秦海岩：风电技改必须讲科学

经过多年的发展，我国风电技术取得巨大进步，促进了设计的完普、工艺的改进，质量和可靠性进一步提高，由此带动对旧有风电机组进行技术改造提升的需求。
　　首先，受制于早期的技术水平，部分投运较早的风电项目的设计方案未能做到最优，甚至存在缺陷，导致其运行表现不佳，经济性较差。其次，前期风电机组技术不成熟，单机容量小，软硬件配置低，不仅无法充分利用资源，而且经过多年运行，设备性能指标开始下滑，需要借助技改来增加机组发电量。此外，一些机组存在安全性风险，有必要运用新的技术和工艺对关键部件加以改造。
　　要解决上述问题，可以采取多种技改方式。比如，为了提高对风能资源的利用效率，将机组移到资源更好的机位点；加高搭架，以获得更高的风速；引入扇区控制，从而降低尾流影响；通过优化主控程序、更换或者加长叶片、替换部件等措施，来提升机组性能。
　　然而，在技改过程中，实施方往往将着眼点放在提升效果上，而忽略了对机组安全性造成的影响，未能足够重视科学的安全校核和评估。少数企业甚至在缺少机组原始设计资料、不了解设备性能指标的情况下，就开展技术政造，进而诱发诸多问题。因为技改往往导載荷的提升、系统的失配。
　　例如，对机组进行移机或加高塔架，将导致其所处环境及周边环境发生变化，这不仅会増加技改机组的载荷，还对其他机组的风况条件也产生影响，致使它们的疲劳载荷加大；优化机组控制策略或更换其部件，可能会影响部件的工作条件，导致设备超负荷运转。这些隐患，轻则导致技改失效，引发故障，影响机组和部件的使用寿命；重则造成重大安全责任事故。
　　比如，延长叶片后，因未进行载荷复核、结构评估以及施工工艺未满足设计要求等，会发生延长节脱落；更换叶片后，叶根载荷增加高于原设计载荷，由于未复核部件选型引发变桨轴承失效等；为满足低电压穿越要求进行主控制器与变流器技改，改变原有控制保护逻辑且未综合考虑电气部件之间的匹配性，发生电气部件拉弧、打火等情況并引发火灾。因此，开展任何技改都必须进行严格的安全评估，排除所有潜在隐患。
　　当然，具体采用何种安全评估方法，则需要根据技改项目而定。以移机等会改变工况条件的技改为例，在这种情下，应当确定新机位点的风况条件，并与机组的原始设计条件进行比对。如果工况条件超出机组的设计水平，必须重新计算机组载荷，若超出设计载荷，还需校核各部件的极限和疲劳强度。
　　对于更换或加长叶片、加高塔架、改变主控程序等机组设计优化项目，应当重新开展机组控制评估和载荷的仿真计算。如果载荷变大，需重新评估各部件的安全性，且在设计改动较大时，如叶片翼型变化、叶片长度变化超过2%，机组额定转速变化超过2%等，必须按照IEC的相关要求重新进行型式试验，内容包括载荷测试、功率曲线测试、安全功能试验以及叶片全尺寸试验等。对于齿轮箱、変频器等部件散热器的辅助功能改造，虽然造成的安全性影响较小，但同样有必要通过试验等手段来验证改造后部件的安全性和有效性。
　　安全无小事，风电机组投运后要在复杂环境中经受20年以上的考验，业界更需时刻紧绷安全这根弦。技改涉及对风电机组和项目初始设计的调整，必须做好事前的技改方案评估以及事后的安全性与效果验证，在确保设备可靠运行的前提下，运用科学的技改手段达到提质增效的目的。