《逐鹿风电后市场》专题 | 01 完备运维体系 给风电健康一生_东方风力发电网
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《逐鹿风电后市场》专题 | 01 完备运维体系 给风电健康一生

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-18   来源:《风能》  作者:王芳  浏览次数:737
核心提示:  数量庞大的在运机组逐步催生出一个日益可观的后市场。有研究表明,目前仅运维服务市场的规模就接近300亿元。为此,《风能》杂志通过深入采访重点企业负责人以及行业专家,以“封面故事”的形式,从运维、技改、退役等环节记录了我国风电后市场的发展现状,系统梳理归纳其中存在的关键问题,并有针对性地提出一些应对建议,希冀为进一步优化市场秩序与环境带来启迪。
  数量庞大的在运机组逐步催生出一个日益可观的后市场。有研究表明,目前仅运维服务市场的规模就接近300亿元。为此,《风能》杂志通过深入采访重点企业负责人以及行业专家,以“封面故事”的形式,从运维、技改、退役等环节记录了我国风电后市场的发展现状,系统梳理归纳其中存在的关键问题,并有针对性地提出一些应对建议,希冀为进一步优化市场秩序与环境带来启迪。
  
  《逐鹿风电后市场》封面专题策划分三部分,本文为第1部分。
 
  技改还是风机换代:风电后市场的艰难抉择
  
  经过十多年的快速发展,我国风电装机规模迅速扩大,数量庞大的在运机组逐步催生出一个日益可观的后市场,涵盖风电机组运行状态监测、风电场智能化管理、部件维修维护、备品备件管理、机组技改与退役等。综合部分研究机构和企业的测算来看,目前仅运维服务市场的规模就接近300亿元。
  
  面对这块“蛋糕”,近几年,随着我国风电新增装机容量保持稳定增长,企业在继续深耕新增市场的同时,也不断加快对存量市场的业务布局,纷纷组建自己的专业技术服务团队,落子风电后市场,参与者一度达到数百家之多。经历最初的“混战”之后,当前我国风电后市场已经基本形成了整机企业、开发企业与第三方企业“三足鼎立”的竞争格局。
  
  然而,综合现有信息研判,我国风电后市场依然处于发展的初期阶段,仍存在诸多问题待解。比如,与机组翻新相关的审批流程、电价政策尚未出台;与运维、技改相关的标准缺位;人才培养和评价体系不健全,运维人员素质参差不齐;技术储备不足,退役机组叶片的回收处理成难题。考虑到我国风电后市场将在未来几年迎来爆发,解决好上述问题无疑成为业界的当务之急。
  
  对此,通过深入采访重点企业负责人以及行业专家,本期“封面故事”从运维、技改、退役等环节描绘了我国风电后市场的发展现状,系统梳理归纳其中存在的关键问题,并有针对性地提出一些应对建议,希冀为进一步优化市场秩序与环境带来启迪。
  
  完备运维体系,给风电健康一生
  
  猎猎风中,每一台风电机组自诞生起要不舍昼夜地运转20 ~ 25 年。在全生命周期中,它需要时刻修复受到的伤害,维持健康的“生理机能”,保证7 万多个零部件的正常运行,从而完成捕风为电的使命,这就是后期运维体系要承担的责任。面对运维市场每年百亿元的“蛋糕”,我们亟需改变市场混乱、低价竞争的局面,完善运维服务体系,降低成本,提升质量与效率,给风电健康的一生。
  
  ·运维市场空间持续扩大,竞争激烈
  
  随着我国风电持续快速地规模化发展,增量时代将逐步转变为存量时代,未来的风电后市场空间将持续扩大。据研究和咨询公司全球数据(GlobalData)测算,2025 年,全球风电运行维护市场规模将达274 亿美元(约合人民币1943 亿元)。《中国风电后市场发展报告2018》预计,我国风电后市场总体容量到2020 年为275 亿元,2021 年将达到300 亿元。
  
  目前,风电后市场的参与主体包括风电场开发商、整机制造商及其成立的运维公司、第三方运维公司、大部件制造企业以及包含金融、保险、培训、检测、认证等行业的各类专业服务公司。
  
  据中国广核新能源控股有限公司运维事业部副总经理成和祥分析,与国外风电开发商侧重于资产管理的情形不同,我国近70% 的风电开发份额由“五大四小”等国有企业占有。他们更注重全生命周期的资产管理和运维管理,加上其担负着解决就业的社会责任,所以较少外委。
  
  此外,开发商现场职守人员较多,能够更多地发现机组运维的痛点,掌握运营的核心数据,积累运维管理经验。不过,由于行业缺少标准,整机商制造的机型太多,且多为非标件,开发商难以掌握所有风电机组系列的核心技术。运维人员则需要熟悉更多机型的技术信息,优化运维流程的时间变长,导致效率降低,人员与管理成本增加。
  
