文 | 張世惠，張少為，陳靈銳

建立風(fēng)電保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)研究﹡

文 | 張世惠，張少為，陳靈銳

概述

目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電項(xiàng)目中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、工程運(yùn)輸安裝和運(yùn)行維護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都出現(xiàn)過各類事故，造成設(shè)備損毀和人員傷亡。風(fēng)電場(chǎng)存在上述問題可能是短時(shí)間大規(guī)模風(fēng)電設(shè)備應(yīng)用技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不夠成熟等原因?qū)е隆ｋS著國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組逐步出質(zhì)保期，大部件如齒輪箱、發(fā)電機(jī)、葉片等出險(xiǎn)以及機(jī)器整體損毀的幾率將逐年提高。一些風(fēng)電業(yè)主或制造商購(gòu)買了運(yùn)輸和安裝險(xiǎn)以及財(cái)產(chǎn)一切險(xiǎn)、機(jī)損險(xiǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量險(xiǎn)等保險(xiǎn)，上述問題對(duì)于保險(xiǎn)公司來講可能會(huì)增加賠率，勢(shì)必保費(fèi)提高，甚至不再承保，對(duì)于整個(gè)行業(yè)發(fā)展十分不利，因此風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別及其標(biāo)準(zhǔn)的建立十分必要。

中國(guó)人保財(cái)險(xiǎn)有限公司與美國(guó)安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室公司(UL)與UL旗下100%所有權(quán)的德國(guó)風(fēng)能研究院(UL－DEWI)就建立完成人保財(cái)險(xiǎn)風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)框架進(jìn)行合作研究，旨在為風(fēng)電行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供有效工具，做到風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的統(tǒng)一和有據(jù)可循。本項(xiàng)目深入研究風(fēng)電行業(yè)保險(xiǎn)險(xiǎn)種、國(guó)內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、案例等方面內(nèi)容，旨在建立風(fēng)電保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。參照?qǐng)?zhí)行該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，可促進(jìn)保險(xiǎn)公司在接入電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電設(shè)備包括風(fēng)電場(chǎng)，分布式設(shè)備和獨(dú)立離網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備相關(guān)保險(xiǎn)業(yè)務(wù)的開展。

本項(xiàng)目將充分利用UL和UL－DEWI國(guó)際品牌及所有的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和保險(xiǎn)行業(yè)評(píng)估業(yè)績(jī)經(jīng)驗(yàn)并吸收借鑒國(guó)際上先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和通行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合中國(guó)國(guó)內(nèi)風(fēng)電及人保風(fēng)險(xiǎn)劃分、分析、評(píng)估方面的案例、經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)起草編制等方面進(jìn)行咨詢。

風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)分析

一、風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成及特點(diǎn)

（一）風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成

風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)存在于政策、財(cái)務(wù)、自然災(zāi)害、技術(shù)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品制造質(zhì)量、工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)以及人身安全等風(fēng)電項(xiàng)目全過程。自然災(zāi)害、技術(shù)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品制造質(zhì)量、工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)、以及人身安全等是風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)的重要組成部分。從風(fēng)險(xiǎn)出險(xiǎn)結(jié)果考慮，風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的事故通常是風(fēng)電設(shè)備事故(如部件葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)；結(jié)構(gòu)性以及運(yùn)輸、環(huán)境)和安全性事故(火災(zāi)、人身傷亡)。近幾年國(guó)外風(fēng)電事故發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)見圖1。

（二）風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

（1）環(huán)境工況惡劣

風(fēng)電設(shè)備多數(shù)處于“三北”地區(qū)及高原和山區(qū)，環(huán)境工況惡劣，如冬季低溫、雷電、運(yùn)輸?shù)缆凡?、沙塵暴、結(jié)冰、地震、山體滑波、暴雨

