湘電風能有限公司研究院副院長黃凌翔在嘉賓演講環節發表了題為《海上風力發電機組運維技術探討》的演講：

 

　　我主要針對我們已經嘗試過的或者已經有初步的摸索的三個方面來跟大家做一個分享：

 

 

　　我們叫它O2M系統，意思就是說優化了的運維的規劃系統。海上風電的這種設備的分布和運維的需求和運維的方式大概在這張圖里展示了，海上風電基本的發展趨勢也好，技術方向也好，需求也好，挑戰也好，前面很多專家很多領導都做了很詳細的介紹，在這里我只是想說一下，海上風電的運維或者是海上風電的運行我覺得它不僅僅是一個技術問題，它更多的可能是一個經濟問題，是一個管理問題。我們可以設想一下，如果大容量，非常大容量，非常遠距離的海上風電一旦并網了之后，如果前期的運維規劃沒有做好，運維實際過程中產生了偏差，那么整個項目的收益，整個項目的風險，整個對電網的威脅，整個對社會的正常運行的一種干擾是不可估量的，所以我覺得我們在做技術的同時也要同步把相關運維的比如說財物模型、運維規劃方法、運維需要考慮的因素、運維需要提前準備的一些預案，這樣的東西都同步的在研究也好，大家一起來嘗試也好，才有可能在真正碰到問題的時候，或者真正海上大容量集中連片開發，或者大容量深海風電開發的時候，我們才有準備，不論是從技術上也好，從市場上也好，還是從項目管理、財務運行各個方面都能夠有比較好的準備。

 

　　當然還有一些具體的技術細節，首先海上風電運維我們現在用的最多的或者是國內普遍采用的也是船舶的運用方式，船舶運維從技術方面主要考慮幾個因素，一是靠船不同的基礎形式船舶靠上去的方式不一樣，需要考慮的風險，具體情況，靠船的可能性，對環境的要求都是不一樣的，包括系泊、船舶選擇，如果是船舶運維的話，怎么把你的設備，機組上所需要的備件，重量，等等各種方面怎么有效的提升在上去，所以對船舶有要求，不同的機組形式，不同的機組設計，技術需求不太一樣。

 

　　另外一個就是歐洲可能有比較多，但是中國我們也可以做探索做嘗試就是從直升機的角度來實現可達性，直升機當然也有它的優點，但是不可否認的是直升機運維在我們國家現在來推廣的話還有很多很多難以逾越的障礙或者很多經驗不足的地方。比如我們國家很難找到非常有經驗的非常充分的海上直升機的服務平臺，這個在我國確實現在目前還需要我們做進一步工作的，但是這是一種方式。在做風機設計或者風場設計的時候，這是一種運維的方式，我們現在可能有困難，但是我們要把它考慮進去，因為我們著眼的是未來的一些需求。具體直升機當然有它的一些對環境的要求，這里就不詳細說了。

 

　　總的來說我們在考慮運維的時候，如果把它綜合到一種市場的行為、經濟的行為，必然要考慮到我要花多少成本，能有多少收益，整體運維的規劃其實最終說白了就會把它變成就是我損失了多少發電量，投入多少資源，這兩筆賬放在一起來算一算，怎樣用一個比較合適的方式讓我的這筆投資能夠有比較好的收益。但這個賬比較難算，因為它有天的因素、物的因素、人的因素、管理的因素，各種各樣的因素，還有中國國情的因素，雖然難算，但是我覺得我們還是需要努力嘗試積累經驗算這個賬，因為到大規模開發的時候這不是一筆小錢，等到真正問題找上門來的時候，它也不是錢能解決的問題，所以我覺得有些事情我們還是可以提前做一步，雖然可能現在的模型建的不是很精確，現在思考的方面可能不是很完善，現在對一些問題理解的程度可能不是很深入，但是這種探索我覺得還是很有必要的。

 

　　這個是我們平海灣風電場現在采用的運維船的情況展示。因為運維成本占的很高，后期它的重要性也很高，所以我們在運維這一塊就開發了這么一個工具，它的基本初衷就是算賬，算一個運維的賬，但是這個賬比較難算，它需要一個很好的模型，一個比較順暢的流程，一個工具來做它，所以根據具體項目的需求，具體跟業主協商的策略的選擇，具體廠址環境的要求，我們做了一個模型，然后把它做成一個計算工具，來嘗試著來給運維做一個規劃，做一個分析。

 

