全球風電機組市場及運營管理指標

威斯塔斯是一家專注于研究、設計、制造和提供全球能源發(fā)電解決方案的公司。它在13個國家擁有分支機構。世界上65個國家已經(jīng)使用了10多年的風力發(fā)電系統(tǒng)，市場份額一直是最好的。維斯塔斯從1986年在山東榮城為中國第一個風電場提供了3臺V15-55kW風機以來，截至2009年，維斯塔斯中國的風電機組已經(jīng)銷售并安裝在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、黑龍江、河北、遼寧、山東、江蘇、浙江、福建和廣東等13個省（自治區(qū)）。維斯塔斯風電機組在中國累計裝機容量如圖1所示。維斯塔斯在中國提供各種類型的服務，所有的服務都是圍繞著風電機組可靠性這個目標。維斯塔斯中國年度監(jiān)控風機的數(shù)量如表1所示。維斯塔斯中國監(jiān)控的風機的可利用率狀況如表2所示。以可靠性為中心的運維系統(tǒng)應包括以下幾個方面：1）糾正性維護：主要是針對小問題，非關鍵性問題，以及沒有聯(lián)鎖反應的故障。通過這種糾正性的維護可以對有故障趨勢的問題進行有針對性的診察。2）預防性維護：主要針對磨損性故障，定期進行易耗品更換，對已知故障模式進行跟蹤監(jiān)測。3）狀態(tài)監(jiān)控為基礎的維護：主要針對隨機故障模式，非磨損性故障以及運行中出現(xiàn)的隨機故障。通過狀態(tài)監(jiān)控，制訂更有針對性的解決方案。4）預知性維護：對失效根源進行分析，對風電機組全生命周期狀態(tài)進行跟蹤研究，對失效模式分析并且研究相應的技術解決方案。還有結合機組特定的運行特征進行技術升級改造以保證和提高機組的運行效率。在風電機組運營管理方面，維斯塔斯針對以可靠性為中心的運維系統(tǒng)的各個方面設立了風電機組運行相關的管理指標。這些指標的定義不但為提高風電機組運行可靠性和優(yōu)化風電機組提供了依據(jù)和指導，并且通過科學規(guī)范的風電場運行及管理模式，有效地對風電機組施行預見性維護與維修，減少維護運營成本，加快客戶的投資回報速度，為客戶最大限度地創(chuàng)造價值。下面就幾個關鍵運行指標進行簡單描述。1電、電、能源機組可靠性評價指標的概念1.1風電機組可利用率報告衡量風電機組的在線運行能力，通常采用與用戶共同認可的95%的可利用率指標。該指標可以反映風電機組的可靠性和運維人員的能力：風電機組停機快速反應，及時處理故障，減少停機時間。不同于合同可利用率，VESTAS通過鏡像數(shù)據(jù)進行可利用率管理。風電場的每個風電機組在任何給定周期的測量平均可利用率計算公式如下可利用率=TA/TCT×100%TA：風電機組可利用時間，是指在任何指定周期內(nèi)風電機組運行、或具備運行條件且可以運行的由風電機組控制器統(tǒng)計的累計小時數(shù)。TCT：指計算周期內(nèi)以小時計的全部日歷時間（例如，按年計算的TCT=8760h)把風電機組的每個10min運行或停機狀態(tài)進行分類整理（如表3所示），然后歸納總結，形成精確的具有分析價值的可利用率報告。細分風電機組的停機類別，用于挖掘影響風電場運營的主要因素并采取措施。如圖2所示。通過上述的分類分析，不難看出風電機組的停機原因。這樣就可以更有效地控制和主動管理風電機組的發(fā)電量。1.2運維質(zhì)量指標MTBI可以衡量機組的平均訪問間隔時間，理想的指標為平均60天訪問一次（如圖3所示）。該指標可以反映風電機組本身的可靠性和運維質(zhì)量：保證風電機組定期維護按時進行，沒有遺漏；保證風電機組服務計劃安排合理；風電機組故障處理徹底，沒有反復重復排故的現(xiàn)象，工作效率高。1.3損失負荷管理衡量實際發(fā)電量或損失發(fā)電量同可能發(fā)電量的百分數(shù)。該指標的意義：停機時間與風速關聯(lián)，計算發(fā)電量損失，按影響發(fā)電量的大小分析停機原因；風電機組故障處理徹底，避免重復發(fā)生；計劃安排結合風況預報，動態(tài)可調(diào)；工作安排在低風速時段，消除大風條件下的停機隱患。