中国海上风电运维困境何解,保驾护航海上风电

当前,海上风机的维护模式仍以定期维护和故障检修的“被动式运维”为主。虽然开发商、整机厂商以及部分关键部件生产商都逐步开始建立故障诊断和远程预警能力,但受限于海上风机运行数据积累、经验知识库的匮乏等原因,当前体系和水平尚不足以支撑海上运维成本的大幅降低。

金风科技自主研发的直驱永磁大容量海上风机,在可靠性、运维成本方面优势明显,大容量海上机组同等风场规模下台数少,在运输安装成本、支撑结构成本、运维成本等方面具有明显的竞争优势。

中国海上风电运维困境何解,保驾护航海上风电长远发展。6、依托数据中心建设现场故障预警诊断能力,实现智慧运维

该平台自交付以来,小班制培训形式已有近200名学员顺利通过培训并取得GWO证书。该平台也通过鉴衡CGC和劳氏船级社LR双重认证,通过实现国内外海上风电作业人员的安全培训,为海上风电发展保驾护航。

海上风电整体运行维护成本较高,是陆上风电的2倍以上,这一方面是海上风电特殊环境影响(如高盐雾高湿度对设备的影响,天气因素对维修窗口期的影响),另一方面也受到机组可靠性尚未充分验证、运维团队专业性还需提升、远程故障诊断和预警能力还不健全等因素影响。

这支队伍率先在行业内提出了海上支撑结构整体化设计方法,实现风、浪、流等载荷、塔架、基础、岩土整体化建模、整体化载荷、整体化结构校核。率先搭建海上支撑结构整体化设计平台iDO(integrated Design Offshore),真正实现海上支撑结构设计的过程优化、结果优化。该方法已获得DNV-GL可行性声明(Statement of Feasibility)认证。通过该平台提升与设计院协作效率30%,降低塔架、基础成本7%以上,并在行业内起到了示范引领的带头效果,推动行业进步。

中国海上风电运维困境何解,保驾护航海上风电长远发展。目前,我国海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段,海上运维能力已得到大幅提升。随着海上风电数量的增加,同时在“竞价上网”的背景下,海上运维仍遇到不少困难。现状与困难

中国海上风电运维困境何解,保驾护航海上风电长远发展。中国海上风电运维困境何解,保驾护航海上风电长远发展。针对海上风电未来的竞争格局,翟恩地表示,海上风电对于风机质量和技术含量要求极高,过去的历史经验表明,只有高度重视风机质量,稳扎稳打才能引领整个行业,只有最重视产品质量的企业才能走到最后。未来海上风电经过激烈的优势劣汰,也许未来只剩下2~3家整机商,与目前的欧洲状况类似。

建设具备成熟的海上EHS规范以及运维技能培训的海上风电培训中心,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上运维人员提供培训,带动中国整个海上风电运维能力的提升和改进。同时,在每一个海上项目实施前,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、运维的作业技术交底及技能、安全培训。

十余年间,金风科技对于海上风电的应用求索从未停止,先后参建了江苏、辽宁、福建等不同水深、不同地质、不同资源禀赋的潮间带、近海、远海各种类型的海上风电场,利用已有直驱平台成熟技术不断优化迭代,谨慎开发稳定可靠的海上机组。截至目前,金风科技累计海上风机装机容量超100万千瓦,装机台数约350台,涉及多个机型。

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iGO系统直接或间接的建立了与各参与方的数据交互联系,包括运维船、码头、仓库、第三方服务团队等,大幅提升了各类资源的调度效率。iGO系统可以完成水文气象预报及分析、窄带专网通信、船舶AIS、岸基雷达等软硬件及数据的集成,能高效响应现场应急需求,及时的实施计划变更调度,保障出海运维人员的安全。并能从减少发电量损失和减少出海频次角度出发,引入遗传算法、离散事件模拟,实现通过iGO系统来自动优化排布运维计划,提高安排出海运维计划的效率,提升全场发电量收益。

国内海上风电项目运行周期大多为25年,运维的主要模式为:前5年由整机厂商提供质保服务,出保后20年风场开发商会请新的服务商提供运维服务,运维服务商包括整机厂商、专业运维公司、开发商工程团队等。