  大型整机商一般都拥有自己的运维和技改团队,技术力量雄厚,熟悉设备,在质保期内积累了丰富的经验和庞大的数据库,具备机组精益运维的能力。但整机企业之间存在竞争关系,对其他品牌风电机组的性能、功率曲线等核心数据也了解不够,且不具备关键部件的核心技术,很难跨厂家服务。
  
  第三方运维企业与开发商及整机企业不存在附属关系,以市场方式独立运作,是新兴的后市场力量。其中,既有从事基础服务的劳动密集型公司,也有以科技开发为主的高端企业,他们机制灵活,不受机型和厂家的约束,也无体制方面的束缚。后者往往掌握最新的风电科技成果,或融合不同行业的新技术,在某个细分领域中研究得更加深入。劣势是规模较小,技术实力和人员配置受限,缺乏系统解决能力,难以做到既深又广。由于运维市场缺乏规范化管理,第三方企业的技术管理水平参差不齐,多缺乏长远规划,加上业务量和团队受市场影响波动较大,也导致其产品质量不够稳定,难以形成核心竞争力。
  
  叶片、齿轮箱、发电机和油品等由于技术和生产门槛较高,核心技术和规模产能集中在供应商手中,他们在后市场设备供应和技改环节发挥着重要作用,具有一定垄断性。近年来,由于部件成本受市场挤压,他们参与后市场服务的积极性也不断提高。
  
  从前三者的实力对比来看,风电开发商具有资金优势;整机商具有技术及资金优势,占据风电后市场70%左右的份额;第三方运维企业只能在夹缝中生存,在价格和服务上博弈。风电运维一般包括定时检修、日常运维工作、大部件的更换与特定部件检修。龙源电力山西公司党委书记、副总经理岳俊红表示,按照运维工作内容的能力水平要求,运维工作可分为低、中、高三类:低端主要从事紧固、润滑、清洁、耗品更换等常规定检工作,开发商或整机商更愿意将此业务外委给第三方专业团队;中端包括巡修、故障处理、性能测试等,对运维人员专业水平和经验要求相对较高,一般情况下由运营商自主承担;高端的运行优化、技术改造等,主要由整机企业与有实力的第三方独立或联合进行。
  
  ·症结所在,运维承压
  
  我国风电起步晚,技术迭代速度快,势必给运维带来一定压力,这既来自市场环境的不规范、产业链上的技术不成熟,也来自于管理方面的经验不足、风电设备维护体系不完善等。预防性维护滞后,基本上是出现故障后再进行处理,我国风电仍处于工业化运维的初期阶段。目前,我国风电运行阶段的监测主要集中于电气设备,对一些风电部件,特别是关系到风电设备寿命、运行隐患的关键部件却缺乏有效的、系统的状态监测,导致运行阶段对风电设备的状态了解不足,无法跟踪故障的发展趋势,不能预先发现并提前解决故障隐患。其中一个症结在于数据共享难,数据质量有待提升。明阳智慧能源集团润阳能源技术有限公司(下称“润阳能源”)总工程师刘昊向本刊记者解释:“故障模拟在实验室与现场并不完全一样,需要长期的现场数据积累,才能提高数据质量和数据利用深度。项目交付后,运行的数据就归风电场运营商所有,受制于保密、网络安全等因素,数据只能停留在风电场一侧的升压站或业主监控平台。某些数据的处理,需要具备很强的分析能力和丰富的经验,现场运维人员并不能马上判断出问题出在哪里。而整机厂家专业的技术支持团队无法获取实时数据,造成发现问题时间存在滞后,时效性差,无法做到预防性维护。”
  
  粗放管理。部分企业片面追求当期发电量,整体呈现粗放式经营,运维计划不合理,资源配置不当,部分运行设备存在不同程度的“亚健康”状态,无法保障全生命周期效益最大化。
  
  行业缺乏相关标准。例如,缺少针对机组及大部件的服务清单及统一的评价体系,导致运维质量难以保证,验收混乱,安全事故高发。行业准入门槛低,部分信誉低、能力弱的第三方运维企业低价中标,导致服务不到位,项目半路夭折,或设备以次充好,留下诸多安全隐患。每家企业对人才培训、评价体系各不相同,专业培训机构匮乏,培养出的人员素质参差不齐。人员分工协作不够密切,积极性不高,责任心不强,后续培养不够,这些导致现场运维时处理时间较长,影响到了风电机组的运行效率。
  