　　我們這個模型輸入的基本條件有以下幾個方面：一是環境，海上運維最關鍵的幾個因素一個是風，一個是浪，浪我們至少需要知道波的周期，風的情況，現在考慮是船，所以沒有考慮特別高空。另外是運維資源的情況，比如說船的情況，人的情況，備品備件調度的情況，船等人是不行的，船等備件也不行，有東西沒有船，或者船出不了海都不行，所以要把這些東西綜合起來作為一個模型來考慮它。另外是什么時候出海，就是風機的可靠性問題，風機的維護分為哪幾種類型，它可能發生的時間、周期、備件對你船舶運輸的需求，這個是這個模型需要輸入的。另外是整個風場的規劃，風場的收益預計是多少，資源是多少，保險費用是多少，包括除了風機之外的其它風場設備維修的情況，影響到風機運行的各種各樣的其他的一些需求。

 

　　因為我們也做一些海上的項目，也有實際的風場，所以我們也做了很多比如說拿一個風場的實際情況來采用各種輸入組合來試一下到底什么情況，比如假設風機可利用率，看一下在某一種情況下，運維資源情況下運維停機到底多少，每年是什么情況，是什么趨勢，包括保險、投入、直接損失是多少，來演算一種情況。

 

　　做這個目的也是想把運維工具做得更科學，更省成本，利潤更高，收益更好，必然涉及到一些敏感性因素的分析。我們這里主要考慮的敏感性因素一是到港距離，有時候同一個風場可能有三個港口可以選，但是這三個港口包括船舶的停靠情況、水深、浪、可用性、到港距離都不太一樣，這是明顯的因素。另外是人員的情況，還有運維船的有異步高的限制，就是多大的浪他能出海，還有風機可靠性的情況，最后就是如果我要做大的運維，需要動用自升船的話它的影響，根據不同輸入的選擇或者輸入的配合，它會對整個運維的成本，整個運維的損失運維系統的收益有一個影響，那么我們就可以考慮某一個具體項目，在考慮這個項目的時候哪一個因素是最關鍵的，哪個因素能夠帶來最小的投入，最高的收益，或者哪個因素在管理的過程中需要特別注意，會直接影響到成本和收益。

 

　　比如說拿一個風場設定一些初始條件，經過各種條件的組合就可以得到一個大概的成本表，對具體的項目做出一個成本的分析。

 

　　有幾點思考，確實我們這個模型有一個初步的假設，里面有很多的細節和很產多的因素沒有考慮到，這個還需要具體來做，因為我覺得海上風電或者是大規模海上風電或者是競價風電，這是一個不可阻擋的趨勢，這個事情做好了對于整個產業來說，或者對于整個我們國家的能源安全和能源發展來說都是有好處的，所以我的意思就是不單單從技術角度，包括從管理角度，從財務角度，從整個社會資源調配的角度來考慮我們這個海上風電的發展可能更有利于整個行業的健康成長。

 

　　二、在實際風機運維中怎么把我們的規劃，怎么把我們的分析，怎么把我們的優化能夠做到實際的工作中去的一個系統。

 

　　運維的規劃、調度確實會影響到整個風場的運行，那么我們怎么在風場實際運行的過程中積累這些經驗？因為調度的時候是因為哪些因素導致了風場的損失，因為哪些因素導致了本來可以避免的損失被無端的消耗掉了，我在哪些方面可以做一些提升優化，就是把我現在實際運行的運維過程中的經驗，怎么通過系統化的數字化的方法積累下來，而不是靠人為的感覺或者是個人的經驗積累，所以我們有一個這樣的系統。

 

　　總的來說OEE這個原則其實并不是風電行業發明的，在很多生產領域都是用的這種理念，它主要就把生產過程中產能的損失和生產的效率分類分情況的統計出來，給你一個比較明確的指導方向，在哪些方面存在比較大的缺失，在哪些方面有一些改善的空間。因為我們主要還是主機廠，著眼點肯定還是從風機本身出發，當然從業主的角度，從整個風場運行的角度也可以采用這種理念去做這個事情，所以我們從風機本身的需求出發，結合風機實際情況開發了一個這樣的系統，它可以分析這是我們風機一個月實際每天的生產情況，就是按照OEE的這種概念，它的效能是多少，損失是多少，損失是因為什么原因產生的，損失的電量是多少，百分比是多少，每天都有。具體我們還有一個清單會告訴你來源是什么，是因為業主計劃性的維修、故障性的維修還是因為風的不可用，還是因為調度的原因，各方面的原因把整個風機的賬掰細了，也為我們運維的過程中，為管理的過程提供一些比較實際的，比較直接的一些反饋信息。

 

