海上风电项目运维造价管理
刘东明
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刘东明,. 海上风电项目运维造价管理[J]. 海洋研究,20248. DOI:10.12721/ccn.2024.157073.
摘要: 近年来,风电产业的迅猛发展,装机容量大幅提升,使在役风电机组的运行维护成为整机厂与运营商必须认真面对的问题,同时其中蕴含的巨大市场潜力也吸引了越来越多的关注。但是风电产业后市场的发展前景对有效地控制运维成本,实现精益化管理提出了十分热切的要求,而且日益激烈的行业竞争也迫使整机厂与运营商对机组不同寿命阶段的运维策略展开筹划,以期削减成本。
关键词: 海上风电;成本;造价管理
DOI:10.12721/ccn.2024.157073
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一、海上风电场运维成本影响因素分析

根据海上风电运维数据统计分析,海上风电运维成本是陆上风电的2倍,在度电成本中占比高达25%-40%,海上风电主要运维成本体现在以下几方面:

(一)风电机组故障率高,维修工作量大

我国尝试建设的海上风电项目大多采用国产机组,由陆上机组改造而成,以适应海洋环境。他们缺乏足够的测试经验。所使用的风机受到盐雾腐蚀、台风、海浪等恶劣环境的影响。电气元器件、螺栓等易损件的故障加速,机电系统的故障率大大提高,这直接导致出海次数和零部件的损失随着能耗的增加,故障排除的成本也会随之上升。

(二) 可接近性差,海上作业时间短

海上天气对船舶的航行和运行影响很大,导致海上运行维护时间的不确定性,影响风力发电机组的发电。同时,海上风电运维车辆主要是船舶或直升机,用于大型部件吊装、运维人员和运维工具的运输,运输成本远高于陆上。

(三) 故障维修费用高

在风电机组抢修维护过程中,风电机组大部件的更换需要使用运输船、起重船和特种工程设备,维护费用居高不下。特别是输电电缆的故障情况,包括故障定位、故障段海底电缆的打捞、故障段海底电缆的维修和测试。除海洋气象因素的影响外,故障海底电缆的修复和恢复时间长,涉及船舶设备的呼叫,成本高。同时,导致风电机组停机时间长,严重影响发电。

二、风电机组质保期内运维管理

(一)运维模式

在风电机组质保期内,海上风电场一般采用综合运维模式。维修人员不能装备齐全或装备不足。运行值班人员负责日常维护的监督和协调,降低人力资源配置成本。操作人员可在陆上集控中心实现对海上升压站平台输变电设备和风电机组的实时监控。一般实行四班三倒或五班三倒,每班3-4人。根据故障处理和定期维护任务,选派1-2名值班人员跟随风机厂家参加风机现场调试、故障处理和定期维护学习和现场监控。

结合风电机组投入运行后的运行维护管理,建议风电企业业主应特别重视风电专业技术人员的培训,聘请2-3名风力发电机组坚实基础的青年技术人员。或电气理论,参与从风机车间监造到现场安装调试的全过程,全面掌握所选风机的系统和性能,从而为风电机组的后续发展提供参考,做好风机维修现场的保修期监督,并在保证期后建立自己的维修队伍,奠定一定的技术基础。

2018年,部分代表性项目每年的运维成本介于70美元/千瓦至129美元/千瓦之间。运维成本主要受策略优化程度、区域集群协同效应及业主在项目出质保期后采用的海工设备等因素影响。

随着海上风电运维行业的发展,运维服务商竞争日益激烈,由此产生出很多降低运维成本的策略,包括使用第三方服务商、借助整机商的渠道、海上工程承包商或三者结合等模式。除了经验的积累和激烈的竞争,单机容量的增加也降低了运维成本。据悉,沃旭能源在2015―2018年将运维成本降低了43%以上,从每年的118美元/千瓦降低到67美元/千瓦。

图片9.png图1 2010—2019年全球海上风电加权平均总安装成本、容量因子和平准化度电成本

(二)风机运维管理

(1) 定期进行缺陷分析和备件库存管理。根据每月定期对缺陷的统计分析,每月对风机厂家现场备件库存进行检查,及时合理提出备件补充计划,确保风机故障部件及时更换,避免积压同时。

(2) 现场维护监督。在风机安装调试阶段,需要对风机专业技术人员进行培训,这一阶段将发挥重要作用。除保证控制室日常运行监控外,计划安排运行人员跟随风机厂家轮流进行现场运行监督。此外,还需要早期培训具有一定风机技术基础的人员,对风机进行新老方式现场运行监督,提高风机维修质量和定期检查质量。