圖1 各類事故統(tǒng)計(jì)分布圖

注：截至2014年3月底的統(tǒng)計(jì)，共計(jì)1549次事故，資料來源：www.caithnesswindfarms.co.uk (雪)。設(shè)備運(yùn)輸(如葉片超長(zhǎng))、安裝和運(yùn)行存在多重風(fēng)險(xiǎn)隱患，如果設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行維護(hù)方面風(fēng)險(xiǎn)控制措施不到位，設(shè)備損毀風(fēng)險(xiǎn)加大。風(fēng)電常需進(jìn)行高空作業(yè)，且地處偏遠(yuǎn)，風(fēng)電機(jī)組分布分散，場(chǎng)內(nèi)道路通行困難，給人員安全和設(shè)備及時(shí)維護(hù)帶來風(fēng)險(xiǎn)。

（2）風(fēng)能資源不確定性

風(fēng)能資源是隨著年度交替變化的，不同年份發(fā)電量不同，國(guó)外已經(jīng)有保險(xiǎn)公司承保這種險(xiǎn)種。風(fēng)電場(chǎng)需要更加高精度的風(fēng)能預(yù)測(cè)體系，包括年度超長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)，以確保風(fēng)險(xiǎn)在可控范圍內(nèi)。

在風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)之前，風(fēng)能資源測(cè)試位置選擇錯(cuò)誤、地形影響、計(jì)算模型錯(cuò)誤、儀器誤差等因素，都會(huì)導(dǎo)致可行性研究結(jié)論風(fēng)能資源分析錯(cuò)誤，以至機(jī)組選型和財(cái)務(wù)結(jié)論錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致風(fēng)電財(cái)務(wù)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)加大。

（3）產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量缺陷

風(fēng)電主設(shè)備即風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)商到2012年發(fā)展到近百家，除風(fēng)電機(jī)組供貨商外，隨之而起的是大量的風(fēng)電關(guān)鍵部件供應(yīng)商，如葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器等。風(fēng)電多數(shù)供貨商及業(yè)主是2006年以后開始搞風(fēng)電業(yè)務(wù)的，技術(shù)來源較為復(fù)雜，有些技術(shù)路線風(fēng)險(xiǎn)很大。風(fēng)電行業(yè)前幾年超高速的發(fā)展也帶來了產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，各類質(zhì)量事故經(jīng)常發(fā)生(包括運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù))。

（4）人為原因

風(fēng)電場(chǎng)曾多次發(fā)生由于廠家服務(wù)人員及業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)人員操作不當(dāng)引起的人員和設(shè)備重大事故。因此人員培訓(xùn)尚有差距，需要提高人員正確處理故障能力及個(gè)人安全防護(hù)的能力。人為的維護(hù)不及時(shí)以及備件供應(yīng)不到位，也是發(fā)生事故的原因之一。

二、風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)類別及分析

風(fēng)電企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)可能涉及風(fēng)電政策(包括電價(jià)、接入電網(wǎng)及土地等)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)(包括設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)認(rèn)證等) 、自然災(zāi)害、以及建設(shè)和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等。本文將著重在設(shè)計(jì)、試驗(yàn)認(rèn)證、運(yùn)輸安裝和運(yùn)行維護(hù)方面進(jìn)行論述。

（一）設(shè)計(jì)類風(fēng)險(xiǎn)

圖2 到2012底的美國(guó)風(fēng)電缺陷統(tǒng)計(jì)圖

風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)是風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制的第一關(guān)，從圖2可以看出設(shè)計(jì)缺陷在各類缺陷中所占比例較高。

風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)包括初步設(shè)計(jì)(包括在可研中，含微觀選址設(shè)計(jì)、電廠變電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程管理設(shè)計(jì)等)，施工圖設(shè)計(jì)等。風(fēng)電機(jī)組是最關(guān)鍵的設(shè)備之一，機(jī)組整體設(shè)計(jì)是風(fēng)電機(jī)組安全和可靠運(yùn)行的核心技術(shù)。風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)(組裝、調(diào)試、試驗(yàn))等。從結(jié)構(gòu)劃分，風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)包括空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)屬于技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，它涉及設(shè)計(jì)來源、設(shè)計(jì)方法，包括設(shè)計(jì)師風(fēng)險(xiǎn)。有些設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)是災(zāi)難性或危險(xiǎn)性的，如設(shè)備重大損失和人員傷亡事故，設(shè)備部件或整機(jī)出現(xiàn)批次性故障導(dǎo)致設(shè)備損壞長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)或部件提前報(bào)廢。

