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北京天润新能贾世政:如何依托技术和管理创新提升风电场发电的可靠性?

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-22  浏览次数:356  
核心提示:北京天润新能投资有限公司资产管理中心副总监贾世政出席会议并发表了题为“依托技术和管理创新提升风电场发电的可靠性——以天润某区域为例”的主旨演讲。
  12月21日-22日,由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。
  
  北京天润新能投资有限公司资产管理中心副总监贾世政出席会议并发表了题为“依托技术和管理创新提升风电场发电的可靠性——以天润某区域为例”的主旨演讲。
  
  以下为发言内容:
  
  贾世政:感谢主办方的邀请,来参与质量和可靠性的论坛。下午大家刚开始可能有点瞌睡,关于运维这块儿也是比较枯燥。还是希望在今天这个论坛过程中,能跟大家针对天润这几年,在可靠性管理方面的一些想法,以及一些具体的措施,能跟咱们业内同行做一个分享。
  
  今天我的演讲大概分成三个部分,第一个,对天润做了一个简介。第二个,我们对可靠性怎么认知的,基于我们认知做了哪些事情。天润是业内并不算是非常新的发电企业,所以说我想在这儿给大家做一个简单的分享。
  
  天润公司是建立于2007年,重点想做风电的投资开发这些业务。随着天润的推进,到了2009年以后开始逐渐进入了经营,风电场的经营,天润真正发电这块儿的业务起步,是在2009年。现在我们公司整个战略是希望打造一流的清洁能源服务共享平台,有四个分公司,呼和浩特、南京、成都、乌鲁木齐。主要做资产管理的人员总共124个人,我们目前,截止到今年11月底,我们的规模是达到了413万,按照人效来说在3.3万千瓦一个人,人效比还是相对比较高的。
  
  下面转到这次论坛的主要议题,我们想谈谈对于可靠性的主要认知,可靠性的定义都是产品在规定条件下一级规定时间内,完成规定的功能,作为一个发电商的角度来说,除了关注元器件的寿命,元器件的老化情况,他更多是关注发电系统到底给业主,或者给发电商带来多少价值和效益。基于此,对于可靠性这块儿来说,我们一直秉承的一个是应发能发,什么概念,就像可靠性指标一样,基于时间计算的指标更多一些。因为他基于时间计算,更希望我们能够可利用的时间更长,这也是我们作为发电商关注的一部分。除此之外,我们更希望在能量上面更多利用风能,能够获得更多的发电量,所以这里面我们关注的,第二个就是我们能量效的问题,在能量的可利用率方面也能够做一些更多的深入,所以基于此,对于发电商来说,包括调整检修时间,包括调整运行策略,他都是基于能量方面的考虑。所以我们希望除了在时间的可靠性考虑问题以外,还希望在能量的角度更多考虑可靠性的问题。
  
  我看这次论坛里面也有很多设备供应商,包括元器件供应商。但是对于我们发电这块儿,除了要关注设备方面的问题以外,更希望把发电厂整个系统连在一起看,对于一个发电厂来说,并不仅仅就是有咱们的风机设备,还有输电线路,比如针对风电场来说,SVG,集电线路也是经常出问题的点。从发电角度来说,对于风机供应商,风机是一个系统,但是对于我们来说风机的设备。不管是设备的可靠性,还是系统的可靠性,更多要从技术管理两个层面串起来,能够提升我们风电场的指标。
  
  下面我们想谈一谈,基于刚才我们对可靠性的认知,我们在可靠性方面,我们做了哪些方面的工作,以及他呈现出来什么成果。这个是我们历年风机可利用率和风电场可利用率的结果。对于我们利益系统来说,可利用率指标依然是他最核心的关键指标环节,而且在这里面,我们除了有风机可利用率以外,更多的引入了风电场的可利用率,除了风机可利用以外,除此之外还要关键输变电设备给我们风机造成的停运时间。所以风电场可利用率比风机可利用率低一些。2017年我们风电场可利用率达到了99.41。
  
  关于指标这块儿,我们从2015年和2016年两年,参加了相关的对标。从这几次的对标来看,特别在可利用率指标上,我们在31个相对来说比较大的风电运营商,把他们参与到周边对标的企业,平均可利用率的水平拿出来比较,天润的可利用率相对来说有限的,行业的水平也在逐年增高,通过对标的企业,达到了99.52%。而且这两年,整个来说一般情况下,咱们参与对标的获奖率,一般情况下在23%,22%左右,天润通过这两年的对标基本上在52%、55%的水平,而且相对来说一二三等奖,我们的中奖比率也是比较高的。
  