  此外,设备质量风险高,采购库存积压严重,存货资金居高不下,运维成本控制承受较大压力。
  
  缺乏长效解决方案。风电机组出质保后,开发商会对某些项目按照年度招投标模式重新选择运维企业,机组运维方负责一年期内的运行维护,合同期满后需要重新招标。部分风电场频繁交接,很难保障机组维护信息的连贯性,这些运维企业也只关注当年的发电量,不能形成针对机组的长效运维解决方案。有些企业缺乏长远规划,对提高设备运维水平所需的软、硬件投入不足。运维新技术、新工艺等自主研发力量薄弱,处理设备瑕疵的方式粗放,这些都可能造成隐性成本的增加。
  
  人才缺乏,流失大。由于风电涉及多项学科,一线运维人员要具备一定的理论和实操技能,加上环境艰苦,工作辛苦,工资不高,危险系数高,因此,一线人员的流动率比较高。北京优利康达新能源培训学院院长张军辉向记者说,“大概算来,工程师们在一线维护风电机组的时间只有五年左右,有的人干两三年,有的甚至半年就不干了。年轻人在遇到家庭问题或者难以提升等情况下,很难坚持下去。”基层运维人员的年流失率近20%,加上每年新增装机容量庞大,形成巨大的人员需求缺口;在高端运维领域,则缺少对机组有深刻理解的领军人才、跨行业人才。
  
  ·完备运维体系,为运维降本提效
  
  “未来风电上网电价将继续下降,在机组成本和风电建设成本没有太多压缩空间的情况下,我们要深耕风电后市场,通过降低运维成本,进一步降低度电成本,这是保持企业盈利能力、提高风电竞争力的重要一点。”中国农业机械工业协会风力机械分会理事长杨校生曾指出。
  
  专攻术业,多元化服务融合。事实上,后市场运维主体之间存在着既竞争,又合作的关系。在数据共享、备件联储、区域化运维、信息化平台融合等方面可以实现优势互补。成和祥建议,由行业协会、开发商统筹协调整个行业资源,联合整机商和第三方企业建立健康的生态圈;整机商轻资产化、专业化,开放一些非核心的关键技术,不储备庞大的后市场劳动密集型团队,专注于设计、制造、主控等核心技术;第三方企业摒弃大而全的思路,走高端专业化运维路线,如齿轮箱、叶片、变频器、大部件再制造等,通过生态圈实现规范市场、互利互惠、优势共享,通过提供优质运维服务进行降本。
  
  岳俊红表示,未来三方共存将是一个长期的过程,也符合中国的国情。将低端和高端工作转让给运维服务商,是将来一段时间的主要运行模式。同时,对外委工作要加强管理,将外委人员与运营商现场运维人员统一编组,边运维边监管,这样既解决运营商人员不足的问题,又能保障运维质量和运维安全;严格第三方资质和人员水平的要求,包括技术的要求,管理水平、业绩和诚信及装备的要求等。无论是哪一方运维,都要致力于形成长效的运维解决方案。用北京协合运维风电公司市场总监凌云的话来说就是,“要定位于自己是作保姆还是管家,而着眼于长期运维市场,至少要干十几年甚至是一辈子,才能为业主方创造更大的价值。”
  
  自动消防是多方服务融合的典型案例。据刘昊介绍,自动消防是从其他领域引入风电的成熟技术,第三方产品制造方通过与整机设计方、开发商共同合作,将消防侧的监测信息,如温度、烟雾等信号检测集成到风电机组的SCADA监控系统中,能够主动检测分析并控制灭火控制器,再结合视频监控系统,做到火情信号的智能诊断、灭火信号的自动控制。加强预防性维护,探索解决备件问题。未来的发展趋势是利用信息化,创建风电场全生命周期的运维服务解决方案,从被动维护向统筹性主动维护转变。针对机组的缺陷进行定制化,或有计划的个性化运维。通过设备检测,合理规划好运维的时间、路线、任务、备件、人员、专家库支持、信息化辅助等。按照标准化步骤,根据提示,完成运维任务。
  
  针对风电运维中的备件问题,成和祥建议,一是利用信息化手段与整机商、备件商共同建立“联合储备机制”,运用互联网思维提高运维效率。二是联合整机商和第三方企业进行技术攻关,找出设计参数,进行替代性尝试。三是呼吁行业主管部门和协会,建立风电机组研发指引,规范机组相关设计和研发,减少非标件。四是对于早期老旧场站研究制定相关等容量替代政策。面对广阔的市场,除了技术本身之外,企业还要针对平价、竞价上网,运用标准化、信息化做集约化、专业化尝试和探索。
  