我國(guó)風(fēng)電行業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)的來源主要分為三種，第一種采用國(guó)外許可證技術(shù)轉(zhuǎn)讓，其設(shè)計(jì)源于國(guó)外，第二種采用國(guó)外設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)，包括所謂聯(lián)合設(shè)計(jì)，第三種是獨(dú)立自主設(shè)計(jì)。這三種設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不同。每一種的設(shè)計(jì)來源方的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)有所不同，設(shè)計(jì)帶來的風(fēng)險(xiǎn)就不同。

設(shè)計(jì)缺陷(設(shè)計(jì)師)風(fēng)險(xiǎn)：導(dǎo)致災(zāi)難性或高危險(xiǎn)性的設(shè)計(jì)缺陷主要出現(xiàn)在安全設(shè)計(jì)方面。設(shè)計(jì)師由于沒有獲得良好培訓(xùn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)沒有準(zhǔn)確理解或缺乏經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤、方法錯(cuò)誤。這主要涉及極端載荷和疲勞載荷計(jì)算等設(shè)計(jì)參數(shù)。在所有工況下安全策略方面，設(shè)計(jì)中出現(xiàn)紕漏也是重要的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)來源。與重大質(zhì)量控制有關(guān)的設(shè)計(jì)，如工藝設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)等，也是導(dǎo)致危險(xiǎn)性設(shè)計(jì)缺陷的原因。

（二）認(rèn)證與試驗(yàn)

第三方的試驗(yàn)、測(cè)試和認(rèn)證是設(shè)備制造方、項(xiàng)目業(yè)主方控制設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、制造、安裝及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)有效的手段之一。通過試驗(yàn)認(rèn)證，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)制造和安裝運(yùn)行是否與標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和合同的一致性(合規(guī)性、符合性)。在試驗(yàn)認(rèn)證中發(fā)現(xiàn)缺陷或錯(cuò)誤，及時(shí)提出不符合和改進(jìn)意見并持續(xù)整改，引入風(fēng)險(xiǎn)劃分和評(píng)價(jià)體系，確保質(zhì)量控制體系的有效性和持續(xù)性，有效消除隱患，預(yù)防安全質(zhì)量責(zé)任事故發(fā)生。

（三）運(yùn)輸與安裝

風(fēng)電設(shè)備在運(yùn)輸、安裝(包括臨時(shí)堆放和組裝過程)中，存在設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞(包括設(shè)備丟失)和人員傷亡等安全生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)，將給開發(fā)商、制造商等帶來較大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

風(fēng)電設(shè)備運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)隨著設(shè)備單機(jī)容量的增加而增大，風(fēng)電設(shè)備外尺寸已經(jīng)超出了公路運(yùn)輸?shù)南拗疲饕秋L(fēng)電葉片長(zhǎng)度超長(zhǎng)。盡管生產(chǎn)廠家在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)附近設(shè)立了生產(chǎn)工廠，由于風(fēng)電項(xiàng)目一般都在較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，如山脊、戈壁灘、草原、海灘和海島等，為風(fēng)電項(xiàng)目修筑的臨時(shí)道路很難達(dá)到要求，因此大大增加了風(fēng)電設(shè)備運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備的運(yùn)輸方案就顯得十分重要。

在選擇風(fēng)電設(shè)備運(yùn)輸方案時(shí)，需要綜合各種因素的影響，要結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)所在地獨(dú)特的地理環(huán)境及多變的自然天氣，考慮實(shí)地操作的技術(shù)難度，進(jìn)行多運(yùn)輸方案的全面分析比較。為了保證運(yùn)輸安全，承運(yùn)單位必須采取一定的措施，除了盡可能利用已有的運(yùn)輸條件以及固定措施和特殊裝具等防護(hù)措施外，還有可能涉及要求業(yè)主方修建新的道路等問題。因此，風(fēng)電設(shè)備運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)輸承接單位的經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸設(shè)備的外形尺寸、道路情況、安全防護(hù)措施等因素有關(guān)。

