一、立项背景

宝力格风电场现运行东汽FD70B型机组200台，其中采用阿尔斯通品牌变频器87台，德能品牌变频器86台，艾默生品牌变频器15台，禾望品牌变频器12台。由于运行已经11年，部分部件老化，且长期未进行专项维护，造成机组故障频发，根据2017年至2018年的故障数据统计，2017年变频器故障占比14%，2018年变频器故障占比18%，呈现逐年上升的趋势

二、内涵、机理

根据变频器故障的统计数据及损坏备件数据分析，我们发现导致变频器故障的主要部件为主断路器、功率模块、滤波回路、空开、接触器、线路等，其中，对主断路器及功率模块的维护时本次深度维护的核心部件，此两种部件不仅涉及机组运行安全，而且还是造成变频器故障和备件成本居高不下的主要原因。通过对主断路器机械结构检测维护、分合闸线圈检测、主触头、灭弧栅、灭弧罩等的检查，达到消除隐患，降低故障率的作用。而功率模块的维护更是重中之重，作为变频器的核心部件，不仅承担着整流、逆变的作用，同时因其构造精密且结构复杂，对环境、工作条件要求高，所以，针对功率单元重新涂抹散热硅脂，同时测试其管压降是本次维护的重点。另外，针对变频器内电容工作10年，已经出现老化、鼓包、漏液情况，急需进行维护、检测、更换，电容原件也是导致功率单元损坏的重要原因之一

三、变频器深度维护技术亮点

亮点1：由于原有机组定检维护手册，对变频器部分的维护工作只有力矩、表层清理、线路紧固等简单工作，导致机组变频器运行10年各个核心部件不能得到有效维护。此项目针对主断路器和功率模块开展全面检测和维护。对主断路器进行接触电阻检测、分合闸线圈功能测试、机械机构动作可靠性检测，对存在问题部分进行全面维护，彻底消除隐患；对变频器内功率单元电容、直流母线电容、滤波回路电容进行外观检查和全面检测，更换鼓包、漏液、容值偏差高于20%电容，消除由于电容问题导致的机组故障；对功率模块IGBT开展全面检测，对问题IGBT进行更换、并重新涂抹散热硅脂，消除因长期运行散热硅脂失效导致的功率单元损坏。另外，针对变频器内电容工作10年，已经出现老化、鼓包、漏液情况，急需进行维护、检测。更换除以上项目外，还对变频器的接触器、断路器、辅助触点、UPS、整体密封、散热风扇等进行了全面排查与消缺。可以说本项目将设备由里及外进行了彻底的维护

亮点2：真正实现运维模式由“遇到问题解决问题”、“备件搬运工”向着“预防性检修”的模式展开，实现机组缺陷与问题的早发现、早治理，避免问题扩大化，降低检修成本，提升机组安全性和可利用率。亮点3：数据永久保留，持续跟踪。无人机叶片巡检所采集到的高清图像和影像资料将会长期保留，方便每次巡检工作结束后与历史数据进行比对

亮点4：通过本次的深度维护，不仅是设备得到了彻底治理，同时还锻炼了团队，提升了团队的技术水平和技术能力

四：实施前后效果（效益）对比

根据2019年宝力格风电场机组故障数据统计，2019年变频器故障次数162次，是2017年变频器故障次数570次的28% ，2018年变频器故障次数422次的38%，由此可见，保守估计在后续的运行中，变频器深度维护完成后机组故障率可以降低65%以上，即每年可以降低电量损失76.5万

根据维护效果，预计每年可以减少备件及电量损失139.3万元。而200台机组变频器维护备件成本加上人工成本合计需要294万元。由此我们可以得出，仅仅需要2年的时间即可收回成本。而且可以消除机组运行的安全隐患

在开展变频器深度维护后，机组剩余的9年服役期内，每年将减少备件及电量损失近139.3万元，9年减少损失1253.7万元，除去维护成本294万元，可产生利润959.7万元

五、成果的推广

我们在谈及风电机组时，往往关注大部件的全寿命周期维护，而对于相对复杂，部件零散的电气系统相对未提升到一定的高度，而正是这变频、变桨、主控三大电气系统故障几乎占总故障次数的80%以上，所以通过对变频器系统的深度维护与探索，进而推广到风电机组主控系统、变桨系统的电气部件与系统性维护，达到预防性检修的目的，尤其适用于运行8-12年的机组，此时很多的电气元器件都已经出现老化、性能下降的情况。通过一次深度维护，后续的持续精细化检修，达到减低机组故障率，消除安全隐患，提升或稳定机组性能的目的