发掘价值 触类旁通 风电事端剖析应该这么做

跟着风电技能的前进和配套工业链的逐渐完善，我国风电设备制作、项目开发都达到了全球先进水平。尽管如此，近年风电事端时有报导，作为以新动力为主体的新式电力系统中不行或缺的组成部分，从有限的事端阅历中充沛发掘价值，采纳有用办法触类旁通，然后树立风电机组安全危险防控机制、加强安全单薄环节的监管作业，不仅是风电工业健康有序展开的必要手法，更有助于建造安全安稳的新动力电力系统。

本文将从微观核算视点、事端剖析视点、危险防控协作机制等展开剖析，并提出处理方案供讨论。

一、事端类型

经过录入和剖析国内外事例，鉴衡树立了我国最全的风电事端数据库（截止到2022年5月）之一。依据数据库，咱们对风电事端特征及根因进行剖析，以期为防备事端产生、进步项目质量寻觅可行性处理方案。

从类型看，风电事端类型首要分为风机倒塔、部件失效、机舱着火、其他毛病，对应占比别离为27%、52%、8%、13%，其间失效部件首要包括叶片、塔架、高强螺栓、齿轮箱、发电机、主轴承、根底、偏航、其他部件，对应占比别离为44%、10%、11%、7%、7%、6%、5%、3%、7%。近些年风电事端类型尽管很多，但首要事端类型相对会集，研讨处理倒塔和首要几类部件失效便可以消除绝大大都风电事端。

从事端原因看，引起各类事端的首要原因以及其散布各不相同，但都包括在环境、规划、制作、操控&安全链、运送、装置、运维等要素中。以两类占比最大的事端类型为例，风机倒塔依照上述要素分类占比别离为8%、14%、20%、35%、1%、17%、5%，部件失效依照上述要素分类占比别离为11%、9%、47%、10%、4%、14%、5%。数据库成果显现风机倒塔原因首要散布在操控&安全链、制作、装置三个要素，部件失效原因首要散布在制作、装置、环境三个要素，剩下其他要素散布相对均衡。

一起可以看出，风电机组靠研制规划和型式认证确保安全性的认知是片面的，有必要从风电全生命周期动身，经过特定场址点评、风电项目点评认证、吊装监督等系列配套办法为风电安全供给确保。

二、怎么展开事端剖析

当风电场运转进程中遇到详细事端，展开剖析应遵从以下两个准则：

快速、精确得出定论，为稳妥理赔、康复生产等供给满意时间与技能支撑；

尽或许下降用户丢掉，剖析进程既不能一叶障目仅重视详细损坏部件，也不能把一切环节和系统部件悉数排查；事端剖析的定论应具有可操作性，有助于项目康复、设备复用及相关机型的事端防备。

首要，全面分化风电机组或许引发失效与事端的或许要素，并将这些要素结合专业技能分类，树立既相对独立又有机联合的剖析模块。这一步至关重要，决议了后续剖析方向正确性与剖析功率，需由对风电技能具有全面且深化了解的专业人员完结。

其次，对在各个模块内同步展开调查剖析作业，这一步是事端剖析中最首要的作业内容。一般状况下剖析模块触及的专业较多而且剖析有必要具有专业深度，需求承当剖析作业的团队具有十分齐备的技能储备。

第三步，对各个模块定论进行归纳剖析得出定论，阅历上述进程一般能得出所需根因，极少数未得出所需定论的状况可经过迭代进行第二轮剖析。

最终对事端进程进行复原复现，针对事端根因以及复现出的环节薄缺点，提出系统性的整改办法和方案的主张，用于树立完好的事端防备屏障。

需求留意的是，风电机组事端产生后，并非一切部件系统均失效，大都部件仍可复用，但有必要经过专业的可用性剖析点评。专业的点评可以在确保安全性的前提下，进步复用率，削减事端丢掉。

三、事例剖析

以鉴衡展开的一项事端剖析为例。

2021年某风电场1.5MW风电机组产生坍毁事端，鉴衡依据了解到的机组坍毁状况和相关布景信息，选用毛病树剖析办法（Fault Tree Analysis, FTA）对该机组坍毁事情失效原因进行分化，树立了原料检测、运转数据剖析、载荷仿真、结构校核等剖析模块。

对塔架相关的原料进行检测剖析，包括筒体自身、螺栓、断口，详细取样需依据现场塔架详细损坏方位及方法进行取样剖析。

例图：螺栓疲惫断口微观和微观特征

机组数据可复原机组事端其时及之前的状况、进程，并对原因判别供给重要依据；对机组的PLC数据进行提取，并对收集到的事端机组及风电场其他机组的SCADA、PLC、毛病记载数据进行剖析。

例图：倒塔前后时间振荡与变桨数据时序图

依据现场勘查、原料检测、数据剖析的成果，承认事端前、事端其时机组所在的运转状况、风况条件等信息，并经过载荷仿真的手法，依据机组规划规范，仿真剖析核算机组事端前及事端其时各个首要方位（塔架、轮毂、叶片等）所接受的载荷状况，用于后续的结构核算作业。