在風(fēng)電設(shè)備安裝過程中，主要涉及的風(fēng)險(xiǎn)是高空作業(yè)、大型吊車安全風(fēng)險(xiǎn)，主要出現(xiàn)的災(zāi)難性事故包括人員墜落身亡、觸電、吊車倒塌致人員傷亡等。臨時(shí)堆放和組裝過程曾發(fā)生多起事故，包括塔筒倒塌、滾落、風(fēng)輪滾落損壞(未使用專用固定裝置)、設(shè)備人為破壞和丟失等。

風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)施工安裝中安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)也是風(fēng)電保險(xiǎn)相關(guān)的內(nèi)容。施工方的安全質(zhì)量管理、安全技術(shù)措施是否到位，質(zhì)量監(jiān)控是否按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和合同執(zhí)行、工程驗(yàn)收是否符合要求，都影響工程質(zhì)量和今后風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。風(fēng)電工程的安全評(píng)估及其標(biāo)準(zhǔn)是風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要部分。

（四）運(yùn)營(yíng)和維護(hù)

風(fēng)電項(xiàng)目大部分風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)在運(yùn)行和維護(hù)階段。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行是長(zhǎng)期的，按照設(shè)計(jì)壽命運(yùn)行生命周期是20年。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)包括人員重大傷亡事故以及火災(zāi)、風(fēng)電機(jī)組整機(jī)倒塌等重大設(shè)備損壞事故。上述事故屬于災(zāi)難性的風(fēng)險(xiǎn)，除此之外，設(shè)備一般損壞事故包括一般批次性質(zhì)量事故，如齒輪箱、葉片等主要部件多臺(tái)損壞，屬于危險(xiǎn)性或嚴(yán)重性的風(fēng)險(xiǎn)。這些是去除了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)認(rèn)證及生產(chǎn)制造階段風(fēng)險(xiǎn)之外，屬于運(yùn)行維護(hù)不到位產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，如圖2所示。

風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)主要是安全管理體系建設(shè)不完善或執(zhí)行力不夠；沒有按照要求進(jìn)行巡視檢查和及時(shí)處理缺陷；未按照安全技術(shù)措施要求配備安全裝備設(shè)施以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)(健康狀態(tài))分析采取技術(shù)措施；沒有按照規(guī)定進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，包括定期和崗前安全技術(shù)培訓(xùn)(包括應(yīng)急預(yù)案、演練等)；沒有按照規(guī)程規(guī)定進(jìn)行技術(shù)監(jiān)督，進(jìn)行試驗(yàn)、送檢、及時(shí)更換(或加注)消耗品等。

風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)中葉片、機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的維護(hù)檢查如果不能按照規(guī)定完成或存在缺陷未及時(shí)處理的話，出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的幾率就會(huì)增加。

葉片出現(xiàn)的早期損傷，由于處于高空，不容易被發(fā)現(xiàn)。風(fēng)險(xiǎn)有可能涉及設(shè)計(jì)、制造及工藝、運(yùn)輸安裝以及運(yùn)行和維護(hù)。如果技術(shù)監(jiān)督及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并改正或改造，風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)降低，雷擊就是葉片損壞的重要原因之一。

對(duì)于齒輪箱風(fēng)險(xiǎn)，最重要的問題是及時(shí)、及早發(fā)現(xiàn)問題，如微觀裂紋、微點(diǎn)蝕等，這些容易導(dǎo)致嚴(yán)重磨損或斷齒，以及軸承損壞。這些故障最有可能的原因是潤(rùn)滑油失效(是否定期化驗(yàn)或按期更換)或長(zhǎng)期缺少，還有軸對(duì)中及振動(dòng)問題，包括高速軸制動(dòng)或發(fā)電機(jī)電磁力矩反向傳動(dòng)到高速軸而產(chǎn)生的損壞。

火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)：近幾年風(fēng)電火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)呈上升趨勢(shì)，主要風(fēng)險(xiǎn)是電氣火災(zāi)和機(jī)械剎車長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)導(dǎo)致高熱和機(jī)艙大幅擺動(dòng)潤(rùn)滑油濺出起火，還有人為動(dòng)火操作違章所致?；馂?zāi)是災(zāi)難性的，常導(dǎo)致重大人員、財(cái)產(chǎn)損失。

