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加拿大风电场运营管理的创新实践

日期:2016-12-03    来源:《中国国电》

国际风力发电网

2016
12/03
11:19
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关键词: 风电 风电场 风电建设

“龙源加拿大公司在德芙琳项目运营过程中,形成了“有中国企业特色”的海外风场运维管理体系,为中国企业海外风电场的运营积累了经验,同时也起到了积极的示范作用。”

引言

龙源加拿大德芙琳风电场是集团公司投产的首个海外风电项目,也是中国发电企业在海外自主开发、自主建设、自主运营的首个风电项目。通过对该项目及周边市场环境的研究分析,阐述项目开发的工作思路和方法,为集团公司“走出去”战略的实施起到积极的推动作用。

加拿大德芙琳风电场位于加拿大安大略省德芙琳郡的梅兰克森镇,在多伦多市区西北方向120公里,场址面积6200英亩。风电场共安装GE风电机组49台,装机容量99.1MW,同期建设47公里230kV输电线路,接入当地电网。项目于2013年8月开工,2014年11月投产发电。目前已签订20年电价合同,首年电价0.146加元(约0.74元人民币)/千瓦时。

风电场运营管理模式

加拿大风电场运管模式分类与中国相似,主要有业主自主运维模式,业主管理运行、维护外委模式,运行、维护完全外委模式等。

业主自行运维模式。该管理模式的优点是:单位千瓦维护成本低;业主建立自己的运维护队伍,有利于专业技术经验沉淀和生产指标的深度总结分析;技术监督工作能及时跟踪并有序进行;能提炼出适合本风电场的工作方法、管理体系并灵活运用。缺点是:设备等前期投入较多;要通过培训或招聘合格专业人员;专业班组及管理人员人力成本增加,工作时间延长。

业主已拥有大量的存量风电资产,已有诸多运维资源和丰富经验,已经建立自己专业的维护公司,为大幅降低运维成本,会采取这种管理模式。比如加拿大的TransAlta能源集团。

“业主管运行、外委管维护”模式。优点是:只需配备运营班组;现场维护管理人员较少。缺点是:单位千瓦维护成本偏高;技术监督工作完全依赖于外委单位;维护单位与业主需要一定时间的相互“磨合”。

业主拥有风电场运行管理经验,但风场相对分散,需要组建多套专业的维护团队和设备,无法体现维护工作的规模效益,在专业维护公司的市场竞争充分的前提下通常采取这种管理模式。比如加拿大森科能源公司(Suncor nergy)。

运维完全外委模式。优点是:无需考虑大型设备等费用;不用组建专业班组;现场管理人员极少。缺点是:单位千瓦维护成本高,一次性支付金额较大;技术监督工作完全依赖或受控于外委单位;外委单位与业主需要提前就具体的管理模式、思路达成一致。风电投资公司通常采用这种方式。比如目前在北美非常活跃的“新能源收益公司”(Yieldco),将已投入运作的高质量项目组合独立成立子公司(收益公司)并上市,公司不参与项目开发建设和运维,股市筹集资本金接近于长期贷款利率水平,风险低、回报稳定。比如加拿大阿岗昆电力公司(Algonquin Power)。

由此可见,加拿大当地风电场具体采用哪种运管模式,要根据业主的风电资产规模、资源储备和经营战略等方面综合考虑。

加拿大作为风电的新兴市场,风电运维人才较少,短时间无法组建一个崭新运维团队。德芙琳项目上网电价较高,首年为0.146加元/千瓦时,项目收益率对电量变化尤为敏感,对运维成本敏感性相对较弱,短期内可以承受较高运维成本。同时,龙源加拿大公司目前在北美尚处成长期,新项目拓展占用人力和资源较多。未来随着风电装机容量的稳步增加,建立自己的运维团队可发挥规模效应,且大大降低成本。

