截止2016年12月31日（如图1所示），中国风电装机情况：累计安装风电机组累计安装风电机组10.5万台，累计装机容量168.732GW；其中2016年全年共计装机1.2万台，累计装机容量23.37GW（数据来源于电力网）。
图 1 2006年至2016年中国新增和累计风电装机容量
随着装机容量的不断增加，风电后运维市场的规模还将进一步扩大。
目前国内风电场的风力发电机组的运维模式，主要采用的方式是：在每个风电场设置一个运维项目部，对该风电场进行日常运维工作。
而风电场运维费用（风力发电机组部分）主要包括3大块的内容，分别是：
风电场日常运维费用；
风力发电机组的定期检修费用；
风力发电机组的备件费用。
本文主要是对定期检修部分进行分析；定期检修包括了机组的500小时检修、半年检修、全年检修。其中500小时检修，每台机组仅有一次，为一次性费用；而半年检修、全年检修（全年检修与半年检修按照检查项目不同而不同）则会要求风电场按照固定的周期开展相应的检查。
1、定期检修的影响
定期检修，简称“定检”，是一种以时间为基础的预防性检修，根据设备磨损和老化的统计规律，实现确定检修等级、检修间隔、检修项目、需用备件及材料等的检修方式。
特点是：
固定周期进行（以下简称“定期”），根据磨损和老化的规律，来确定检修周期；
预防性，预防风电场正常运行过程中，突发的问题出现；
根据以上的特点，可以看到定期检修非常有利于风力发电机组的长期稳定运行。但定期检修还是会产生产生以下几个方面的影响：
定期检修会产生时间不等的停机
以全年检修为例，假设单台机组检修需要停机5天，则会造成这5天内该台机组不能够进行生产作业（发电），理论上会产生大量的发电量的损失（收益减少）；
定期检修需要增加人员费用支出
由于定期检修时，参与检修工作的不但有正常风力发电机组的运维常规维护人员，还涉及到部分外包服务人员的加入；以此来减轻常规维护人员的工作强度，并缩短定期检修时间。这就产生了单独的定期检修费用。
这就使得定期检修影响到了业主的收益。但由于定期检修能更有利于风力发电机组的长期运行，从而使得业主不得不接受定期检修的发生。
2、风力发电机组的“免人工维护”概念
当前在购买家用电器或设备时，会经常听到一个词“免人工维护XXX设备”或“XXX免人工维护系统”。所谓的免人工维护（系统）是指：那些长期运行而不需人工维护就能工作得很好的设备（或系统）。
由于风力发电机组的机械结构复杂而相对精密，设备存在其特殊性；风力发电机组的“免人工维护”概念，不是指整台风力发电机组在其全寿命周期内完全的不需要维护，而是指通过相应的措施使得风力发电机组在“更长周期”内运行而不需要人工维护的能力。
由于免人工维护措施的实施，从而使得风力发电机组的定期检修中部分项目将永久性的不需要进行，部分检修项目的周期延长，从而起到减少定期检修的时间缩短、增加业主收益的目的。
3、实施“免人工维护”的几种措施
风力发电机组的构成相对比较复杂，整个机组是由不同的部件（或设备）协同完成某一指定的工作任务。在协作的部件（设备）中，有属于命令发出及反馈检测的电控系统，也有承载负荷并执行动作的机械构建及电机等设备；根据有无良好信号监测，可以分为以下这两大类：
具备有完整信号反馈及逻辑判断的设备；
无完整信号或无反馈的部件或设备；
对于具备有完整信号反馈及逻辑判断的设备，可以采用有以下几种措施方式来代替人工进行检查，包括：
开机自检查（或“重启”自检查）；
“空闲”自检查（运行中，闲置设备自检查，局部自检查）；
运行中的状态实时监控及预警等。
对于无完整信号反馈/无反馈的部件或设备，可以采用以下几种措施来减少人工检查，包括：
使用监控摄像头进行实时监控；
增加状态监测设备。
下面对这六种方式进行进一步的详细的说明。
3.1 开机自检查（或“重启”自检查）
设备的开机自检查（或重启自检查）是指：在设备连接电源后，各个系统按照一定的逻辑，依此对执行部件发出命令，要求执行部件进行一次按顺序完成的动作。
以风机变流器的水冷系统为例，在通电后，水冷系统首先需要对其执行部件进行一次检查。对于水冷系统有执行部件：循环泵、加热器、三通阀等；而相应的监控系统有流量、水压、温度及反馈触点等。此时不需要人员在现场，而是由系统在开机时自动进行检查，由此可能有以下动作（举3个器件的例子，但实际更为复杂）：