(3) 及时与风机厂家协调处理故障。做好风电机组的日常运行监控。当风机无法停机时,根据风机故障码手册,可远程复位和恢复的故障应及时复位。对于无法远程复位和恢复的故障,现场值长应及时通知风机制造厂现场维修负责人,并将风电机组的故障报警信息通过信息技术传输给制造厂进行初步远程诊断,分析并准备备件和工具。借助风电预报系统和海洋气象预报信息,协调厂家在满足海上气象条件时及时出海检查处理故障风机位置,尽快恢复风机并网运行。

(3) 输变电设备运行维护管理

目前,海上风电场基本上是通过风电机组收集海底电缆汇集到海上升压平台,再通过海底电缆将升压送至公路上的集控中心,并接入电网系统。由于海上盐雾严重,虽然升压平台电气设备采用封闭式结构,设计为免维护,但要加强日常监测和定期检查,确保设备的可靠性。海底输电电缆是海上风电场的输电通道,其安全可靠的运行对海上风电场系统的安全运行至关重要。通过海底在线监测系统,对停留在海底电缆保护区内的过往船舶进行预警,并通过甚高频无线电及时呼叫可疑船舶离开海底电缆保护区。同时,加强与当地海事部门的沟通,采取多种措施确保海底电缆的安全运行,避免因外力破坏海底电缆而造成故障,造成风电机组停机造成的检修费用增加和发电损失。

三、风电机组出质保期后运维管理

质保期后,组建专业检修维护队伍,采取“远程集中监控,区域集中检修维护,现场少人员值守”运维模式,检修维护队伍可负责片区内多个海上风电场维护定检工作,达到人员、技术、物资共享,优化资源配置,降低运维费用,提高风电机组可利用率,增强发电效益。以下通过对海上风电场未来发展趋势谈谈在风电机组出质保期后业主方如何切实加强运维成本管控:

(一)风电机组运维管理

(1) 通过考核激励机制,可以有效提高维修技术和质量。风电机组质保期结束后,应成立专业的维修队伍。通过将风电机组的责任落实到每个人身上,建立风电机组可用性的考核激励机制,调动维修技术人员学习技术的积极性,提高维修队伍的整体技能,确保维修后的平稳过渡保证风电机组的质量保证期,确保风电机组的可用性。

(2) 变被动维修为主动预防性维修。通过运用科技创新技术,建立运维智能终端管理系统,完善风机故障数据模型,并利用故障数据模型给出的评估结果,通过信息传递的方式,指导现场维修人员采取相应的运维措施,实现预防性运维,提高维修效率。同时,根据大数据风电预测系统预测的风速、理论功率、天气等信息,判断是否可以出海,并给出多个适合出海维护的推荐窗口期,最大限度地减少运行维护造成的发电损失。加大运维技术创新投入。利用水下机器人定期对海底电缆进行检查检测,提前发现海底电缆裸露、悬空跨度、位移等潜在风险,在出现索体断裂等严重故障时实现快速故障定位,这大大缩短了维修时间,改变了目前只能由水面监测船保护的海底电缆的运行维护状况。同时,通过无人机对海上风机叶片的检查,使运维船定位正确,完成风机叶片的检查视频存储,提高工作效率,降低运维船舶航行油耗,减少风电机组发电损失。

(3) 备件管理。建议备件库实现备件库存的信息化管理。根据保修期内的维修经验,建立最优库存,避免资金积压。

(二)输变电设备运维管理

质保期后输变电设备运维管理继续按照日常故障消缺自身维护队伍检修,坚持应修必修,修必修好,通过缺陷闭环管理及激励机制,确保输变电设备可靠运行。年度预防性试验及重大设备抢修,自身检测及工器具设备不满足的情况下,通过外委专业队伍开展完成,同时培养专业试验技术人员。

四、结论

通过上文的叙述能够看出,对海上风电工程进行投资控制及造价管理的工作,兼有普适性和特殊性,与建设全过程密切相关,这就要求有关人员以不同阶段为切入点,制定可使工程造价得到有效控制的管理策略,寻求海上风电降本增效的有效途径。事实证明,只有这样才能实现工程造价管理的目标,从而为海上风电产业的发展提供有力支持。

参考文献:

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