根据对加拿大项目和市场环境的深入分析,龙源加拿大公司最终决定在项目运行初期在管理上采用“全部外委模式”;装机规模增加后转型为“业主运维模式”。

加拿大风电场运营管理的创新实践

为进一步提升项目运行效益,龙源加拿大公司采取一系列创新措施,逐步完善海外风电项目运维管理体系。

签订严密的运维合同确保可利用率。运维“完全外委”模式的最大优势在于业主有权通过合同对风场可利用率提出要求。为了锁定这一成果,龙源加拿大公司设置了严密的合同条款。

首先,通过积极谈判,龙源加拿大公司最终实现“基于电量”的可利用率保证。与传统“基于时间”的可利用率保证不同,“基于电量”的可利用率等于“风场实际发电量”除以“风场应发电量”,在计算应发电量时,将用正常运行风机的发电量估算“不可用”风机的应发电量。由于外委单位对“风资源”预测较为敏感,对如何合理调动“风资源”具有丰富经验。采用这种方式将大大降低业主的电量损失风险。

其次,通过设立奖惩条款和季度指标,每季度对奖惩情况进行结算,激励外委单位的工作积极性。

 通过优化管理实现合作双赢。“运维全部外委”模式的最大的缺点在于外委单位“自身效益最大化”与业主“风场效益最大化”相悖。通过总结影响发电量的运维细节,向运维公司宣贯管理思路,协商解决方案,并进行技术经济分析,修正运维合同,由此逐渐优化运维管理思路和方法。

一是完善现场备件储备。外委单位现场存储的备件较少,许多需从加拿大或美国备件中心调拨,程序繁琐且运输和通关耗时较长,这对风场可利用率的影响很大。为此,经双方协商,龙源加拿大公司垫资购买额外备件存放现场,同时将合同中的风电场可利用率保证值提高0.25个百分点。经测算,由此增加的发电收入远高于占用资金的成本支出。

二是优化维护工具设施。加拿大德芙琳风场地处北纬44度,冬季寒冷且漫长,受积雪影响,风机机位“通达性”较差,道路除雪费用极高。经双方协商,维护人员同意以“雪地摩托”为交通工具,大大提高故障处理效率。根据估算,一年的除雪费用可购置2台雪地摩托。

三是督促建立当地分包商体系。由于运维公司的大多资源在美国,比如叶片修复等专业技术服务需要经过其认证的美国公司完成,效率低下。我们提出在加拿大当地寻找类似服务公司,由运维公司进行质量认证授权,以提高响应速度。运维公司也可借此丰富其加拿大市场的分包商体系。

发挥龙源国内运维经验优势。龙源电力是有着16GW风电存量资产的世界领先的风电开发商,“走出去”战略的实施拓展了企业发展空间,提高了企业的国际竞争力。龙源加拿大公司在项目开发过程中“融入当地”的同时,还要借鉴国内先进的管理和技术经验。

一是实行“两提高,两降低”策略。龙源电力以提升风场效益为目标,提出了“提高可利用率,提高风机发电性能;降低厂用电率,降低检修费用”的运营策略。加拿大风场使用GE公司新机型,在优化功率曲线和提高发电性能方面仍有提升空间,通过数个月的优化工作,全场功率曲线提升约3%,预计增加年售电收入约130万加元。加拿大风场升压站和线路运行较为粗放,龙源加拿大公司正在探索变压器等输变电主设备的运行模式切换,降低厂用电率。

二是实施“目标责任制”考核。当地企业雇员的企业忠诚度和责任心总体不高,倾向于仅在工作范围内尽职。经过与外籍风场场长沟通,我们将经营目标层层分解,与场长直接签订目标责任书,将薪酬和目标完成情况挂钩,并细化考核指标,实现发电量、设备可利用率、厂用电率、无安全事故等关键指标全覆盖。

三是解决风场运维的夜间值班问题。国内人力成本相对较低,因此风场实现24小时值班,在非山区风场,当风速较高时,对于无法远方复位的故障机组,值班人员需抵达机位处理。加拿大风电场夜间现场无人值守。通过对龙源多个风场的运行记录分析,夜间值班的增发电量收入不足以支撑在加拿大风场增设夜间班组,最终加拿大风电场采用夜间无人值守方式,由GE纽约监控中心远程监控。