產(chǎn)能風(fēng)險(xiǎn)：風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源隨不同年份呈周期性變化。理論上，每年的變化是可以預(yù)測(cè)的。此外，由于葉片污染或磨損，氣動(dòng)性能會(huì)有所下降；隨著地形或植物、建筑物的改變，風(fēng)電場(chǎng)氣流改變或切變改變，也會(huì)影響偏航正確性，從而影響發(fā)電量。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量，包括管理、設(shè)備健康狀況、備件和檢修質(zhì)量等。

風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)及方法

風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別評(píng)估劃分標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)廣泛依據(jù)行業(yè)公布的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、規(guī)范所確定的通用風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法，將這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與風(fēng)電設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)合起來，需要將風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行界定、歸類、分析統(tǒng)計(jì)，并由不同的關(guān)聯(lián)方討論達(dá)成共識(shí)后，上升成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，供行業(yè)應(yīng)用。采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)——失效模式與影響分析》（IEC60812 Analysis techniques for system reliability -Procedure for failure mode and effects analysis (FMEA)）中風(fēng)險(xiǎn)值(RPN) 概念，對(duì)風(fēng)電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行判定。風(fēng)險(xiǎn)值 (RPN) 包含了風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度(S)、風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率(P) 、風(fēng)險(xiǎn)降低措施(D) 三個(gè)方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

根據(jù)《機(jī)器安全－風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》（ISO/ TR14121-1-2007 Safety of machinery-Risk assessment-Part 1∶ Principles; ISO/TR14121-2-2007 Safety of machinery-Risk assessment -Part 2∶ Practical guidance and examples of methods）、故障樹型分析法 (FTA)（IEC 61025-2006 Faulty Tree Analysis）等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從系統(tǒng)的失效現(xiàn)象出發(fā)，分析系統(tǒng)的動(dòng)作原理、運(yùn)行條件、運(yùn)行環(huán)境等因素，查找失效原因及造成系統(tǒng)失效的可能部位。在進(jìn)行故障樹分析系統(tǒng)失效現(xiàn)象時(shí)，將系統(tǒng)失效不斷向下展開，直到無法繼續(xù)展開為止，從而找到失效的底層要件，以及不同層面事件的邏輯關(guān)系。分析失效后對(duì)系統(tǒng)造成的影響程度，以及系統(tǒng)內(nèi)的檢測(cè)裝置、隔離裝置、保護(hù)裝置是否足夠，從而決定是否需要進(jìn)行系統(tǒng)的安全改造。

根據(jù)圖3，葉片損壞率是最高的，且危險(xiǎn)性較高甚至是災(zāi)難性的，可能導(dǎo)致機(jī)組完全損壞而報(bào)廢。齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件也有較高風(fēng)險(xiǎn)出險(xiǎn)概率，包括批次性損壞風(fēng)險(xiǎn)。電氣等部件其危險(xiǎn)性相對(duì)低，但出險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)頻次相對(duì)較高。

針對(duì)風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，我們需要考慮如何進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別設(shè)定和判定標(biāo)準(zhǔn)，以及哪些措施可以抑制風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。風(fēng)險(xiǎn)值 (RPN) 的表征考慮了諸多因素，重要的兩方面是本身風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度和防范措施的實(shí)施有效性。我們需要根據(jù)不同部件或總成的風(fēng)險(xiǎn)類別、事故概率和嚴(yán)重性，對(duì)應(yīng)不同的安全技術(shù)措施是否在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)維各個(gè)過程中采用和實(shí)施，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)判定。有必要將上述方面的評(píng)判內(nèi)容編制成核查表，從而給不同相關(guān)方使用、辨識(shí)和共識(shí)。

