山地风电场冬季安全生产管理
摘要：山地风电场在冬季风机冰冻严重，安全生产管理难度大、风险系数高。本文通过对湖北2座山地风电场冬季安全生产管理经验进行总结，讨论如何提高冬季风电场安全生产水平，提高风机发电量，以供参考。
关键词：高海拔 低温 风电场 安全管理
一、基本情况
（一）概况：国家电投集团湖北新能源有限公司（以下简称“湖北新能源”）是国家电力投资集团有限公司三级单位。湖北新能源2座在运风电场均为山地风电场，其中仙居顶风电场于2010年3月投产，界岭风电场于2016年1月投产，地处湖北省北部孝感市大别山脉南麓，地貌为高山丘陵，海拔600-900m。场址区域属亚热带季风气候，由于地形地貌原因，具有明显的山地气候特征，局部小气候复杂多样。每年冬季，自11月底至来年2月，风电场均会出现较长的冰冻期，期间主要气候特征表现为：①降雨量、空气湿度大；风电场区域冬季时常发生冻雨天气、平均空气湿度达70%-95%，在低温条件下，极易形成雾凇和覆冰；②低温天气时间长，影响范围广；高海拔和局部小气候导致风电场发生低温天气后不易反晴，户外设备冰冻情况更加严重。
（二）冬季冰冻天气对安全生产的影响
1、对风力发电设备的影响
风机冰冻是世界性的技术难题，在各地均有出现，目前业界并无有效解决办法，主要影响有：①风机叶片覆冰会改变叶片翼型结构，严重影响机组出力，功率曲线偏差大；②风机叶片覆冰严重时，导致叶轮运行失衡，影响风机传动系统可靠性和耐久性，严重时可能导致飞车事故。据不完全统计，因装机容量不同，我国中南部山地风电场每年因冰冻影响电量在300万千瓦时以上。
2、对风电场安全生产管理的影响
冰冻天气对风电场安全生产管理工作带来了诸多问题和困难：室外输电设备结冰，在覆冰超过设备防护标准的情况下，可能出现送出线路及10kV备用电源因覆冰停电；路面结冰、交通中断导致生活物资无法送达；生产日常巡视维护工作中断、人员及车辆出行存在安全隐患；生活供水水管冻结导致生活水源中断等一系列问题。融冰期间，又容易出现风机叶片坠冰导致设备损坏等新的次生灾害发生。如下图：
综上所述，如何有效降低风机冰冻电量影响，提高风电场运营效益，防止冬季冰冻天气安全事故发生，是我公司风电场安全生产管理的难题。我公司通过10年生产运营积累，已摸索总结出一套行之有效、较为科学的冬季安全生产管理经验。同时，山地风电场装机容量连年上升，具有较强的代表性和可参考性。
（三）山地风电场冬季安全生产管理的经验措施
1、风机运行管理经验措施
（1）加装抗寒加热性测风设备，相比于风机叶片，测风设备更易结冰，结冰后风速、风向监测错误，触发故障停机。通过改造测风设备，提高低温天气下风机测风系统准确性，降低风机冰冻时间。
（2）对主控系统技术改造，嵌入风机冰冻故障程序，提高机组自动化水平；通过对主控系统升级，实时监测机组功率与风速是否匹配，判断风机冰冻情况，进行自动停机和复位操作，提高风机安全性。
（3）加强设备监视，当温度接近0℃时，运行人员每半小时记录风速与机组出力情况，观察是否匹配，与风机冰冻故障程序结合，当处理迅速下降至相应风速功率的60%以下，启动应急机制，立即停机保证风机安全。
（4）融冰期间，运行人员利用望远镜、无人机等设备在安全距离外逐台检查风机融冰情况，逐台检查，逐台恢复风机运行。
2、风电场安全管理经验措施
（1）根据冬季特殊天气特点以及对设备的影响，每年第三季度开始，开展全设备隐患专项排查，对风电场隐患进行处理，保证设备度冬安全。主要包括：①风机加热除湿装置专项检查；②风机无功补偿装置专项检查；③风机油系统专项检查；④设备防火、防小动物专项检查；⑤电场110kV出线、10kV备用线专项检查；⑥设备温升专项检查；⑦柴油发电机专项检查；⑧防寒保暖设备专项检查。
（2）完善各类冬季应急预案，组织事故应急演练。制订《风电场防雨雪冰冻应急预案》、《风电场全站停电事故应急预案》、《风机冰冻应急处置方案卡》等事故应急预案，并在入冬前完成事故应急演练，使生产人员熟练掌握应急程序、应急操作及事故处理方法。