  基于这个,后面转到我们今天可靠性提升方面,就像刚刚主持人提到的,我们认为可靠性,必须要通过管理和技术两个层面,共同的提升我们的可靠性能力。刚才我也说了,我们的可靠性并不仅仅是可用时间的提升,我们关注可靠性这块儿,还关注能量可用。下面针对管理和技术方面的措施跟大家做分享,首先按照全寿命周期的理念来说,就像刚刚说的,我们的可靠性并不是说只是后端生产,后端的运维产生的可靠性。其实我们所有可靠性都是应该说是设计出来的,然后运行后面保障出来的。基于此,我们在设计阶段,在公司内部一般都会从接收系统,初设这个过程中,后期运行管理人员,就已经介入到相关评审,希望通过评审过程中,把后期生产过程中遇到的问题,能够在我们工程的设计过程中,把他改善,比如说浮冰的情况,哪些地方气象条件浮冰情况相对比较严重,再就是有些地方雷电比较多,在防雷措施方面做一些改进等等。在这些方面,在设计方面我们都可以提出建议。
  
  另外在设计选型方面,基于环境情况,以及电网要求,包括安全的要求,我们也会在设备选型方面提出相关要求。我们在工程验收方面,比较注重启动前的验收。我们会针对每一种设备,详细的作业指导书的标准,按照作业指导书的要求进行严格的验收。另外在我们的生产运行阶段,更多的我们强调故障的响应,以及措施进行相关的工作。
  
  基于上面说的,在管理方面,更多的是先构建我们的指标管理体系,指标管理体系一样分成两个层面。第一个风电场时间的可利用率相关的指标,另外就是能量可利用率相关指标。基于这个,我们把他分成了输变电设备和风机两个维度,进行了架构的搭设,同时针对这个指标体系管控我们的生产运维工作。同时刚才说了这么多的指标,包括情况,所有这些指标的信息,必须要依托相关的信息化的系统,才能把数据真正的抓回来,否则的话,我们谈的一些指标,等我们看到这个指标有问题的时候,可能已经滞后于现场的很多时间了。基于此,我们在这个过程中开始着手,在一些区域开始建设我们的疾控系统,以及资产管理系统。
  
  疾控主要是在新疆和太原,分别在华北分公司和西北分公司建设疾控中心。这两个疾控中心核心任务其实第一个是监控,也就是能够实时的掌握咱们现场的设计运行工况,起到少人值守的作用,另外更希望他成为一个数据接入的节点,为我们数据中心提供数据支撑。这个系统承载的更多的是人机之间如何解读对话功能,所以在这个系统里面,更多是一些业务流程,以及物料管理,包括缺陷,故障等等这些方面,和人,和机之间的管理方面内容,所以我们是基于疾控和管理系统来共同支撑运维的模式。在这两个系统支撑下,我们现在正在朝着集中运行和区域化检修方式进行后续的资产管理工作。
  
  这是整个的系统构架,底下有疾控,同时有资产管理系统,最终形成数据中心,我们是想在数据中心的基础上,加载一些相关的分析模块,包括我们集团也在做的故障预警,状态检修,指标分析,性能提升的子模块,会夹杂在数据中心之上,最终也能实现数据化服务的能力。
  
  这个就是我们刚才说的,我们数据中心能够展现出来的东西,这是其中的一个界面,在这个界面下可以看到我们的故障次数,包括这一行,是我们所有公司分析的状态情况,都可以在这个数据上可以看到。同时包括数据预警,数据分析等等,都会在这上面可以体现。另外就是我们检修的标准优化工作,我们检修标准优化,为什么做这个优化工作呢?是因为我们在检修的时候,大家都知道,一年检修,咱们在现场可能有巡检四次,另外还有半年一检,全年一检。通过我们针对不同的检修项目和元器件不同的故障频率,我们是不是可以把他分解一下,是不是不需要这么频繁,否则这样一年大大小小检修次数就会有六次,基于此,我们把检修相关的作业手册,所有标准,包括巡检标准,半年检的标准,全年检的标准,对所有的检修项分类。一个人员安全类,机械安全,电工安全类,机组的性能,分成这四类指标。基于这四类指标,我们把他的时间要求和检修标准,检修质量要求进行重新分类。所以我们现在目前来说,把他分成基本上一年大概做了两次检修,第一次是半年巡检和全年的定期保养检修,主要分成了这两次,六次大大小小的检修变成了两次。这是首先我们针对标准梳理以后做的工作。
  