事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告：為了風(fēng)電行業(yè)持久健康發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)行業(yè)協(xié)會(huì)在政府支持下定期(每年)發(fā)布《全國(guó)風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量狀況調(diào)查報(bào)告》等風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和事故調(diào)查報(bào)告，以及發(fā)電數(shù)據(jù)和限電情況。這些報(bào)告是分析風(fēng)電故障頻次、機(jī)組質(zhì)量重要和權(quán)威的數(shù)據(jù)。對(duì)于不同機(jī)型、部件等，分析報(bào)告可以給出不同風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率的分析結(jié)果。

根據(jù)不同年份的調(diào)查結(jié)論，不同部件或故障缺陷的出險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)概率有可能是不同的，那么根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)概率的結(jié)論，以及不同現(xiàn)場(chǎng)采取的措施及其有效性，就可以定義出該風(fēng)電場(chǎng)某個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的高低還與歷史數(shù)據(jù)、安全記錄有關(guān)，包括管理體系的運(yùn)作有效性。通過全國(guó)風(fēng)電指標(biāo)的發(fā)布，采取對(duì)標(biāo)分析的方法，也是評(píng)判風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)水平等級(jí)的一種方法。

風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)管控措施

圖3 截至2012底美國(guó)風(fēng)電結(jié)構(gòu)故障統(tǒng)計(jì)圖

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表1 德國(guó)2011年風(fēng)電索賠情況一覽表

隨著風(fēng)電行業(yè)的高速發(fā)展，近幾年在機(jī)組可靠性、風(fēng)電場(chǎng)安全生產(chǎn)方面，出現(xiàn)了上述各類問題和風(fēng)險(xiǎn)。這些問題和風(fēng)險(xiǎn)可以通過人為干預(yù)以及技術(shù)防范措施得到有效控制，包括政府的政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的修訂和完善，以及各風(fēng)電企業(yè)的有效執(zhí)行。

一、安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)

風(fēng)電項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)貫穿于風(fēng)電場(chǎng)整個(gè)壽命周期，包括規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、工程實(shí)施階段、運(yùn)行維護(hù)階段等。風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)建立安全評(píng)價(jià)體系，包括安全管理體系、安全培訓(xùn)、安全技術(shù)措施等。定期對(duì)風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)的典型事故案例進(jìn)行分析，查找原因，提出防范風(fēng)險(xiǎn)的措施并落實(shí)。

風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)建立設(shè)備健康狀態(tài)管理系統(tǒng)，通過采用狀態(tài)監(jiān)控手段，對(duì)設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并定期召開技術(shù)分析會(huì)，對(duì)設(shè)備出現(xiàn)缺陷進(jìn)行剖析、提出消除方案。在風(fēng)電場(chǎng)以設(shè)備狀態(tài)為設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)上，建立設(shè)備可靠性管理系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)及時(shí)記錄和分析。

二、安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)系統(tǒng)措施

（一）風(fēng)電機(jī)組安全控制措施

風(fēng)電機(jī)組的安全風(fēng)險(xiǎn)控制中，設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)控制和人員安全風(fēng)險(xiǎn)控制是最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。風(fēng)電機(jī)組設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)控制功能需要在機(jī)組設(shè)計(jì)中確定，如風(fēng)電機(jī)組安全控制功能。根據(jù)國(guó)際或國(guó)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電機(jī)組在外界出現(xiàn)超出風(fēng)電機(jī)組設(shè)定極限工況情況下以及機(jī)組本身出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，機(jī)組應(yīng)有2套獨(dú)立制動(dòng)系統(tǒng)使機(jī)組安全可靠停止運(yùn)行。在機(jī)組生存極限條件內(nèi)，機(jī)組應(yīng)保證不會(huì)損壞。

風(fēng)電機(jī)組的安全控制功能應(yīng)根據(jù)ISO/ IEC以及GL等國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)，審查機(jī)組設(shè)計(jì)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)內(nèi)容的要求。有關(guān)安全控制功能方面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 13849（ISO 13849-1∶ 2006 Safety of machinery-Safety-related parts of control systems-Part 1∶ General principles for design）以及IEC 61508（IEC61508-2010 ed2.0 Functional Safety of electrical/ electronic/programmable electronic safetyrelated systems）等有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估規(guī)定。安全功能控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，應(yīng)考察機(jī)組安全鏈設(shè)計(jì)是否達(dá)到所需安全性能水平，安全監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)水平以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)如變槳系統(tǒng)是否符合安全控制性能的要求，包括變槳備用電源的監(jiān)視檢測(cè)。