路线千万条 质量第一条

同时,海上风电场达到设计使用寿命后,一般有三种选择方案:一是更换部分设备进行寿命延长从而继续发电;二是风场设施全部更换,用新的单机容量更大的机组替换旧的设施;三是完全退役。未来行业将从项目的规模和类型、离岸距离、风资源、法规政策、电价、运营成本、盈利能力评估以及原有基础设施可以重复使用的程度等因素综合考虑判断何种方案。

“以25年使用寿命为例,目前尚没有一台海上风机走过全部生命周期,而大部分风机问题频出的时刻还没有到来”,翟恩地坦言。

2018年,我国海上风电新增装机约180万千瓦,同比增长50%,累计装机达到460万千瓦,装机少于英国、德国,位列全球第三。目前还有多个海上风电项目在开工建设,到2020年建设及建成项目超过800万千瓦。《风电发展“十三五”规划》中“开发建设1000万千瓦、建成500万千瓦”的目标可以较好地实现。

02海上工程

此外,大部件更换成本巨大。无论是在海上风电相对成熟的欧洲,还是快速发展的中国,因为大部件供应链可靠性低,甚至整机设计的缺陷,导致大部件需要在海上进行更换。除了大部件本身的成本外,还要考虑大型吊装船施工手续及费用、海上运输费用、养殖户补偿,以及天气窗口因素等,甚至长时间停机造成的发电量损失等,都增加了海上风电的运营成本。

5月21日,国家发改委正式发布了《关于完善风电上网电价政策的通知》(发改价格〔2019〕882号)。运营商为获得较高的固定补贴电价,或将再次引发行业抢装潮。

随着我国海上风电建设规模的增加,海上运维市场也将不断增长,运维能力、运维规模、运维模式都会有很大的增长,运维成本也将逐步降低,为海上风电“平价上网”发挥重要的作用。

要成为中国海上风电最优解决方案提供商,一定离不开背后研发力量的支持。截至2018年年底,金风科技在全球设有7大研发基地,拥有国内专利申请超过3500项,海外专利申请超过400件。

通过总结海上运维实践经验,建立一整套行业统一的海上运维作业标准和规范,对海上项目施工及运维作业的安全(如出海作业人员资质、培训要求,海上人员交通船的资质准入、硬件配置、出海条件等)、技术(如验收规范、海上防腐、电气防护)、质量要求进行统一规定。

翟恩地表示,海洋环境对风电机组带来的考验与陆上相比,完全不是一个量级,盐雾、干湿交变、海冰、台风等恶劣自然条件,每一项都给风机的正常运行带来严峻挑战。而我国海上风电起步较晚,大多数技术仍有待沉淀和验证,不能操之过急。

1、选用经过实践验证的海上机组

四位一体海上整体解决方案

5、推广“一站式”大部件更换服务

相比陆上风机,海上风机运维更为复杂,需要更多考虑天气因素的影响。“一旦海上风电机组出现故障,想要登上机组检修,只能靠天时地利”,翟恩地说道,“特别是东南沿海区域,一年365天大概只有100多天具备适合条件的窗口期。由此产生的各种费用,都会增加海上风电运营成本。”

深远海运维模式和装备能力提升将是下一阶段发展重点。海上风电将向更远、更深的海域发展,将有更多的深远海运维模式和装备出现,以实现运维效率的最大化。如基于“服务作业母船”的深远海运维方案,实现50~60名运维工程师长时间同时在海上进行作业、住宿、生活,并且提供移动仓储服务,确保工具、物料满足运维需求。

04海上培训

未来趋势

当下海上风电运维可达率仍不高

4、系统培训运维团队

03海上运维

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面对新政策带来的抢装潮,金风科技在海上风电业务上采取稳健发展战略,将主要精力放在产品质量及可靠性提升工作上。

很多新推出的海上产品,在并网前两年不会有问题,但随后在很多细节上,比如涂层、防腐、大部件可靠性等问题上逐渐暴露;经过长期运行验证过的海上机组才能具有高可靠性。

就海上风电发展相关问题,能见对新疆金风科技股份有限公司总工程师、海上业务单元总经理翟恩地博士进行了专访。翟恩地介绍了金风科技的“海上机组、海上工程、海上运维、海上培训”四位一体海上整体解决方案,他认为海上风电应该理性发展,要苦练内功,提高产品质量和管理水平,稳步推动技术创新和行业不断进步。

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