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海上风电运维的四大挑战和八项建议
作者:管理员    发布于:2021-05-07 20:10   文字:【】【】【
  风能是国内外可再生能源中打开速度最快的可再生能源,也是最具有大规划开发和商业化打开前景的可再生能源之一。跟着不可再生资源的逐渐匮乏以及环境污染破坏的加重,风能作为一种清洁性高、可持续性强、资源丰富的可再生资源已日益遭到国际各国的注重和研究。到2019年末,我国并网风电装机容量21005万千瓦,同比增加14.0%。
  经过数年的打开,我国陆优势电面临建造用地资源紧张的困境。与此一起,我国海岸线长,海优势资源丰富,海优势电具有占地面积少、开发规划大、发电利用小时数高级特色,加上国家方针利好,我国海优势电开发建造渐入佳境。国家发改委可再生能源打开“十三五”规划指出:要求积极稳妥推进海优势电开发,到2020年,海优势电开工建造1000万千瓦,确保建成500万千瓦。
  依据国际海优势电论坛(WFO)发布最新全球海优势电统计数据,到2019年末,全球海优势电累计装机容量27.2GW,比2018年末的数字增加了24%,2019年,全球海优势电新增装机容量5.2GW,单年新增装机创前史新高。到2019年末,全球共有23个在建海优势电项目,共7GW,其中13个项目在我国,全球已投运海优势电场共146个。全球共有10个已投运、在建、规划中的浮式海优势电项目(不包含示范项目),超越1GW。
  综上,海优势电打开已经遭到了全球的注重,打开速度越来越快。与此一起,由此衍生出来的海优势力发电机组并网发电后的运维相关问题也遭到了广泛的注重。恶劣的保护环境和高难度的保护方式等原因,构成海优势力发电机组相对于陆上来说毛病率更高。而且,跟着海优势电的打开,海优势电场建造不得不转移到离岸更远的当地、更深的水域。随之而来的,是更远的运送间隔、更恶劣的气候条件、更严峻的物流挑战,运维本钱将会大幅添加。在这种打开趋势下,怎么下降海优势力发电机组的运维本钱,进步海优势电场的效益,成为了摆在大家面前的实际问题。这也是海优势电出资开发商重点注重的问题。
  本文将经过对现在海优势力发电机组运维现状的剖析,提出其未来的打开战略。
  二、我国海优势电运维现状
  我国海优势电场运转周期大多为25年,其并网发电后运维的首要形式为:风力发电机组经过240/250h试运营至五年质保期内由风力发电机组整机厂商供应质保服务,质保期外由风电场出资开发商自行招聘人员运维或经过寻找第三方运维服务商供应运维服务,第三方运维服务商包含风力发电机组整机厂商、专业运维公司等。
  海优势电场全体运转保护本钱较高,是平等装机容量陆优势电场的2倍以上,一方面是海优势电特别环境影响(如高盐雾高湿度对设备的影响,气候要素对修理窗口期的影响)构成设备可靠性差、毛病率高、修理周期长、修理工艺杂乱,另一方面也遭到机组可靠性没有充沛验证、运维团队专业性还需进步、长途毛病诊断和预警才能还不健全等要素影响。
  1、海优势力发电机组的可靠性没有充沛验证,毛病率高。
  我国国内已并网运营的海优势电场,运用的风力发电机组大多为陆优势力发电机组经习惯海上环境改造而成,从运转成绩来看,机组运转实验周期较短,还没有经过充沛的实验和验证。而且,海优势力发电机组在产品规划和制作阶段对全生命周期本钱、特别海洋环境条件(如涂层和防腐)的习惯性规划等方面要素考虑不足,又运用在杂乱恶劣的海上环境,导致风力发电机组毛病率居高不下,运维作业量高,添加了运维本钱。
  而且,业主依据对海优势电场建造出资本钱的考量,加优势力发电机组主机厂商相互间的竞赛,导致海优势力发电机组和陆优势力发电机组相同,收购中标价格不断的下降,由此必然导致风力发电机组整机配备的下降和许多运用廉价质平的部件,然后下降了风机整机的可靠性。
  2、海优势力发电机组的运维尚无可操作性强的职业标准,运维团队专业性还需进步。
  (1)现在,我国海优势电场建造、检验和运维,均缺少现行有用的、具有可操作性的职业标准。开发商、施工单位、规划院、整机厂商等都依照各自的理解进行风电场的建造、检验和运维,联接不清、检验粗糙,给项目的后续运维添加了难度。