損失發(fā)電量管理的關鍵在于：最大可能地使風電機組保持有風運行；找出大風停機的影響因素；故障的徹底解決，避免重復發(fā)生；高質(zhì)量的常規(guī)服務；分析風數(shù)據(jù)，熟悉變化規(guī)律；工作計劃結合預測的風速趨勢；正確評估，調(diào)整發(fā)電量指標。管理目標：盡一切可能讓風機在有風的時候保持正常運行，進而得到更多的發(fā)電量。從圖4可以看出發(fā)電量損失百分比越低，表明該風電場風電機組的產(chǎn)能得到合理的管理。2實驗發(fā)電規(guī)模下面僅就風電場可利用率一項性能指標進行簡單的收益計算。案例：以某公司內(nèi)蒙古30MW風場為例。兩年內(nèi)統(tǒng)計發(fā)電量按月數(shù)據(jù)如表4所示。該風電場實際可利用率高達99.68%。內(nèi)蒙古地區(qū)上網(wǎng)電價為0.51元/kW·h。以合同約定的95%可利用率為基礎進行計算，可以發(fā)現(xiàn)，該風電場兩年期間發(fā)電收入為101249742.57元人民幣，兩年內(nèi)額外為用戶盈利：4753699.80元人民幣?？梢婏L電機組的可靠性及可利用率對風電場收益的影響。3提高供電設備運行的可靠性措施和方案鑒于上述實例分析和具體特點，總結提高風電機組運行可靠性的措施和解決方案如下。3.1風電機組的維護與運行培訓風電場的服務及管理人員應具備下列資質(zhì)：健康證明、職業(yè)病檢查證明，急救培訓、心肺復蘇術；有效的人身、意外保險；適合風機（帶電及高空作業(yè)）工作的陳述；高空救援培訓；攀爬培訓；電工、機械員資格認證；救火培訓；風電行業(yè)工作經(jīng)驗等。另外，為了保證風電機組的維護質(zhì)量，必須通過相關風電機組維修知識和技能培訓。培訓內(nèi)容包括：風電機組基礎知識；風電機組主要部件工作原理；風電機組控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)以及風電機組的維護和運行培訓。精良的服務團隊是風電機組可靠性的保障。只有這樣的團隊才能保證有預見性的維護風電機組，為用戶帶來額外的經(jīng)濟效益。3.2定期維護的安排現(xiàn)場服務工作應至少分為3類：定期維護，排故，技術升級改造。針對這3類工作，應該有不同周期的計劃以及計劃調(diào)整。對于定期維護應該結合歷史氣象統(tǒng)計，制定52周的工作計劃，盡量把定期維護安排到風小的期間完成。這樣既保證了定期維護的質(zhì)量，又能使風電機組在風好的季節(jié)盡量多的發(fā)電。另外對于故障排除與技術升級改造類的工作，應該盡量與風電機組的定期維護捆綁進行。這樣不但可以提高工作效率，還可以減少停機次數(shù)，提高發(fā)電量。3.3關注于海上風電機組的提效技術，及時關注，及時校驗為了保證風場運行穩(wěn)定性，現(xiàn)場需要根據(jù)同類機型的經(jīng)驗，在現(xiàn)場準備安全庫存量的備品備件，借以減少由于備件的短缺所造成的風電機組停機，造成發(fā)電量損失等一系列問題。另外現(xiàn)場的工具需要定期檢查及時校驗。未經(jīng)校驗的工具不得在定期維護或者排故中使用，一方面會潛在危害到使用者的安全，更重要的是未經(jīng)校驗的工具無法滿足運行維護手冊的要求，或者不能達到手冊所需要的力矩值，這將為風電機組的安全運行帶來很大的隱患。3.4風電機組運行效率的確定定期維護絕非簡單的打掃衛(wèi)生或者緊固螺栓。定期維護的項目一定是經(jīng)過全球同類機群的論證及大量的實踐檢驗由研發(fā)部門設計審定的。定期維護的質(zhì)量直接關系到：減少機械部件的磨損，降低故障發(fā)生幾率，提高風電機組運行效率，優(yōu)化產(chǎn)出，及早發(fā)現(xiàn)安全隱患以及提供一個更好的結合風電機組狀況制訂服務方案的依據(jù)。定期維護的重點項目如表5所示。綜上所述，風力發(fā)電機組的可靠性對于風電場運營商來說至關重要。而從風力發(fā)電機組的選型，到風