北京計鵬咨詢有限公司副總經理任鵬出席“第五屆中國風電后市場專題研討會”， 在風電機組運維及大部件修復專題論壇，分享題為“雙饋風機變速箱故障及維修成本分析”的主旨演講。

　　以下為發(fā)言內容：

　　任鵬：各位風電界的同仁大家下午好！由我代表我們計鵬公司的咨詢團隊分享一下雙饋風機變速箱故障及維修成本分析的結果。報告分四個部分：研究背景意義、本次研究特點、研究內容與方法、研究成果分享。

　　研究背景意義。這幾天大家討論的都比較集中，隨著我國風電快速的發(fā)展，截止到2017年風機的并網容量到1.64億千瓦，近12萬臺的風機已經完成了吊裝。從我們右邊環(huán)狀圖看不管是裝機并網容量和發(fā)電量，我國風電已經進入第三大發(fā)電系統(tǒng)。

　　通過數據和調研分析，保守數字60%的是含有變速箱雙饋風機，接近70%的機組是雙饋式的。風電機組主要是雙饋式的，直驅和半直驅的，目前最主流的是雙饋機組和直驅機組，直驅機組從2005年首次進入商業(yè)投運。研究雙饋式機組的變速箱故障，對風電這個產業(yè)發(fā)展提高變速箱技術和質量有較大的意義，對風電開發(fā)、機型評審提供參考價值。我們是在同業(yè)協(xié)會的委托，計鵬公司的咨詢團隊歷時六個月調研和研究，形成了一個中國雙饋風電機組變速箱故障及成果分析的調研報告。

　　在近期獲得的一個數據上可以看到右邊的柱狀圖是近五年來新裝的機組，直驅型機組有明顯上升趨勢，雙饋型機組有明顯下降的趨勢。在已經投運并網中，大量還是雙饋式機組。本次研究，我們提出的目標是收集30個風電場，1000臺風機數據作為樣本，隨著調研工作的開展，時間很有限的情況下，我們盡可能大量收集風機變速箱故障、數據，最后我們收集到三個風電場共計2732臺的風機樣本數據。占并網運行的雙饋機組3.5%左右。本次研究所采用的數據來源于風電場填報的實際運行數據，我們還有對部分的風場進行了現場的調研和實地的數據采集，這也囊括了不同地形的、不同溫度條件的風場的現場考察。

　　受限于我國風電實際的運行時間還不足夠長，也沒有覆蓋到風機全生命周期范圍內的所有數據，后續(xù)還會繼續(xù)的長期的去根據分析下去。本次研究所有的樣本涵蓋的單機容量從600千瓦一直到2000千瓦都有。其實1500千瓦的風機占了64%的比例，右邊餅圖看到調研數據總投運年限分布情況。運行超過5年以上的機組占所有的用的數據樣本78%，樣本與中國雙饋式風機的機型結構和開發(fā)時序基本吻合，我們認為具有較強的代表性。

　　介紹一下研究內容和方法。研究是為了分析變速箱故障對于雙饋式機組的經濟性影響，重點研究了變速箱故障和數量以及占風機總故障的比例。變速箱運行期內主要故障的類別、變速箱故障帶來的成本以及相關變化趨勢的幾大內容。

　　我們主要采取了這四大類的方法，研究對象包括全國在運行的雙饋式風電機組，整群抽樣、運行環(huán)境、投產時間、單機容量，選擇風場所有的風機都作為研究樣本，選擇比例分析方法，分年度來收集，比例分析。加權分析，收集每個變速箱故障次數和時長，測算出每年單臺風電機組變速箱的故障次數和時長分析變化趨勢。類別分析，分析每年各類故障占比的變化趨勢。成本分析，通過收集風電場故障損失的電量成本，收集主要故障類別成本構成，人員、價格等情況作為測算依據，進行成本分析。

　　分享一下研究的初步成果，分析了2011-2017年樣本的故障數據，測算出近年來我國風電及變速箱每年平均故障次數、時長以及占風機故障的比例。0.25次/臺年，從2011年-2017年所有的故障，研究樣本比例情況，大約占研究目標的總故障次數的7%，平均故障時長是10個小時/臺年，故障時長占風電機組故障時長2%。