  (2)海优势力发电机组运维人员缺少保护经验、缺少有用的技能训练和运维标准文件的指导,导致其专业素质较低、保护管理才能短缺,构成风力发电机组修理周期过长、发电量丢失较多,直接影响风电场发电收益。
  (3)现在,海优势力发电机组运维基本照搬陆上力发电机组运维经验,采纳周期性计划检修为主、突发性毛病检修为辅的运维形式:即力发电机组运维人员依据风力发电机组标准化作业指导书指定的定检周期对风机进行计划性保养和测试,若风力发电机组呈现临时毛病,运转人员则告诉运维人员前往现场处理。长时刻以来,我国电力职业都是实行为主的检修体制,预防性计划检修对缺陷消除、风力发电机组安全运转起到了有用的促进作用,但也有显着的坏处,首要表现在修理过度、欠修理及盲目修理等。
  3、风力发电机组长途毛病诊断和预警才能不健全,检修环境差,检修难度大。
  (1)当时,海优势力发电机组的保护形式仍以定期保护和毛病检修的“被动式运维”为主。尽管风电场开发商、风力发电机组厂商以及风力发电机组部分要害大部件出产商都逐步开端树立毛病诊断和长途预警才能,但受限于海优势力发电机组运转、毛病数据堆集匮乏等原因,当时的毛病诊断和长途预警系统和水平尚不足以支撑海优势力发电机组运维本钱的大幅下降。
  (2)海优势力发电机组运维作业受潮汐影响显着,既有飓风等恶劣工况,还存在较多的劲风、团雾、雷雨气候,又有大幅浅滩,远海灵通困难,交通设备挑选困难,海上保护作业有用时刻短,安全风险大且缺少大型海优势力发电机组保护配备。
  (3)由于海上交通因气候海况,存在极大的不确定要素,往往由于一个空开断开,导致海优势力发电机组停机接连停机的状况常常产生。如果单飓风力发电机组报毛病,运维人员前往处理毛病,会导致来回交通本钱巨大,对风电场的效益产生极大的影响。此外,海优势力发电机组的大部件替换本钱巨大,无论是在海优势电相对老练的欧洲,仍是快速打开的我国,由于大部件供应链可靠性低,乃至整机规划的缺陷,导致大部件需求在海上进行替换。海优势力发电机组大部件的替换,除了大部件自身的本钱外,还要考虑大型吊装船施工的手续及费用、海上运送费用、养殖户补偿以及气候窗口要素等,加优势力发电机组长时刻停机构成的发电量丢失,都添加了海优势电场的运营本钱、下降了风电场的收益。
  4、海优势力发电机组运维有必要凭仗船、直升机等运送东西,保护费用高。
  从陆上到海上的交通方式,风力发电机组运维商往往有4种挑选:风电场建造施工船、专门的服务船只、直升机接送服务、母舰类型的船只。可是不论挑选哪种运送方式都意味着相应的技能路径和资金投入。
  (1)租借建造施工船往往本钱较高,由于当时海优势力发电机组建造施工船都朝着大型化打开,专门的海优势力发电机组安装船一次最多能够装载10飓风力发电机组,仅为了修理某飓风力发电机组就动用显然是“大材小用”。除此之外,海优势力发电机组建造施工船还容易受气候状况和海况的限制。
  (2)就专门的服务船只而言,双体海优势电工程专用船和三体船往往更遭到海优势力发电机组运维商的喜爱。在间隔海岸较近的当地,例如半个小时左右的航程内,专门的服务船只也更具本钱优势。可是,在间隔陆地较远的海优势电场,例如两小时以上的航程中,专门的服务船的燃油消耗就会推高运用本钱。另外,在长间隔飞行中,专门的服务船受气候和海况影响的可能性很大:动身时还风平浪静,行至半途乃至快到作业现场时却因气候突变而不得不折返(由于在气候恶劣、海况差的状况下飞行,这种服务船只的安全性也会变差),形本钱钱糟蹋。在德国乃至有过服务船撞优势力发电机组基座的事情产生。更首要的是,这些专门的服务船的运载才能有限,一些大的零部件和修理设备超出了这种船只的承载才能。
  (3)动用直升机的确很灵敏,但却是非常昂贵且存在高风险的挑选。最大的缺陷是直升机无法降落在风力发电机组的机舱上,再考虑到燃油的供应,完结一次修理往往要折返屡次。
  (4)母舰类型的船只应该是未来的打开方向,可是这种大型的船只也有自身的缺点。首先,它的运用依然受限于气候状况,有经验标明,这种类型的船只仍只能在波涛不高的状况下装载或许卸载。其次,在母舰动摇较大的状况下,直升机起落的危险性也较大。另外,这种母舰是保护船只和直升飞机的避风港,但自身不能进行任何重大涡轮机修理或许替换,只能起到简单的修理和大部件运送。