为转型“业主运维”做好技术储备。为尽快具备“业主运维”能力,龙源加拿大公司积极开展经验、技术和人员储备工作。一是建立现场人员与运维队伍“早会”制度,深入日常技术监督工作,积累维护经验;二是严格执行月报制度,对生产指标和“备件”耗损情况等关键数据开展深度总结分析,尽快提炼出适合本风电场的工作方法和管理思路;三是根据运维公司的日常工作,制定备品备件管理制度、档案管理制度、安全管理制度、轮休倒班制度、运行人员培训制度等,建立完备管理体系;四是建立完备的运维分包商体系,与当地企业就叶片检查等不定期检查、吊车等大型设备使用等方面寻求合作。

结论

根据风电场运维模式分析,从龙源加拿大项目的客观实际和特点出发,在运维模式上可实行初期“全部外委”,并逐步向“运维合一”过渡。龙源加拿大公司充分发挥外委模式的优势,提前锁定谈判成果的同时,基于项目具体情况对该运维模式做出拓展和修正,在管理体系中借鉴国内的运维经验,并为自行运维做积极准备,探索了一套行之有效的工作思路和方法,形成“有中国企业特色”的海外风场运维管理体系,为中国企业海外风电场的运营积累了经验,起到了积极的示范作用。

(来源:《中国国电》2016年第10期)

国电电力河北新能源:抓机遇 强内功 促增效

2016年以来,国电电力河北新能源开发有限公司积极应对限电局面,紧抓机遇,内练苦功,多措并举,助推企业提质增效。上半年,河北新能源公司康保风电场创下了6483万元的最新盈利新记录,这个数字超过了该风电场前三年的利润总和。

深陷限电困境

河北张家口是华北地区风能最为富集的地区之一,风能资源可开发量达4000万千瓦以上,具有得天独厚的风资源条件。从2008年开始,由于国家政策的大力支持,张家口成为发电企业的“新宠”。河北新能源康保风电场也是在这个时期“抢”到的资源。

康保风电项目一期49.5兆瓦项目于2012年并网发电,当年实现利润1200多万元。2013年,康保风电场二期、三期的两个49.5兆瓦项目陆续投产。

然而,就在河北新能源准备大干一场的时候,冀北地区开始大面积限电。按照中国电力科学院专家的测算,张家口电网容纳风电的极限为144-168万千瓦。而当时,向河北省发改委提出申请准备在张家口落户的风机总容量却超过了500万千瓦。

由于张家口地区风电规模增长迅勐,本地消纳能力有限,当时张家口有近100万千瓦风电面临无网可并、无路可走的境地。限电,成为了电网公司的唯一选择。

“限电可以说是史无前例了,通过冀北公司网调,我们15万千瓦规模的康保风场在风况最好的时候,最大出力只能保持在3-5万千瓦,总体限电70%-80%。”河北新能源安全生产部人员表示,“一旦因电网无法承受而限制出力,风机只能紧急刹车。强大的惯性刹车,对齿轮箱、桨叶都有损害。”如此严重的限电,成为河北新能源公司创效增收的大难题。

苦练内功挖潜力

2013年第四季度,这本是风电企业发电的黄金季节。但河北坝上,唿啸的风穿过凌厉的叶片,可是由于限电,大片白色风机只能“冷冻”在风中。

由于限电严重,2013年康保风电场年累计完成发电量9479万千瓦时,发电量不足年度计划的一半,全年利润只有470万元。

面对严重的限电情况,河北新能源不等不靠,在提升机组性能和优化控制策略上大做文章。一是研发单机管理系统,加强风电场单机的监控和管理,加强对设备的分析和预测,及时发现设备的隐形缺陷,提高设备可利用率。二是推行智能化巡检,加强机组的状态分析和状态监测,逐步实现集控系统对风电场数据的自动统计、分析、预测,有效挖掘风机的隐性损失,将设备隐患消除在萌芽状态。同时狠抓非停,举办长周期无非停竞赛,采取严格的奖惩措施,实现机组长周期无非停运行,康保风电场连续运行3个月无非停记录。三是研究风速、风向的变化特点和规律,制定风电机的控制策略,在风机运转时,通过对风机转速、功率、转矩的不断配比和调整,找到最大限度捕获风能并保证风机安全运行的界点;通过减缓顺变载荷、高频载荷以及避免共振,防止风机转换系统承受过高机械载荷;通过对单台风机的功率因数进行控制、消除谐波等措施使发电量满足电网的电能质量标准,达到优化风电机组控制策略的目标。

