基于新能源开发的风电工程项目管理的难点及改进策略研究
DOI10.12428/dlyj2025.09.111,PDF 下载: 3  浏览: 106 
作者高艳景
关键词新能源开发风电工程项目管理
摘要:

引言

在全球能源转型背景下,风电工程项目的开发规模持续扩大,但复杂的管理问题逐渐显现。项目选址涉及多重审批程序,建设过程受技术条件限制,设备供应易受外部环境影响,长期运营维护成本居高不下。这些问题直接影响项目投资回报和运行效率,亟需系统性解决方案。深入分析项目管理的关键难点,探索科学的改进路径,不仅有助于提高单个项目的经济效益,更能推动整个行业向高质量方向发展。

1风电工程建设特征介绍

风电产业作为新兴的产业,归属能源产业的范畴,存在着几个特征。首先是绿色环保,风电工程在开发期间需求较多资金投入,政府发挥自身的力量支持风电工程顺利进行,给风电产业的发展提供便捷条件;其次是管理成本高,和国外进行对比,我国现有的风电技术依旧在创新阶段,风电工程管理专业人员与施工人员相对匮乏,往往要依赖国外的人才补充,无形中出现增加工程管理成本的结果;风电工程涉及风机设计、制造、安装及运维等多个技术环节。由于国内核心技术的积累仍处于发展阶段,关键零部件如轴承、变流器等仍需进口。技术引进与消化吸收的过程增加了项目实施的复杂度,同时对新技术的适应性提出更高要求。风电项目多选址于风资源丰富的偏远地区,如高原、山地或近海区域。恶劣的自然条件增加了施工难度,如高海拔地区的低温作业、海上项目的防腐与抗台风设计等。此外,生态保护要求也对施工方案提出限制,需平衡开发与环境保护的关系。风电发展受政策驱动较大,如补贴政策、并网标准等直接影响投资回报周期。政策的调整可能导致项目经济性波动,企业需持续关注政策变化以优化决策。

2风电工程项目管理的难点

2.1前期开发与审批流程复杂

风电工程项目从规划到落地需要经历漫长而复杂的审批流程,这一阶段往往成为制约项目推进的关键瓶颈。项目选址首先面临土地性质的限制,风电场地通常涉及林地、草地、荒地等多种土地类型,每种类型都需要不同的审批程序。林地使用需要办理林木采伐许可证和林业用地审批,草地开发则需草原管理部门核准,这些审批环节环环相扣,任何一个环节的延迟都会导致整个项目进度受阻。

电网接入方案的确定是另一大难点,风电项目并网需要与电网公司进行多轮技术对接,包括接入系统设计、电能质量评估、调度协议签订等。部分地区电网结构薄弱,消纳能力有限,电网公司可能要求项目方建设配套升压站或储能设施,大幅增加投资成本。

2.2施工技术难度大

风电工程施工面临的技术挑战贯穿整个建设过程,尤其在风机基础施工和机组吊装环节表现最为突出。风机基础类型多样,包括扩展基础、桩基础、岩石锚杆基础等,需根据地质勘察结果选择合适形式。软土地基需要进行地基处理,如碎石桩或水泥搅拌桩加固;岩石地基则需钻孔注浆,施工精度要求极高。海上风电基础施工更为复杂,单桩基础、导管架基础或重力式基础的施工受海洋环境影响显著,作业窗口期有限,施工船舶调度难度大。

风机吊装是施工过程中的高风险作业,现代风电机组朝着大型化方向发展,叶轮直径超过180米,轮毂高度超过150米的情况越来越普遍。这要求吊装设备具有足够的起吊能力和工作高度,而大型履带吊的转场和组装本身就需要耗费大量时间。吊装作业对风速有严格限制,通常要求瞬时风速不超过8米/秒,在风电场这种多风环境下,合适的天气窗口十分有限。一旦遇到突发天气变化,半空中吊装的机组将面临严重安全风险。