  三、应对办法
  依据以上的实际困境,能够采纳以下办法,进步海优势力发电机组的运维才能,然后下降海优势力发电机组的运维本钱。
  1、在规划阶段选用可靠性强的风力发电机组,不吝出资。
  海优势力发电机组的可靠性是先天要素,能够说格外重要。首先,提倡海优势力发电机组必定要高配,不要由于海优势电电价的影响打价格战,下降风力发电机组的配备,从风电场的整个生命周期来说,因小失大。其次,要优选经过长时刻运转验证过的海优势力发电机组厂家出产的产品,只有运转经验长的风力发电机组才具有高的可靠性。许多新推出的海优势力发电机组,在并网后两年内基本不会有问题,但随后在许多细节上,比如涂层、防腐、大部件可靠性等问题上会逐渐露出。
  2、树立健全风力发电机组的质量管理系统,加速产品优化晋级。
  应树立供应链质量管理系统、运维质量管理系统以及风力发电机组整机规划、出产、制作等质量管理系统。风力发电机组呈现的毛病,要经过老练可靠的管理系统,进行完全的根本原因剖析,从源头和规划上进行处理,并完成产品的快速迭代更新。
  3、加强海优势力发电机组运维训练,进步检修技能。
  (1)接连总结海优势力发电机组的运维实践经验,树立一整套职业统一的海优势力发电机组运维作业标准和标准,对海优势电场施工及风力发电机组运维作业的安全(如出海作业人员资质、训练要求,海上人员交通船的资质准入、硬件配备、出海条件等)、技能(如检验标准、海上防腐、电气防护)、质量要求进行统一规定。
  (2)建造具有老练的海上EHS标准以及运维技能训练的海优势力发电机组训练中心,为海上开发商、整机厂商及零部件供应商、安装公司、监理、第三方运维公司等所有海优势力发电机组运维人员供应训练,带动我国整个海优势力发电机组运维才能的进步和改善。一起,在每一个海优势电场实施前,开发商、监理、安装公司全体作业人员应接受至少3轮的安装、调试、运维的作业技能交底及技能、安全训练。
  4、优化检修计划,缩短检修时刻。
  海优势力发电机组的计划检修和毛病检修均需求许多的人力、物力、财力支撑。跟着风电场出资商进步经济效益的需求和科学技能的进步,海优势力发电机组运维方式应逐步向以状况检修为主、计划检修与毛病检修为辅改变。
  (1)状况检修是以设备状况为根底,依据对潜伏性毛病的离线丈量和在线监测的成果,结合巡检数据、前史数据、实时数据等技能,对设备进行状况评价,并以此来指导安排设备检修周期和项目修理问题。状况检修经过对设备结构特色、运转状况、监测数据剖析等归纳剖析,确定设备是否需求检修,检修中需求进行哪些项目,具有很强的针对性,能够取得较好的检修作用。特别在海优势力发电机组的运维上,风力发电机组运维人员依据风力发电机组运转数据、各点监测状况,统一安排对多飓风力发电机组进行状况检修,可大大节约交通本钱,进步风力发电机组发电效率。
  (2)推广汽车4S店“一站式”风力发电机组大部件替换服务。经过状况监测的振动预警系统,对风力发电机组要害部件前期毛病进行预警;打开大部件毛病空中修理、替换工艺的研发,下降运维本钱;整合安全、船只、工艺技能、工装东西、物料、人员等要素,供应一站式大部件替换服务,缩短检修时刻。
  5、依托数据中心建造现场,进步毛病预警诊断才能,完成智慧运维。
  依托海优势电场监控中心,树立海优势力发电机组智慧运营数据中心,并逐步掩盖周围的所有风电场的风力发电机组。经过多数据源的风力发电机组运维大数据的采集、剖析和核算(包含SCADA数据、风功率预测数据、状况监测数据、预防性实验数据,以及前史保护记载、异常运转记载、毛病检修记载、缺陷记载等非结构化数据),完成专家知识库的堆集共享,及时进行工单推送,完成风力发电机组各类毛病预警、智能诊断和寿数预测等功能,指导风力发电机组运维人员进行标准化作业,也方便运维相关方对整个风电场的运营成绩进行有用评价,不断优化运维战略。
  四、未来趋势
