湘電風(fēng)能有限公司研究院副院長黃凌翔在嘉賓演講環(huán)節(jié)發(fā)表了題為《海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維技術(shù)探討》的演講：

 

　　我主要針對我們已經(jīng)嘗試過的或者已經(jīng)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(tǒng)，意思就是說優(yōu)化了的運(yùn)維的規(guī)劃系統(tǒng)。海上風(fēng)電的這種設(shè)備的分布和運(yùn)維的需求和運(yùn)維的方式大概在這張圖里展示了，海上風(fēng)電基本的發(fā)展趨勢也好，技術(shù)方向也好，需求也好，挑戰(zhàn)也好，前面很多專家很多領(lǐng)導(dǎo)都做了很詳細(xì)的介紹，在這里我只是想說一下，海上風(fēng)電的運(yùn)維或者是海上風(fēng)電的運(yùn)行我覺得它不僅僅是一個技術(shù)問題，它更多的可能是一個經(jīng)濟(jì)問題，是一個管理問題。我們可以設(shè)想一下，如果大容量，非常大容量，非常遠(yuǎn)距離的海上風(fēng)電一旦并網(wǎng)了之后，如果前期的運(yùn)維規(guī)劃沒有做好，運(yùn)維實際過程中產(chǎn)生了偏差，那么整個項目的收益，整個項目的風(fēng)險，整個對電網(wǎng)的威脅，整個對社會的正常運(yùn)行的一種干擾是不可估量的，所以我覺得我們在做技術(shù)的同時也要同步把相關(guān)運(yùn)維的比如說財物模型、運(yùn)維規(guī)劃方法、運(yùn)維需要考慮的因素、運(yùn)維需要提前準(zhǔn)備的一些預(yù)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(fā)，或者大容量深海風(fēng)電開發(fā)的時候，我們才有準(zhǔn)備，不論是從技術(shù)上也好，從市場上也好，還是從項目管理、財務(wù)運(yùn)行各個方面都能夠有比較好的準(zhǔn)備。

 

　　當(dāng)然還有一些具體的技術(shù)細(xì)節(jié)，首先海上風(fēng)電運(yùn)維我們現(xiàn)在用的最多的或者是國內(nèi)普遍采用的也是船舶的運(yùn)用方式，船舶運(yùn)維從技術(shù)方面主要考慮幾個因素，一是靠船不同的基礎(chǔ)形式船舶靠上去的方式不一樣，需要考慮的風(fēng)險，具體情況，靠船的可能性，對環(huán)境的要求都是不一樣的，包括系泊、船舶選擇，如果是船舶運(yùn)維的話，怎么把你的設(shè)備，機(jī)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(jī)組形式，不同的機(jī)組設(shè)計，技術(shù)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(jī)的角度來實現(xiàn)可達(dá)性，直升機(jī)當(dāng)然也有它的優(yōu)點，但是不可否認(rèn)的是直升機(jī)運(yùn)維在我們國家現(xiàn)在來推廣的話還有很多很多難以逾越的障礙或者很多經(jīng)驗不足的地方。比如我們國家很難找到非常有經(jīng)驗的非常充分的海上直升機(jī)的服務(wù)平臺，這個在我國確實現(xiàn)在目前還需要我們做進(jìn)一步工作的，但是這是一種方式。在做風(fēng)機(jī)設(shè)計或者風(fēng)場設(shè)計的時候，這是一種運(yùn)維的方式，我們現(xiàn)在可能有困難，但是我們要把它考慮進(jìn)去，因為我們著眼的是未來的一些需求。具體直升機(jī)當(dāng)然有它的一些對環(huán)境的要求，這里就不詳細(xì)說了。

 