  这是我们检修情况的对比表,原先我们巡检14次,半年检是一次,全年检一次,现在优化成两次。另外通过这个,我们获得的经济效益情况。我们不光是针对检修大的次数减少,同时对检修项目也进行了合并和缩减,每台风机,停机时间减少30%以上,单台机组运营成本也有所减低,在我们区域已经开展两次检修,另外运维人员处理故障的时候,我们在要求的过程中,做临时性的巡检。这是我们检修后和检修前的可利用率指标的对比,从去年开始,通过近一年用了这种方式以后,在检修前和检修后,并没有看到我们可利用率指标明显下降,基于此,我们怎么样把这种模式继续延续下去,后期进一步跟踪和评估。另外提升发电量技术上的提升,在我们场里面,现在已经应用了200多万千瓦的装机容量,都在采用这种方式。其实这个也是集团和集团研发一起在开展的一项工作,这个控制器最主要实现几个功能,第一个自校正,另外最大功率追踪自校正,第三个我们的功率柔性控制。这几个策略,针对功率曲线不同的位置,可能会起到不同的作用。比如说偏航背风的自校正,主要是针对中低风速。另外最大功率追踪自校正,功率柔性他提高功率的内容,最主要是使我们这条曲线不至于下塌。他最主要使显得参数是随着当地的环境,他是具有自学习能力的,自我调整,总的来说,经过我们使用后的评估,基本上我们平均效率可以达到1.78%的样子。
  
  另外我们在能量利用率方面,同时也在启用暴风算法方式,暴风算法会在27米风速以后就切出了,风就没法使用了,通过我们载荷的计算,能够降低我们的载荷,虽然在27米以后我们能发电,但是我们把载荷降下来以后依然能让风机继续发电,现在27到31米已经可以发电的风速了,但是需要把这个载荷做适当的调整。
  
  根据我们这个区域的5万千瓦的风电场,会可能增发上百万的电量,这种情况下,大面积大家都切出的时候,有可能他还真的能够把电发出来。另外我们现在做的这个项目,这个技术以前大家也知道,他更多的是加在业根这块儿,我们基本上加到叶尖这儿,如果叶根家的话,会把叶片吊下来,但是在叶尖只需要用吊篮就可以上去工作。发电量效果非常好,基本上可以达到8.5%。而且他引用有激光雷达的介入,他可以通过激光雷达提前感知风速的变化,可以及时做调整,提前做调整。所以在载荷方面,并没有大家想象得那么大,整个载荷并没有太大影响,会有所增加,但是还是在我们安全范围之内。这张曲线图就是整个的情况,另外我们在做的,还有一个风机的无风补偿管理系统,感知电网电压变化,能够及时挖掘风机控制容量,做系统的补偿工作,减少SVG的负担,因为SVG这样的设备,电力电子设备,大家在现场都知道,这种设备其实他的耗电非常大,另外他的故障率非常高,基于此,我们用风机,让SVG少处理,可以降低SVG的故障率,同时减少厂用电。这是我们现在做的工作,基本上在节电方面,基本上每年节省到70-100万电量的水平。
  
  另外我们在做的,现在做的故障预警的内容,故障预警,必须要有积累风机的知识经验,同时基于故障认识,能够找到故障背后的机理,通过这些工作的机理,能够形成我们数据的算法,经过这种方式,不断的去到一些试点的地方跑,跑的时候经过不断的迭代,最终形成风机的预警模型,更多的预警模型的加入,其实就是我们健康管理很重要的部分。最近除了集团在做以外,我们结合现场发现的情况,天润也在做一些预警的工作,这是我们今年做的天润情况,标黑的字是我们现在准确率还比较高的模型,下面的相对来说还需要进一步优化。
  
  我们在现场开始试用无人机叶片巡检内容,通过无人机叶片巡检,我们确实发现了很多问题,在我们验证的区域,甚至有一些雷击,虽然不是很严重,但是潜在微微的有一些点,可能会有一些问题。通过无人机的巡查可以明显的发现的,以前人去巡查的话,不但效果不好而且还费人工。所以无人机我们做的也还是可以给大家介绍一下的,另外在输备电设备方面,风电场现在有四期项目,去年风电场投产以后,一二期投产也是,也是频繁的遭到雷击,一二期四次,在今年开春的时候,我们进行了改造。我们引用了避雷器以后,效果还是非常明显的。通过今年运行,我们觉得改善效果非常明显。以上是在电器方面给大家分享的内容,我今天的分享内容主要就是这些,有一些东西,因为对可靠性也不敢说很深入,但是表达了我们自己企业对可靠性粗浅的认识,以及我们做的相关工作,希望我们做的这些工作,能够给同行有一些帮助和支持,谢谢大家。
 
关键词: 风电场
 
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