　　分析了故障次數及時長投運年限的關系。分析了運行1-7年風電機組變速箱故障數據，變速箱每臺每年故障次數在0.15-0.3次之間，占風電機組故障總次數的比例在4.5%-7.5%之間。隨著投運年限增加，故障次數有增加，故障次數占比在下降，意味著其他部件故障次數也在提高。經過分析投運1-7年風電機組故障時間的數據，基本上是4-13個小時/臺年，占風機所有故障時長8%-15%之間，故障時長這邊暫時看沒有明顯的規(guī)律。

　　還研究了對地形敏感性和風機變速箱之間的故障關系，分析了1-7年的山地型風電和平原型風電，山地型風電變速箱平均故障次數是0.22次/臺年，略高于平原型0.2次/臺年，但故障時長確相反，山地型風電變速箱平均故障時長6.7小時/臺年。還研究了分析運行1-7年常溫型風電和低溫型風電，常溫型風電變速箱平均故障次數0.4次/臺年，要高于低溫型0.17次/臺年，但故障時長卻相反，常溫型風電變速箱平均故障時長3.5小時/臺年，低于低溫型7.2小時/臺年。低溫型地區(qū)往往變速箱出現故障，維修的周期會比較長。

　　經過我們的分類分析，把變速箱故障主要分了兩類，六種：機械、電氣及輔助六大類故障。機械故障有三大類：輪齒故障、軸與軸承的故障、箱體相關的故障。電氣及輔助系統(tǒng)的故障有三類：冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、電控與傳感器這部分。經過我們統(tǒng)計分析發(fā)現變速箱各類故障中，電氣及輔助系統(tǒng)故障次數較多，而相對的處理時間會比較短，特別是供油和冷卻系統(tǒng)，從左邊的餅圖可以看出，故障的次數和供油和冷卻性加起來達到64%的占比，機械故障次數較少，故障的處理時長普遍較長，特別是齒輪和軸承的故障，故障時間加起來達到73%的占比。

　　同時我們也分析了隨著投運年限的增加，這些故障有什么變化的規(guī)律，分析運行了7年的數據看，變速箱各類故障次數占比相對穩(wěn)定，供油系統(tǒng)故障次數也增加的趨勢，故障時長占比年度變化比較大，箱體故障有增加趨勢，軸承故障率有減少趨勢。這個也得益于風場運行經驗增加，運行維護的隊伍技術水平也在提高，為我們這些初期常出現的故障有了更多的預防和排檔的手段。

　　對于故障的成本分成兩塊，一個是維修成本和損失電量的成本，我們把維修成本分成設備費用、安裝費用、人工費用。損失電量是按照0.55元/千瓦時，用于測算對于變速箱故障所帶來的成本的分析。這個柱狀圖分析來看，風機運行前10年，變速箱故障成本平均在60萬元左右，齒輪故障成本占25萬元，軸承18萬元，箱體約為13萬元，電氣及輔助系統(tǒng)約為2萬元。我們采集的樣本一部分沒達到10年以上，可能會有一部分偏差。經過測算運行10年變速箱齒輪、軸承、箱體的故障分別占了43%、31%、23%，分項看電量損失成本最大占39%。

　　總結一下這次研究的初步成果，2011-2017年，變速箱每年平均故障0.25臺次，占風機總故障次數7%。每年平均故障時長10小時，占風電機組總故障時長12%。單詞平均故障處理時間約為40小時。

　　風機變速箱故障與地形條件相關性較小。常溫型風電變速箱故障次數比低溫型的略高，低溫型故障時長相對比常溫型更長；變速箱供油和冷卻系統(tǒng)等故障次數多，輪齒和軸承等機械故障時間長；風機運行前10年，變速箱故障成本約為60萬元左右，其中絕大多數為機械故障，占97%，主要來源于電量損失和設備購置和安裝的費用。

　　以上是我們對變速箱故障分析和成果分析的初步成果。后續(xù)會繼續(xù)擴大數據采集的來源，并且進一步的跟蹤分析，得出更多有規(guī)律性的，為大家提供參考。計鵬公司是專注于新能源的工程咨詢，專業(yè)的工程咨詢，已經有20多年了，我們也希望繼續(xù)做好一個專業(yè)咨詢公司該做的事情。

　　謝謝大家！

　?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經本人審閱）