2.3供应链与成本控制压力

风电项目的供应链管理面临着前所未有的挑战,产业链条长、环节多、不确定性大是其主要特征。风电机组作为核心设备,其制造涉及叶片、齿轮箱、发电机、变流器等多个关键部件,这些部件的供货周期直接影响项目进度。特别是近年来随着风机大型化趋势,部分大兆瓦机组的关键部件供应紧张,主机厂产能受限时,项目可能面临长达数月的交货延迟。进口部件的供应链更为脆弱,国际物流、关税政策、外汇波动等因素都可能造成额外成本。

原材料价格波动是成本控制的另一大难题,风电项目主要原材料包括钢材、铜、铝、混凝土等,其中塔筒用钢量巨大,一台5MW风机塔筒就需要约300吨钢材。近年来全球大宗商品价格剧烈波动,钢材价格可能在项目招投标到实际采购期间出现大幅上涨,严重侵蚀项目利润空间。施工过程中的不确定因素也会推高成本,如恶劣天气导致的工期延误、地质条件变化引发的基础设计变更、运输途中设备损坏等,这些都可能造成预算超支。

2.4运维管理精细化要求高

风电项目进入运营期后面临着长期的运维管理挑战,这一阶段持续时间长达20-25年,运维质量直接影响全生命周期收益。风电机组作为复杂的机械电气设备,其运行状态受多种因素影响,包括风速变化、温度波动、盐雾腐蚀等环境因素,以及齿轮箱磨损、轴承疲劳、绝缘老化等设备因素。故障诊断和预警需要专业的技术支持,但目前多数风电场的监控系统仅能提供基本的运行参数,对潜在故障的预测能力有限。

风电场设备分布范围广,特别是山地风电场,机组可能分布在方圆数十平方公里的区域,巡检工作需要耗费大量人力物力。海上风电的运维难度更大,受潮汐、海浪等条件限制,可达性显著降低。随着机组运行年限增加,主要部件的性能逐渐衰退,技术改造和部件更换的需求日益突出,这些都需要精细化的运维规划和充足的资金准备。

3改进策略

3.1优化项目前期开发与审批流程

项目前期开发阶段的效率提升需要从系统性角度进行优化改进,建立政府多部门联合审批机制是关键举措,建议由能源主管部门牵头成立风电项目审批协调小组,整合自然资源、生态环境、林业草原、电网公司等相关单位,推行并联审批制度,缩短审批链条。开发企业应当提前介入规划环节,在项目选址阶段就充分考虑土地、环保、电网等限制因素,避免后期出现重大调整。采用三维数字化选线技术,结合地理信息系统和风资源评估数据,实现场址的科学优化布局。

在环评工作方面,推行环境影响预评估制度,在项目可行性研究阶段就启动环境基础调查,提前识别敏感因素。建立区域风电场群环评模式,对同一区域的多个项目进行整体评价,减少重复工作。电网接入方面,推动电网规划与风电开发规划的同步编制,建立电网消纳能力定期发布机制,帮助开发企业提前规避接入风险。创新采用共享型升压站建设模式,多个项目共用一套送出工程,降低单个项目的接入成本。

测风数据质量直接影响项目收益评估的准确性,推广使用激光雷达测风技术,相比传统测风塔,其具有安装灵活、测风范围广等优势。建立区域风资源数据库,实现历史测风数据的共享应用。引入机器学习算法,结合气象卫星数据和数值天气预报,提高长期风资源预测的可靠性。探索开展风电项目前期工作的标准化建设,制定统一的可行性研究报告编制规范和技术标准,减少重复工作,提高工作效率。

3.2提升施工技术水平与安全管理

施工技术水平的提升需要从装备、工艺和管理三个维度协同推进,在施工装备方面,加快研发适用于中国复杂地形条件的大吨位智能化吊装设备,提高山区和海上风电的施工效率。开发模块化拼装式风机基础,实现工厂化预制和现场快速安装,缩短施工周期。推广应用自升式风电安装平台,解决海上风电施工船舶不足的问题。