通过深入开展内部挖潜,2014年康保风电场实现利润1320万。进步固然可喜,但河北新能源没有满足,他们知道15万千万装机的风电场年利润只有1000多万,还是远远不够。

 抓住龙头强营销

2012年下半年,华北电监局颁布《华北区域风电场并网运行管理实施细则(试行)》和《华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》。“两个细则”将地级及网省级调度的风电场全部纳入管理范围,要求除在技术和调度管理方面进行考核外,还对风电场超时限进入商运、安评整改超时限进行考核。

河北新能源专门成立“两个细则”办公室,要求风电场运行人员密切加强与调度的沟通,严格遵守调度纪律;即时掌握风机运行状态,及时发现设备缺陷,及时消缺,确保设备投运率和合格率;跟紧SVG无功补偿设备调试,确保设备及时正常投运。同时,该公司加大内部“两个细则”的考核力度,奖惩分明,责任到人。

“那时候,运行值班员上夜班的时候,连个盹儿也不敢打。”时任河北新能源营销专责回忆说,“要时刻关注风机出力情况,风功率曲线起伏稍大一点,就要被考核。”

通过深入研究,公司人员还发现,虽然限电比例和电网输出容量都是一定的,但各个风场在同一时间段风速是有区别的。公司巧妙利用这个时间差,在电网输出容量不变的前提下,当其它风电场风速较小达不到上限的时候,加大与冀北电网公司的沟通,及时与调度取得联系,争取抢发、多发,不漏发一度电。

功夫不负有心人,经过半年多的不懈努力,在区域平均限电达到70%-80%的情况下,康保风电场2014年、2015年平均限电比例只有20%,部分时段还能达到“满发”。

2014、2015年河北新能源公司减免两个细则考核获利7783万元。2015年康保风电场实现利润4448万元,河北新能源获得国电电力“争电量”竞赛奖励153万元。

 精细管理增效益

2013年,国网冀北公司启动“三站四线”工程建设,包括张家口地区的张北、尚义、康保三座500千伏变电站及与之配套的4条500千伏线路,2015年底建成投产。“三站四线”的建成使康保风电场限电有所缓解,但限电问题仍不能彻底解决,电量营销仍然面临巨大压力。

2016以来,河北新能源紧牵发电量的“牛鼻子”,步步为营,稳扎稳打。

有人说,风电企业是“靠天吃饭”。但懂风电的人都知道,“大风月”和“小风月”对电量影响极大。河北新能源合理安排小风月里的检修,力争将设备隐患最大程度消灭在萌芽状态,提高设备健康水平,为抢发电量创造条件,同时,主动出击,加大设备整治力度,强化电量对标,开展电量营销攻关,与每一度电“较真”。

公司认真分析设备缺陷,举一反三,查找同类型、同系统设备存在的同类隐患,预防同类型缺陷的发生;对消缺数据进行统计分析,实时把脉设备、系统运行状态和健康趋势,同时加强对消缺的考核,提高检修人员对设备缺陷的重视程度,促进设备健康水平和设备管理水平的提升。

该公司还结合理论发电量平衡分析法,精准计算“五大电量损失”,集控中心精细拟合单台风机的最优功率曲线,绘制理论发电量数据图表。同时,深化对标管理工作,实现与区域电网、系统内先进单位、竞争对手、内部风电场、可研数据对标,同时在风电场之间、值与值之间开展电量竞赛活动,调动员工增发抢发电量积极性。

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