  多方位建立集中化区域运维。集中化区域运维是将风电场的数据集中到一个区域的数据中心进行监控,并相应地延伸到为风电场投资商提供数据服务,例如风功率预测、故障预警、微观选址分析、智慧运维分析等工作。国内大型发电集团多数已经根据装机情况建立了自己的数字化风电场运营管理平台。例如,中广核通过建设区域集控中心,运行值班向安全监管、运行监控、检修监管、数据分析与技术支持转变;建设区域检修中心,让现场人员能够从风电场解放出来,通过集约化的方式集中检修,提升检修效率,降低人工成本。在特许权大型风电基地的开发中,政府已经在尝试针对不同投资公司的风电机组建设统一的升压站和监控中心来进行运维。投产后的运维都交由集中监控服务中心负责,一些小规模风电项目投资商或者分散式风电项目开发商将不会因顾虑投产后的维护问题而制约开发和建设的进度。
  
  加强智能化运维。智慧运维平台成为风电全产业链市场中的重要组成部分。尤其是海上风电面临的是更加恶劣的环境、更高运维难度、更短作业窗口期、更高费用的维护方式。明阳智慧能源集团股份公司海上工程运维部副总监李永战向记者表示,在海上风电项目中,需要对风电机组的重要部件进行更深入的智能化状态监测,例如发电机绝缘电阻监测、齿轮箱润滑油在线监测、叶片状态监测、塔筒应力及倾斜监测、基础沉降监测等,同时需要智能化运维平台将多种监测数据进行多源融合,通过大数据对机组故障进行系统性分析,找到根本原因,提前预警。
  
  “这迫切需要将底层的智能化平台基础打牢,让数据质量符合各种应用的需求,让海上风电、分散式风电能够在新的网络下更广泛、更安全地无障碍接入,使系统具有更广泛的开放性,能够集成更多不同部件的智能化手段,从而形成数字化运维的闭环。”北京岳能科技股份有限公司总经理朱永峰向记者强调。
  
  安排长期人才培养与储备策略。人才断层将带来相当大的隐性成本,要及早安排长期人才培养与储备策略。由北京优利康达科技有限公司牵头起草的《风力发电机组运行维护人员技能评价》标准将于今年5 月实施,张军辉表示,这使得对运维人员工作经验的判定有了依据,年轻人能清晰地看到自己在行业中的成长空间和上升通道,随着经验的积累和技能水平的提高,相应的薪资待遇也会提升,为行业留住人才起到积极的作用。此外,多位受访者表示,需要建立校企定向培养机制,培养本地人才,多方位提升人员的归属感、凝聚力。同时,应当更多地吸引IT、大数据等跨学科专业人才加入风电行业,以便提高风电的智能化、自动化水平。
  
  我国风电起步较晚,工业制造水平也落后于世界发达国家,相较于欧美风电技术发达、风电设备运维成熟的国家,我国在设备维护、智能化、精益管理等方面还存在一定差距,缺乏系统的、具有预见性的设备管理和完备的运维体系。这些体系的建设需要故障数据样本的收集、模型的开发、模式的创新、经验的积累,也需要人力和财力上的投入。任何一个环节出现短板,都可能使运维质量与效率大打折扣。维斯塔斯在中国的装机容量超过700万千瓦,出质保期的大约有一半,但运维人员不到200人。除了现场运维,该公司的数据中心还存储着相当可观的历史数据,可以预测和分析诊断风电机组的各项指标、物流、以及培训等,形成一套比较完备的数字化运维体系。“各项服务链有效连接,能够做到快速响应,实现端对端的标准化指导,尽可能多地节省人力成本。
  
  以往每年两次的定检,已经可以减少到一次;通过不断优化智能化产品,运维人员每次现场工作的时长也在减少,同时,也尽可能多地减少各种报表填报,争取让现场运维人员下了机组就能直接回家。”维斯塔斯运维服务业务高级经理刘永洪表示,“不过,高端服务技术底层的基础工作必须做扎实,只有做好日常的工作,数字化、智能化的手段才能显现价值。”
  
  2015 年,维斯塔斯通过收购第三方运维公司Upwind,使其运维业务占比迅速超越机组销售;2018年,维斯塔斯耗资1亿美元,收购了美国IBM旗下以能源分析着称的软件公司UtopusInsights,更加强了其数字化分析诊断能力。2018年,维斯塔斯的机组运维收入接近129亿元人民币,利润率达25%,资源融合带来了整体收益的保障。
  
  “一方面,我们要进行有效的投入;另一方面,前期无效的结果显现出来,也会倒逼企业不断改进。我们梦想着风电领域也能出院士。”一位受访人的表述代表了风电运维者的心声。
 
关键词: 风电运维 风电机组
 

 
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