在施工工艺创新方面,针对不同地质条件开发定制化基础施工方案。对于软土地基,推广使用预应力管桩技术;对于岩石地基,优化爆破开挖工艺。风机吊装环节采用数字孪生技术进行预演,提前识别潜在风险。开发智能化的高空作业平台和远程监控系统,降低人工高空作业的风险。采用BIM技术实现施工全过程的可视化管理,优化施工组织和资源配置。

3.3强化供应链管理与成本控制

供应链管理能力的提升需要建立全链条的协同机制,构建战略供应商管理体系,与核心设备制造商签订长期合作协议,锁定产能和价格。推行设备标准化设计,减少特殊定制需求,提高供应链的稳定性。建立备品备件区域共享中心,多个项目共用备件库存,降低资金占用。开发供应链数字化管理平台,实现从订单到交付的全流程可视化跟踪。

成本控制需要实施精细化管理,推行全生命周期成本核算方法,在设计阶段就充分考虑后期运营维护成本。采用价值工程分析方法,在保证质量的前提下优化设计方案。建立动态成本监控机制,对主要原材料价格进行实时跟踪,把握最佳采购时机。推行集中采购模式,提高议价能力。开发基于大数据的成本预测模型,为决策提供支持。

3.4完善运维管理体系与技术创新

运维管理水平的提升需要建立系统化的管理体系,构建基于可靠性的运维策略,根据设备重要性和故障后果制定差异化的维护计划。开发智能运维管理平台,整合SCADA系统、状态监测系统和工单管理系统,实现运维流程的数字化管理。建立设备健康评估体系,基于运行数据对设备状态进行评分,指导维护决策。

在技术创新方面,推广应用预测性维护技术,通过振动分析、油液检测、红外成像等手段,提前发现设备潜在故障。开发基于人工智能的故障诊断系统,提高故障识别准确率。采用无人机和机器人进行巡检,提高工作效率和安全性。研究叶片自动清洗技术,解决污垢堆积导致的性能下降问题。探索应用数字孪生技术,构建风电机组的虚拟模型,实现运行状态的实时仿真。

备件管理需要建立科学的库存模型,根据故障率、采购周期等因素,确定最优库存水平。推行备件分级管理,对关键备件保持安全库存,对通用件采取区域共享模式。开发备件需求预测模型,提高采购计划的准确性。建立供应商绩效评估体系,确保备件供应的及时性和质量可靠性。探索区块链技术在备件追溯管理中的应用,实现全生命周期跟踪。

3.5加强人才培养与组织能力建设

人才队伍的建设是行业可持续发展的基础,建立完善的风电专业技能培训体系,开发标准化的培训课程和认证体系。推行校企合作培养模式,在高校开设风电相关专业,定向培养专业技术人才。建立实训基地,提供实际操作培训机会。完善职业发展通道,建立技术和管理双轨制的晋升体系。

组织能力的提升需要优化管理体系,推行项目全生命周期管理,打破部门壁垒,建立跨职能的项目团队。完善绩效考核体系,将质量、安全、成本等关键指标纳入考核。建立知识管理系统,积累和分享项目经验。推行标准化建设,形成统一的工作流程和技术标准。建立持续改进机制,定期开展管理评审和流程优化。

技术创新能力的培养同样重要,建立企业研发中心,加强与科研院所的合作。设立创新基金,鼓励员工提出改进建议。参与行业标准制定,提升技术话语权。建立专家库,为重大项目提供技术支持。开展技术交流活动,促进经验分享。建立技术预警机制,跟踪行业最新发展动态。通过持续的技术创新和管理改进,不断提升企业的核心竞争力。

结束语

风电工程项目管理的优化需要统筹考虑技术、经济、环境等多重因素,通过改进审批流程、提升施工水平、稳定供应链、强化运维能力和完善人才培养等措施,项目全生命周期管理效率将显著提升。未来,随着数字化、智能化技术的深入应用,风电项目管理模式将不断创新,为新能源开发提供更可靠支撑,助力实现碳中和目标。这一领域的持续探索,对促进可再生能源产业发展具有深远意义。

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