（3）加强冬季安全生产培训和事故预想工作。重点组织开展全场停电事故预想、冬季线路开关跳闸事故预想、风机冰冻事故预想、饮用水断流事故预想工作，强化冬季行车、特殊天气运行管理、外出巡视等安全专项培训，提高生产人员安全意识，落实安全生产岗位责任。
（4）开展冬季作业风险辨识。各场站预判可能出现的冬季生产工作，辨识危险点、危险源，提前准备防护用品，采取防护措施。保证冬季生产作业安全。
（5）提早完成冬季物资储备。山地风电场大雪封山情况时有发生，储备足够的生产生活物资极为重要，入冬前必须完成事故应急备品备件、保暖防滑用品、米面油等生活物资、应急医药物品的储备，制订冬季应急物资台账，按需使用，规范管理。
（6）入冬前启动冬季重点工作汇报机制。制订冬季重点工作汇报表，每周风电场值班长按时反馈，总结上述重点工作开展情况，做好冬季安全生产工作的监督管理。
（7）冬季雨雪冰冻期间生产人员及车辆禁止外出升压站，天气转晴后，对风机及附属设备外出巡视检查及其他工作外出人员，必须穿戴好冬季劳动保护用品，并登记记录出站时间，至少2人一组出行，保证通讯畅通。
（8）生产人员在风机冰冻期间发现的危险点、危险源要做好安全标识和防护，在风机及道路明显位置挂设“防止高空落物”“覆冰坠落、请勿靠近”等标识牌，警示当地居民及外来人员。
（9）场区车辆必须装配防滑链，外出须经场站负责人同意，车辆停靠在风机冰冻安全范围外。制订冬季行车专项安全措施和车辆检查卡，在车辆外出前进行检查。
3、风电场生产运行管理经验措施
（1）对风电场110kV出线及10kV备用线进行防冰冻技术改造，采取增大110kV架空线路线径，将架空10kV备用线路改造成地埋电缆等技术措施，降低冰冻灾害全场停电风险。
（2）增设柴油发电机等应急电源，入冬前储备足够的燃料；冬季严重的冰冻灾害可能会导致送出线路及10kV备用电源因覆冰停电，风电场生活用电缺失，入场道路无法通行，全场停电情况无法短时间消除。增设应急电源点，可保证在全场停电期间生产值班人员的安全和基本生活。
（3）风机冰冻期间严禁“甩冰”，融冰期间，将风机远程偏航至叶片远离箱变、转接箱一侧，防止落冰损坏设备。
（4）冰冻天气过后对升压站内外设备进行逐一排查，检查是否因雨雪造成设备损坏和其他异常现象，重点检查户外箱变、转接箱，检查是否有因落冰导致的设备损坏。加强夜间巡视，检查升压站内设备是否有严重放电闪络现象。
二、解决的问题
（一）解决了冬季设备可靠性降低的问题。
山地风电场地处偏僻，冬季天气环境恶劣，设备受此影响可靠性降低。一是通过在入冬前开展全设备隐患排查治理，有针对性的处理在低温工况下的设备隐患问题，预防设备故障发生。二是通过采取一系列技术改造和安全生产管理措施，提高线路、风机防冰冻能力和生产人员运行管理水平。有效提高了设备可靠性。
（二）解决了冬季安全作业风险大的问题。
冬季雨雪冰冻天气，低温、严寒日常作业风险大。通过在入冬前制订应急预案，开展冬季作业安全风险辨识，规范冬季外出巡视维护管理，有效降低了冬季作业安全风险。
（三）解决了冬季风电场应急能力不足的问题。
通过增设柴油发电机等应急电源，提前储备冬季应急物资，开展事故应急演练和事故预想，做好冬季人员和车辆管理等工作，提高风电场整体应急能力。
三、结束语
（一）有效提升了设备安全运行水平：
通过加大冬季设备管控力度，采取一系列技术改造和安全生产管理措施，以设备隐患排查治理为抓手，不断加强设备可靠性管理，促进设备安全可靠运行。近几年我公司风电场设备可利用率不断提升，保持在99%以上。
（二）有效提升了生产人员冬季应急处置和运行管理水平：
通过制定和完善应急预案，组织专项的冬季安全学习活动，开展事故预想，规范生产运行管理等措施，人员应急水平和设备运行管理水平不断提。