例图 事端前后塔架折断高度方位载荷状况

依据载荷剖析核算的成果，选用有限元剖析或工程算法的方法，针对塔架进行从头建模，运用风电场剩下寿数周期内的场址载荷条件，进行塔架结构强度校核作业，承认塔架在其时载荷下是否产生损坏。

例表  超速状况与正常状况下机组极限载荷比照

定论：经过上述模块剖析，现场机组未对风轮转速进行监测，机组运转中呈现反常，导致风轮超速，然后机组呈现大的极限载荷致使塔架委曲失效，是本次事情的首要原因。

（*信息涉密原因，未描绘各个模块详细剖析进程）

事端进程复现：

齿轮箱扭力臂螺栓产生疲惫开裂，扭力臂产生位移错动，导致联轴器接受反常载荷并开裂失效，发电机端输入扭矩丢掉，此刻叶片未顺桨，因而风轮转速快速上升风轮超速，跟着转速不断上升，机组触发安全链停机，在风轮超转速和安全链停机动作下，机组呈现超极限载荷和振荡，使得塔架在委曲单薄方位处产生委曲失效，机组随后坍毁。

齿轮箱弹性支撑衔接螺栓疲惫开裂或许的原由于弹性支撑老化失效后螺栓预紧力松懈、机组或传动链反常载荷、螺栓规划强度不行、安装缺点等。

事端整改办法主张：

对同一风电场其他机组添加风轮转速监控，当风轮转速超速时可进行告警、报毛病和安全停机。

对风电场其它机组联轴器、齿轮箱弹性支撑及其衔接螺栓进行排查，以承认是否存在反常状况。

对传动系统振荡进行监测，以承认机组运转进程中传动系统是否存在反常振荡。

尽管事情产生时机组报出了振荡反常，但在事情产生前并未见机组显着振荡反常，振荡传感器的灵敏度存在疑问，主张对振荡传感器进行校验，以承认其测验的精确性。一起，依据参阅校验成果对振荡维护定值进行优化，现在振荡维护值偏大。

事端后可用性剖析：

对该机组现有根底的状况进行检测，根底承载才能满意要求、根底环水平度满意后续运用要求、混凝土抗压强度满意施工图规划文件C35混凝土的强度要求。

对根底锚栓及根底环进行无损探伤作业， 风力发电机组的根底环上法兰环缝和筒体纵缝（显露混凝土地面500mm规模的纵缝）焊接接头的超声波和磁粉检测，成果别离契合NB/T 47013.3-2015Ⅰ级要求和NB/T 47013.4-2015Ⅰ级要求。一起指出查看中发现的问题并提出优化办法。

例图：风机根底可用性检测

四、事端剖析联席协作机制

风电开发触及相关方很多，除了开发商、总包方、设备厂商，还会触及政府、稳妥等安排，事端产生后怎么安排事端根因剖析的作业是各方都在考量的问题。这时一般由第三方展开事端剖析，可以削减各方信息壁垒，消除各方顾忌。怎么挑选适宜的第三方，需求从以下三点考虑：

展开剖析的技能团队的专业性是否满意全面、深化，这是确保事端剖析顺利展开最基本的条件；

展开相关事端剖析的阅历和数据堆集是否丰厚，具有完善的事端剖析机制和失效数据库支撑；

深度交融风电职业，有才能和条件从职业层面触类旁通，削减整个职业事端的产生。

技能防控系统+联席协作机制

鉴衡展开风电设备认证、查验检测作业及相关规范研讨近20年，对超10000台在役机组进行了查验检测，并堆集了全球超300例事端事例数据，构成了独有的风电毛病类型及失效成因数据库，今年鉴衡提出了完善的Bow-Tie事端原因剖析与危险防控系统，树立完善的事端剖析、危险防备、危险管控机制，展开事端根因剖析和定损定责、帮忙政府展开安全监管、推进风电技能完善。

凭仗高效公平的事端判定技能才能，鉴衡在部分风电稳妥的投标环节即确定【定责人】人物。事端剖析陈述的高效采信，可以快速推进风电场康复生产，而且支撑稳妥安排的理赔流程闭环，为风电开发企业最大极限下降事端丢掉供给了技能与和谐支撑。

鉴衡数字化东西linkWind依据规范归整上述运营数据，并结合独有的各机型规划希望数据，构成受监管风电场“机型数据库+运转数据库+检测数据库”，为安全危险确诊、安全事端预警、安全问题督办等政府安监作业供给数字化根底，为“红线监督管理”供给技能东西。

结尾

我国风电职业历经近40年的展开，逐渐开端引领全球风电的展开，现在已成为完成碳达峰碳中和方针不行代替的动力方法之一。事端的产生，究其根本原因，既有工业高速展开进程中底层技能不行厚实的缘由，也有工业链合作机制、监管机制不完善带来的应战，事端剖析仅仅第一步，罗致事端经验、发掘事端价值，然后树立满意的止损机制、危险防控机制才是工业展开的中心出题。面对势不行挡的局势，既要适应前史趋势加快展开，更要正视展开中面对的应战，在难题的处理中推进风电成为安全安稳主力动力。