  跟着我国海优势电场建造规划的添加,海优势力发电机组运维商场也将不断增加,运维才能、运维规划、运维形式都会有很大的增加,运维本钱也将逐步下降,为海优势电“平价上网”形式的推进,发挥重要的作用。
  1、海优势电职业将会更加注重风力发电机组全生命周期全体处理计划。
  除了注重质保期内的风力发电机组运维,风力发电机组整机厂商和风电场出资商也越来越注重海优势力发电机组全生命周期的运维处理计划。从欧洲的打开趋势看,风力发电机组整机厂商与风电场出资商签订“5+N”的长时刻运维协议,行将五年质保期后的运维继续交由整机厂商,确保风电场运转安稳和发电效率。
  海优势力发电机组到达规划运用寿数后,一般有三种挑选计划:一是替换部分风力发电机组的设备进行寿数延长然后继续发电;二是风力发电机组设备悉数替换,用新的单机容量更大的风力发电机组替换旧的风力发电机组;三是风力发电机组完全退役。未来职业将从风电场的规划和类型、离岸间隔、风资源、法规方针、电价、运营本钱、盈利才能评价以及原有风力发电机组根底设备能够重复运用的程度等要素归纳考虑判断何种计划。
风电
  2、风力发电机组深远海运维形式和配备才能怎么进步将是下一阶段打开重点。
  海优势电将向更远、更深的海域打开,将有更多的深远海风力发电机组运维形式和配备呈现,以完成风力发电机组运维效率的最大化。如依据“服务作业母船(SOV)”的深远海运维计划,完成50~60名风力发电机组运维工程师长时刻一起在海上进行作业、住宿、生活,而且供应移动仓储服务,确保东西、物料满足运维需求。
  例如:2020年8月12日,在国内首艘海优势电运维母船规划计划定审会上,我国七〇二所项目组的产品与国外规划单位同台竞技,项目组技能人员进行了计划汇报和现场答疑,终究凭仗独具特色的SWATH母船规划计划,得到在场评定专家一起肯定,获得该批量船的规划任务。依据规划计划,船总长约78米,船宽约28米,排水量3000吨级,规划航速大于13节,采用“GOLF”SWATH船型。凝结我国智慧,展示我国质量。本船是国内风力发电机组运维职业初次以小水线面双体船型作为运维母船,是我国造新一代“海上移动智慧渠道”,突破了多项国外风力发电机组运维船“卡脖子”技能,整船设备国产化率将到达98%以上,并提出我国海优势力发电机组运维母船计划规划的新标准,具有里程碑式的含义。运维母船建成后,与批量运维子船协同作业,构成独具我国特色的海优势电运维作业系统,将助推我国海优势电运维工业,与国际先进接轨、与国际赛跑。
  对此,我信任未来会还会有更多的专业化、智能化海优势力发电机组运维配备研制推出,然后完成海上运维的降本增效。如空中修理替换大部件的工装东西、水下检测机器人、无人机智能巡检、波涛补偿栈桥、海上换油配备等。
  3、全面构成基地化检修形式,最大程度缩短检修时刻。
  未来,海优势力发电机组运维商场还会由风力发电机组整机厂商、风场出资商自有运维公司、专业运维公司一起参加。可是,质量、技能、供应链要素和海优势力发电机组集群式规划效应,将使得风力发电机组整机厂商在海优势力发电机组运维领域优势凸显。长远来看,未来海优势力发电机组运维将仍以风力发电机组整机厂商为主;但出资商成立的专门运维公司(或许与整机厂商合资运营的运维公司),也会占据必定的商场份额。专业风力发电机组运维公司运维或凭仗在某一专项技能细分领域的优势,成为未来海优势力发电机组运维生态圈的重要补充。
  未来,海优势力发电机组的运维职业将从粗放型向精益化方式改变。海优势力发电机组运维因出海窗口期的原因,存在人员工时糟蹋、停机时刻过长等景象。精益化管理的中心在于经过对运维现状的有用剖析削减各种形式的糟蹋,确定有用的运维流程,使运维管理标准化。一起,经过智慧运维管理渠道,构成毛病预警、智能诊断、运维战略优化、处理计划和备件库存操控的“4S一站式”运维服务,区域内风电场会集管控、各出资商联合协作,完成效益增值。
  五、总结
  海优势力发电机组运维的终极目标是:在风力发电机组全寿数周期内,有用下降运维本钱,下降发电丢失,进步风力发电机组的发电量,然后进步出资商的收益。为了处理海优势力发电机组运维的难题,咱们依然需求不断创新海优势力发电机组运维形式,环绕进步运维服务打开相关作业,然后构成全面的海优势电运维处理计划。