表2 風(fēng)險(xiǎn)值設(shè)定表示例

表3 核查表示例

根據(jù)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，可以依據(jù)ISO13849劃分風(fēng)電機(jī)組安全控制功能的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。不同的規(guī)范可能存在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)設(shè)計(jì)方法的不同。

（二）事故原因分析和診斷平臺(tái)建立

風(fēng)電機(jī)組出現(xiàn)故障失效或是否存在潛在失效缺陷，需要分析和診斷才能判定故障及故障產(chǎn)生的原因，通常采用在線診斷設(shè)備和離線設(shè)備兩種方法。風(fēng)電機(jī)組事故發(fā)生后，查找原因和采取改進(jìn)措施是降低風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的必要手段。判定故障通常有如下幾種方法：

機(jī)械和電氣系統(tǒng)在線狀態(tài)分析系統(tǒng)：目前市場(chǎng)上有一些狀態(tài)監(jiān)視和報(bào)警系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組上應(yīng)用，主要是振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已要求2MW以上單機(jī)容量風(fēng)電機(jī)組應(yīng)安裝該系統(tǒng)，國(guó)外有的保險(xiǎn)商將狀態(tài)監(jiān)測(cè)作為承保的必選項(xiàng)。

專業(yè)實(shí)驗(yàn)室：有些故障需要在事故發(fā)生后現(xiàn)場(chǎng)查勘或取樣，送回實(shí)驗(yàn)室做試驗(yàn)，如材料理化試驗(yàn)。通過試驗(yàn)可以判定損壞的性質(zhì)如極限強(qiáng)度或疲勞強(qiáng)度破壞。通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，可以判定事故的原因，如產(chǎn)品工藝問題或材質(zhì)問題等。

專家診斷平臺(tái)：有些故障的判定需要有一定技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)的專家，方能準(zhǔn)確給出事故的原因。根據(jù)專家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，建立專家診斷平臺(tái)，是有效判定風(fēng)險(xiǎn)和有效實(shí)施改進(jìn)措施的途徑之一。

（三）統(tǒng)一風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立

除上述ISO/IEC等通用機(jī)器安全控制標(biāo)準(zhǔn)外，風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)如IEC61400系列以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都在不同程度上涉及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，如整機(jī)或部件，安全及其安全功能方面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求。國(guó)際上一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)區(qū)域、企業(yè)也有一些標(biāo)準(zhǔn)涉及到人員安全、運(yùn)維要求、防火規(guī)程等安全風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容。

由于上述標(biāo)準(zhǔn)涉及風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容分散在不同標(biāo)準(zhǔn)中，存在相互的一致性和完整性問題，有些內(nèi)容也沒有得到關(guān)注，因此需要編制行業(yè)系列風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將有利于中國(guó)保險(xiǎn)及風(fēng)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水平的提升，有利于引入和指導(dǎo)第三方風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)構(gòu)參與風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)。

結(jié)論

在中國(guó)人保財(cái)險(xiǎn)公司災(zāi)害研究基金的支持下，UL/DEWI正在進(jìn)行風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)保險(xiǎn)劃分標(biāo)準(zhǔn)的深入研究，并已取得了階段性的成果。本文依據(jù)國(guó)內(nèi)、外風(fēng)能方面保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、本課題研究的部分成果、已有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)、以及國(guó)內(nèi)、外的風(fēng)險(xiǎn)案例，對(duì)風(fēng)電風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、劃分的方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了論述，這些風(fēng)險(xiǎn)涵蓋了設(shè)計(jì)、技術(shù)來源、制造、運(yùn)輸、安裝、自然災(zāi)害、運(yùn)行、維護(hù)等風(fēng)電所涉及的諸多方面。

（作者單位：張世惠、張少為：美國(guó)UL公司；陳靈銳：PICC中國(guó)人民財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司）

﹡本文受中國(guó)人民財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司災(zāi)害研究基金項(xiàng)目資助。