　　總的來說我們在考慮運(yùn)維的時候，如果把它綜合到一種市場的行為、經(jīng)濟(jì)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(yùn)維的規(guī)劃其實最終說白了就會把它變成就是我損失了多少發(fā)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(jīng)驗算這個賬，因為到大規(guī)模開發(fā)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(xiàn)在的模型建的不是很精確，現(xiàn)在思考的方面可能不是很完善，現(xiàn)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(fēng)電場現(xiàn)在采用的運(yùn)維船的情況展示。因為運(yùn)維成本占的很高，后期它的重要性也很高，所以我們在運(yùn)維這一塊就開發(fā)了這么一個工具，它的基本初衷就是算賬，算一個運(yùn)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(jù)具體項目的需求，具體跟業(yè)主協(xié)商的策略的選擇，具體廠址環(huán)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(yùn)維做一個規(guī)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(huán)境，海上運(yùn)維最關(guān)鍵的幾個因素一個是風(fēng)，一個是浪，浪我們至少需要知道波的周期，風(fēng)的情況，現(xiàn)在考慮是船，所以沒有考慮特別高空。另外是運(yùn)維資源的情況，比如說船的情況，人的情況，備品備件調(diào)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(fēng)機(jī)的可靠性問題，風(fēng)機(jī)的維護(hù)分為哪幾種類型，它可能發(fā)生的時間、周期、備件對你船舶運(yùn)輸?shù)男枨?，這個是這個模型需要輸入的。另外是整個風(fēng)場的規(guī)劃，風(fēng)場的收益預(yù)計是多少，資源是多少，保險費(fèi)用是多少，包括除了風(fēng)機(jī)之外的其它風(fēng)場設(shè)備維修的情況，影響到風(fēng)機(jī)運(yùn)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(fēng)場，所以我們也做了很多比如說拿一個風(fēng)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(shè)風(fēng)機(jī)可利用率，看一下在某一種情況下，運(yùn)維資源情況下運(yùn)維停機(jī)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(yùn)維工具做得更科學(xué)，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(fēng)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(yùn)維船的有異步高的限制，就是多大的浪他能出海，還有風(fēng)機(jī)可靠性的情況，最后就是如果我要做大的運(yùn)維，需要動用自升船的話它的影響，根據(jù)不同輸入的選擇或者輸入的配合，它會對整個運(yùn)維的成本，整個運(yùn)維的損失運(yùn)維系統(tǒng)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(guān)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(fēng)場設(shè)定一些初始條件，經(jīng)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(shè)，里面有很多的細(xì)節(jié)和很產(chǎn)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(fēng)電或者是大規(guī)模海上風(fēng)電或者是競價風(fēng)電，這是一個不可阻擋的趨勢，這個事情做好了對于整個產(chǎn)業(yè)來說，或者對于整個我們國家的能源安全和能源發(fā)展來說都是有好處的，所以我的意思就是不單單從技術(shù)角度，包括從管理角度，從財務(wù)角度，從整個社會資源調(diào)配的角度來考慮我們這個海上風(fēng)電的發(fā)展可能更有利于整個行業(yè)的健康成長。

 

　　二、在實際風(fēng)機(jī)運(yùn)維中怎么把我們的規(guī)劃，怎么把我們的分析，怎么把我們的優(yōu)化能夠做到實際的工作中去的一個系統(tǒng)。

 

　　運(yùn)維的規(guī)劃、調(diào)度確實會影響到整個風(fēng)場的運(yùn)行，那么我們怎么在風(fēng)場實際運(yùn)行的過程中積累這些經(jīng)驗？因為調(diào)度的時候是因為哪些因素導(dǎo)致了風(fēng)場的損失，因為哪些因素導(dǎo)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(yōu)化，就是把我現(xiàn)在實際運(yùn)行的運(yùn)維過程中的經(jīng)驗，怎么通過系統(tǒng)化的數(shù)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(jīng)驗積累，所以我們有一個這樣的系統(tǒng)。

 

　　總的來說OEE這個原則其實并不是風(fēng)電行業(yè)發(fā)明的，在很多生產(chǎn)領(lǐng)域都是用的這種理念，它主要就把生產(chǎn)過程中產(chǎn)能的損失和生產(chǎn)的效率分類分情況的統(tǒng)計出來，給你一個比較明確的指導(dǎo)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(jī)廠，著眼點肯定還是從風(fēng)機(jī)本身出發(fā)，當(dāng)然從業(yè)主的角度，從整個風(fēng)場運(yùn)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(fēng)機(jī)本身的需求出發(fā)，結(jié)合風(fēng)機(jī)實際情況開發(fā)了一個這樣的系統(tǒng)，它可以分析這是我們風(fēng)機(jī)一個月實際每天的生產(chǎn)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(chǎn)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(yè)主計劃性的維修、故障性的維修還是因為風(fēng)的不可用，還是因為調(diào)度的原因，各方面的原因把整個風(fēng)機(jī)的賬掰細(xì)了，也為我們運(yùn)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(fēng)機(jī)上肯定要結(jié)合到人的操作這么一個環(huán)節(jié)上去的，因為即使比如我有業(yè)主的定檢的需求，這個需求是直接從業(yè)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(fèi)多少時間，允許的產(chǎn)能損失是多少，作為設(shè)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(tǒng)是從主機(jī)廠的要求出發(fā)的，當(dāng)然以后應(yīng)該結(jié)合到業(yè)主的系統(tǒng)里頭去，生成相應(yīng)的工單，根據(jù)工單在風(fēng)機(jī)上實施操作，但是所有操作成本是會記錄到我們的系統(tǒng)中去的，會統(tǒng)計到相關(guān)的OEE系統(tǒng)中去的，以便于后期對我們整個停機(jī)包括各種情況的統(tǒng)計，包括對OEE系統(tǒng)，對運(yùn)維系統(tǒng)的反饋。