循环泵启动/停止，对应可以作为监测的反馈信号有流量、水压及反馈触点来监测循环泵的好坏；
加热器启动/停止，对应可以作为监测的反馈信号有温度、水压及反馈触点来监测加热器的好坏；
三通阀启动/停止，对应可以作为监测的反馈信号有水压、流量及反馈触点来监测三通阀的好坏。
而重启自检查与开机自检查相似，但不同是实际上并未对所有系统进行了断电，而是：在机组运行一段时间后，利用小风停机的间歇执行了一次断电后应该进行的检查。
3.2 “空闲”自检查（运行中，闲置设备自检查，局部自检查）
在3.1章节，提到的开机自检查以及重启自检查，是对整个风力发电机组进行一次检查。而“空闲”自检查则存在很大的不同。“空闲”自检查是指：在机组正常运转中，对当前未投入到机组正常发电协同的部件进行一次自检查。
还是以变流器水冷系统为例，在正常的机组运行过程中，水冷系统的加热和冷却是不会同时进行的两项工作。在“空闲”自检查时，可以利用这一特性，进行如下工作：
在机组正常工作时，由于变流器会在工作是会产生大量热量，此时水冷系统应当处于冷却散热状态，而水冷加热器会处在闲置状态。由于水冷加热器在长期停用后，再次启用，有极大的可能发生故障；所以可以间隔一段时间，让水冷加热器进行一次加热动作，这样就有2种作用：1）使用反馈信号来判断加热器的状态，使得中控可以提前预知加热器的状态是否正常，减少了一次现场故障的发生；2）定期激活水冷加热器可以延长其寿命。
在现场风速较小设备未进行发电生产时，机组的水冷风扇处于停止状态、水冷三通阀均处于关闭状态；此时同理，对水冷风扇及三通阀进行单独的动作自检查，来减少故障的发生。
3.3 运行中的状态实时监控、预判断及报警
当前大数据处理广泛应用在各个行业中的各个领域，而每一台的机组在运行过程中，均会有大量的数据被传送到中央控制系统中。
这些数据可以被利用起来，对同类机组的同一数据进行对比筛选，可以发现机组存在的问题。例如：机组的风速数据信息、发电量数据信息。在平均风速相同的情况下或在地形相似、机位相近的情况下，两台同类机组的发电量应当是相同的或相近的。则：1）数据是接近的、或者相似的，则出现问题的几率较小；2）如果两台机组的实际数据差距大，那么即使是两台机组均未能曝出故障或问题，机组的某些设备会存在相应的隐患或问题。
而这些数据的对比及故障的推断，均不需要对机组人工的进行停机的检查。
3.4 使用监控摄像头进行实时监控
对于无信号反馈的部件或设备，想要进行“免人工维护”则相对较难，而且会增加相应的成本；其中使用监控摄像头来代替人工进行监测就是其中一种办法。
当前风电场中，主要是在设备相对密集的区域进行监控摄像头的安装，主要包括：机舱内，塔底主控平台等。
其特点是：设备相对集中，视角较为清晰，安装位置更容易选择到；而类似于轮毂内，塔筒内，机舱外则未见或极少见到相应监控设备的安装。
3.5 增加状态监测设备
对于无信号反馈的部件和设备，采用了监控摄像头仅仅可以检测到部分部件的状态，还有一些关键的部件是无法被监视到的。其中就有一部分部件在机组中不能被正常监视、检测，但其对机组的运行起到关键性的作用。
对于这部分关键设备的状态需要进行单独的监测数据的采集，这样才能够更好的监控到该设备的状态。例如：发电机的轴承、叶片等需要增加相应的震动检测设备。均可以增加专门设备进行监测，由此来减少常规的检修项目，以达到“免人工维护”的目的。
4、结语
以上介绍了“免人工维护”的概念以及基于现有技术的几种免人工维护的方法；由此可以看到“免人工维护”模式是可以实现或部分实现的。而由于“免人工维护”可以为风电场带来：1）维护时间减少，增加发电量收益；2）维护强度降低，减少运维费用。这两项好处，将促进“免人工维护”模式在风电场中的，更多更广阔的应用。
参考文献
[1]刘靖。风电场运行维护与检修技术。化学工业。2015.9
[2]苏苏。 风电运维市场“谁”主沉浮。电器工业。2015.2
[3]周茂祥等。低压电器设计手册 [M].机械工业出版社。1992
作者简介：邢波，毕业于山东大学自动化系（本科），曾作为电气工程师参与了国内首台1.5MW半直驱机组的研发设计。目前任职于金风科技，从事风电现场的技术方案出具、技术问题处理等工作，对风电场的运维有很强的认识。