　　把這個東西要用在風機上肯定要結合到人的操作這么一個環節上去的，因為即使比如我有業主的定檢的需求，這個需求是直接從業主那里來的，他要做哪些定檢，這些定檢需要做哪些工作，需要耗費多少時間，允許的產能損失是多少，作為設備的管理方它的損失是多少，它需要有一個輸入，實際我們的系統是從主機廠的要求出發的，當然以后應該結合到業主的系統里頭去，生成相應的工單，根據工單在風機上實施操作，但是所有操作成本是會記錄到我們的系統中去的，會統計到相關的OEE系統中去的，以便于后期對我們整個停機包括各種情況的統計，包括對OEE系統，對運維系統的反饋。

 

　　包括主控系統也要結合這個系統做一些修改，因為它涉及到風機停機的情況，風機的狀態，風機的統計量，包括給業主反饋的一些信息。這個是工單生成的情況。

 

 

　　1、與EPR現場備品備件管理系統集成，方便備件和消耗品的管理。

 

　　2、與業主方系統的融合，因為很多工作現在都是主機廠在做，因為業主也在做他的運行管理，包括各種各樣的智能的系統，因為最終這個東西是業主的資產，是融合在業主運行的系統里，所以怎么跟業主的系統融合這是一個很重要的方面。

 

　　3、應用到云端的安全性。

 

　　三、最后針對中國實際的海上情況和我們業主的一些需求，包括臺風的一些威脅，我們怎么考慮的一個從大的整個的運維的需求上面來講對于孤島系統的我們的一些嘗試和理解。

 

　　海上風場無一例外的有一個很大的薄弱點就是海纜，海纜的維護、鋪設各種各樣方面都是很復雜的，中國又有臺風的情況，所以在風場實際運行的過程中，孤島的情況是很可能存在的，因為考慮到大規模的海上風電的開發我們不得不考慮這個問題。在歐洲他們因為只有風暴沒有臺風，他們普遍采用的方式是倍一臺大功率的柴油機，來給風場供電，但是這個并不能解決所有問題。

 

　　比如孤島的產生，海纜的形式有很多中，可能有把某一臺風機割裂出去的，有不同的情況。風機有很多供電系統，這是保障風機必不可少的。比如最簡單的就是在臺風情況下，根據具體的風機設計，有的液壓系統不能停，偏航系統、通信系統等等，即使不是臺風情況下，很多地區的輔助系統需要維護，臺風過了以后或者臺風中間需要維護的話還是需要能源的，所以這些東西需要供電。

 

　　針對這些情況我們現在初步設想就是現在至少在中國每一臺風機，或者每一條極電線路的末端要配套這樣一套裝置，來保證整個風場的孤島運行能夠實現，具體我簡單介紹一下我們湘電風能在這個方面做了幾種嘗試。一是每一臺風機配一臺柴油機，柴油機灌滿油可以發電，風機自身有功電，因為風機自身的耗電并不是很高，所以我拿一臺柴油機來供它這個是最簡單直接粗暴的方法，但是它有幾個缺陷：一是柴油機要加油，二是柴油機有污染，另外我用風機自己發電自己用，這個我們也嘗試過，我們把它跟電網斷開，但是這個它的好處是只要有風就能自己維持自己，但是有一些問題就是沒有風的時候怎么辦？或者是臺風的時候它肯定堅持不了，因為風機要切出，如果不切出就可以自己供自己。就像剛才說的，因為風機負荷本身不是很大，如果拿一臺8兆瓦的風機或者10兆瓦的風機，要穩定讓它控制在50千瓦或者100個千瓦或者150個千瓦的負荷去供電，還要保證整個系統的穩定這個有一點困難，但是我們也做了一些嘗試，這個方法目前在我們的系統上基本是可行的，我們試驗過，但是以后的連片的大風機怎么隨著尺度的增加而增加，這有什么變化，也需要行業共同探討。

 

　　另外整個孤島備用電源的系統不是考慮單臺的風機，但是它也有它的缺點，后備電源當風機切出的時候沒有能量輸入，所以還是有極限工況運行時間限制的，因為它不單單是一個發電的系統，是一個整體后備電源的系統，它的系統比較復雜，涉及到不同絕緣等級之間的配合，很多具體的技術細節更加復雜。但是它的好處是不需要人加油，可以自動運行，另外它可以協調風機之間的關系，還可以自己啟動，可以自己把自己帶起來，把在沒有外部供電的情況下依靠自己把自己整個風場啟動起來，實現它自己的運行。

 

　　因為整個孤島的情況跟風機的設計情況，跟風機在極端情況下需要的電源的情況跟風機的控制策略跟很多風機都有關，所以不單單是一個單論的情況，需要跟整機的設計包括整個風場的設計需要結合起來。我的介紹就到這里，希望能夠有更多的機會跟各位同仁進行探討，謝謝！

 

　　（發言整理自現場速記，未經本人審核）