 

　　包括主控系統(tǒng)也要結(jié)合這個系統(tǒng)做一些修改，因為它涉及到風(fēng)機(jī)停機(jī)的情況，風(fēng)機(jī)的狀態(tài)，風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計量，包括給業(yè)主反饋的一些信息。這個是工單生成的情況。

 

 

　　1、與EPR現(xiàn)場備品備件管理系統(tǒng)集成，方便備件和消耗品的管理。

 

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

 

　　3、應(yīng)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(yè)主的一些需求，包括臺風(fēng)的一些威脅，我們怎么考慮的一個從大的整個的運(yùn)維的需求上面來講對于孤島系統(tǒng)的我們的一些嘗試和理解。

 

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

 

　　比如孤島的產(chǎn)生，海纜的形式有很多中，可能有把某一臺風(fēng)機(jī)割裂出去的，有不同的情況。風(fēng)機(jī)有很多供電系統(tǒng)，這是保障風(fēng)機(jī)必不可少的。比如最簡單的就是在臺風(fēng)情況下，根據(jù)具體的風(fēng)機(jī)設(shè)計，有的液壓系統(tǒng)不能停，偏航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等等，即使不是臺風(fēng)情況下，很多地區(qū)的輔助系統(tǒng)需要維護(hù)，臺風(fēng)過了以后或者臺風(fēng)中間需要維護(hù)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(xiàn)在初步設(shè)想就是現(xiàn)在至少在中國每一臺風(fēng)機(jī)，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(fēng)場的孤島運(yùn)行能夠?qū)崿F(xiàn)，具體我簡單介紹一下我們湘電風(fēng)能在這個方面做了幾種嘗試。一是每一臺風(fēng)機(jī)配一臺柴油機(jī)，柴油機(jī)灌滿油可以發(fā)電，風(fēng)機(jī)自身有功電，因為風(fēng)機(jī)自身的耗電并不是很高，所以我拿一臺柴油機(jī)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(jī)要加油，二是柴油機(jī)有污染，另外我用風(fēng)機(jī)自己發(fā)電自己用，這個我們也嘗試過，我們把它跟電網(wǎng)斷開，但是這個它的好處是只要有風(fēng)就能自己維持自己，但是有一些問題就是沒有風(fēng)的時候怎么辦？或者是臺風(fēng)的時候它肯定堅持不了，因為風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)負(fù)荷本身不是很大，如果拿一臺8兆瓦的風(fēng)機(jī)或者10兆瓦的風(fēng)機(jī)，要穩(wěn)定讓它控制在50千瓦或者100個千瓦或者150個千瓦的負(fù)荷去供電，還要保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)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(tǒng)上基本是可行的，我們試驗過，但是以后的連片的大風(fēng)機(jī)怎么隨著尺度的增加而增加，這有什么變化，也需要行業(yè)共同探討。

 

　　另外整個孤島備用電源的系統(tǒng)不是考慮單臺的風(fēng)機(jī)，但是它也有它的缺點，后備電源當(dāng)風(fēng)機(jī)切出的時候沒有能量輸入，所以還是有極限工況運(yùn)行時間限制的，因為它不單單是一個發(fā)電的系統(tǒng)，是一個整體后備電源的系統(tǒng)，它的系統(tǒng)比較復(fù)雜，涉及到不同絕緣等級之間的配合，很多具體的技術(shù)細(xì)節(jié)更加復(fù)雜。但是它的好處是不需要人加油，可以自動運(yùn)行，另外它可以協(xié)調(diào)風(fēng)機(jī)之間的關(guān)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(fēng)場啟動起來，實現(xiàn)它自己的運(yùn)行。

 

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

 

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