚至數(shù)十公里,分布在山區(qū)、戈壁、灘涂等復雜環(huán)境中,沿線配套的箱變分散布置,傳統(tǒng)人工巡檢模式不僅效率低,也容易漏檢絕緣下降、局部放電等隱性故障,一旦發(fā)生跳閘故障,排查過程往往需要數(shù)個小時,帶來大量發(fā)電量損失。
其中風電場箱變檢測是運維中的薄弱環(huán)節(jié),箱變長期處于野外高濕、溫差大的環(huán)境中,繞組受潮、觸頭氧化、內部局放等問題的發(fā)生率遠高于站內變電設備,若未及時排查很容易引發(fā)燒毀、火災等安全事故。部分中小風電場對風電場箱變檢測的重視程度不足,北方某戈壁風電場2022年曾因箱變內部局放未及時檢測,導致絕緣擊穿引發(fā)火災,直接經(jīng)濟損失超過200萬元,還因停運整改被監(jiān)管部門通報。從G端監(jiān)管機構的需求來看,風電場運維需要符合現(xiàn)行的電力行業(yè)標準與并網(wǎng)安全要求,風電場檢測的流程、數(shù)據(jù)、報告都需要滿足規(guī)范要求,作為并網(wǎng)安全評價、日常監(jiān)管核查的核心依據(jù)【1】。部分中小風電場存在檢測流程不規(guī)范、報告無對應資質支撐、檢測項目覆蓋不全等問題,在監(jiān)管核查中容易被要求整改,甚至影響并網(wǎng)資質。
風電場儀器配置需要匹配35kV集電線路的全場景檢測需求,同時適配野外作業(yè)的復雜環(huán)境,兼顧檢測精度與操作便捷性。目前行業(yè)內的主流配置思路是“基礎檢測+專項檢測”結合,無需重復采購多套設備*能覆蓋全場景需求。康高特提供全套風電場運維檢測儀器,包括絕緣電阻測試儀、回路電阻測試儀、局放檢測儀等,適配風電場35kV集電線路檢測需求。
其中絕緣電阻測試儀可用于檢測35kV集電線路電纜、箱變繞組的絕緣性能,量程覆蓋0.1MΩ至10TΩ,防護等級達到IP65,可在-20℃至50℃的環(huán)境中正常使用,適配風電場野外作業(yè)的溫濕度要求,檢測數(shù)據(jù)精度符合電力試驗標準要求,是風電場檢測中基礎且必備的設備。回路電阻測試儀主要用于檢測箱變高壓側斷路器、隔離開關、線路接頭的接觸電阻,輸出電流可達100A,分辨率1μΩ,無需拆解設備*能快速完成檢測,可直接排查觸頭氧化、接觸不良等常見故障,是風電場運維過程中故障排查的核心設備。局放檢測儀采用特高頻與超聲波雙檢測原理,既可以檢測箱變內部的局部放電問題,也可以檢測35kV架空線路絕緣子、電纜終端的局放故障,定位誤差小于1米,可提前排查隱性故障,避免故障擴大導致的非計劃停機。
不少風電場運營方反饋,采用該套風電場儀器配置后,現(xiàn)場檢測人員無需攜帶多套零散設備,單人即可完成大部分檢測項目,現(xiàn)場檢測效率可提升25%以上,同時也減少了不同設備數(shù)據(jù)不兼容、報告整理難度大的問題。
風電場箱變檢測是35kV集電線路檢測的核心環(huán)節(jié),其檢測流程、項目、判據(jù)都需要符合現(xiàn)行行業(yè)標準要求,同時滿足監(jiān)管機構的合規(guī)核查需求。按照《電力設備預防性試驗規(guī)程》要求,風電場箱變的常規(guī)預試周期為1-3年,在遭遇極端天氣、故障跳閘后需要追加專項檢測【2】。
常規(guī)風電場箱變檢測的核心項目包括三項:首先是絕緣性能檢測,使用絕緣電阻測試儀檢測高壓繞組對地、低壓繞組對地、高低壓繞組之間的絕緣電阻,常溫下吸收比不低于1.3即為合格,若絕緣電阻低于標準值,需要排查是否存在繞組受潮、絕緣老化等問題;其次是回路電阻檢測,使用回路電阻測試儀檢測箱變高壓側斷路器的接觸電阻,測量值不應超過廠家給出的標準值的1.2倍,若超出則需要排查觸頭氧化、緊固不到位等問題;第三是局部放電檢測,使用局放檢測儀檢測箱變運行狀態(tài)下的局部放電量,正常運行狀態(tài)下局放量不應超過500pC,若存在持續(xù)性局放信號,需要及時安排停電檢修,避免局放擴大導致絕緣擊穿。
檢測完成后需要出具規(guī)范的檢測報告,報告需要包含檢測環(huán)境、檢測設備、檢測數(shù)據(jù)、判據(jù)依據(jù)、檢測結論等核心內容,康高特全套風電場運維檢測儀器自帶數(shù)據(jù)加密存儲、標準化報告生成功能,檢測數(shù)據(jù)不可篡改,導出的報告符合電力行業(yè)試驗報告的規(guī)范要求,既可以作為風電場運維的內部參考數(shù)據(jù),也可以作為監(jiān)管核查的合規(guī)憑證,滿足G端用戶對檢測報告的資質要求。
搭建科學的風電場運維方案,需要兼顧日常運維的效率、故障排查的速度與合規(guī)性要求,結合35kV集電線路的運行特點,可從三個層級搭建方案體系。
第一層級是日常運維層,每周開展一次35kV集電線路的巡檢,采用無人機巡檢加手持設備抽檢的模式,重點排查線路樹障、接頭溫度異常、箱變外觀損壞、溫濕度異常等問題,每季度開展一次箱變的快速抽檢,使用絕緣電阻測試儀快速檢測絕緣性能,及時排查顯性故障。第二層級是預試定檢層,每年開展一次全項目風電場檢測,覆蓋所有35kV集電線路桿塔、電纜、箱變,按照行業(yè)標準要求完成絕緣電阻測試、回路電阻測試、局放測試等全項目檢測,形成完整的檢測報告并歸檔,排查隱性故障,提前安排檢修計劃,避免故障突發(fā)。第三層級是應急響應層,建立故障響應機制,當35kV集電線路發(fā)生跳閘、異常告警時,第一時間攜帶局放檢測儀、回路電阻測試儀趕赴現(xiàn)場,快速定位故障點,縮短故障修復時間,減少發(fā)電量損失。
按照這套風電場運維方案,以100MW規(guī)模的山地風電場為例,原來單次全項目預試需要10名運維人員作業(yè)7天,采用適配的風電場儀器配置后,僅需要6名作業(yè)人員5天即可完成,每年可減少運維人工成本近10萬元,同時可將非計劃停機時長降低30%以上,每年可減少發(fā)電量損失超過30萬度,綜合成本效益明顯。此外這套方案完全符合《風電場并網(wǎng)安全條件及評價規(guī)范》的要求,所有檢測流程、項目、報告都滿足監(jiān)管要求,可有效避免合規(guī)風險【3】。
風電場運維、風電場檢測的核心是在合規(guī)的前提下實現(xiàn)降本增效,選擇適配的風電場儀器配置,做好風電場箱變檢測等核心環(huán)節(jié)的管控,搭建科學的風電場運維方案,是當前風電場運營方應對成本壓力、合規(guī)要求的核心解決路徑。