華潤電力控股有限公司主任師田鵬輝：《風電葉片運營風險與挑戰》

 

　　以下為演講實錄：

 

　　首先非常感謝主辦方能給我這個機會與大家一起交流關于華潤電力在風電葉片運維的一些思考。我的題目是《風電葉片運營風險與挑戰》。

 

　　首先簡單介紹一下華潤電力。它是一個香港上市公司，業務涉及風電、火電、水電、光伏發電、分布式能源、售電以及智慧能源、煤炭等領域。我們與其他公司管理不一樣的地方在于我們是分布式的管理，所以我們沒有把風電或者是光伏單獨地從運營管理體系脫離出來，我們的水電、火電都是同一個管理體系。我們的業務結構煤電占79.6%，清潔能源占20.4%。其中風電占18.2%。

 

　　截止到今年8月，我們公司現有風電裝機824萬千瓦，已運營風電場共計87個，光伏48.8萬千瓦，已運營光伏電項目23個；裝機品牌較多差價就有14個整機廠家67個機型；葉片廠家現在有15個葉片廠商，80余種葉片型號。光80多種葉片型號就讓我們很頭疼。

 

　　在發電企業我們是怎么看運營的呢？首先我們是從資產管理的角度來講，葉片作為風機的大部件是至關重要的，在資產管理上我們風險的管控、備件管理、成本核算以及提質增效都做了相關工作。其中特別是風險管控，我們每年會去做保險的路演，大機構就承保，但是我們的承保要去做商業落地，我們大故障比例以及我們的維護成本都會在商業保險的時候有直接的體現。做好檢修以及缺陷故障的管理還有在線的預警診斷技術。第二個是備件管理，葉片作為設計壽命20年，為何會有備件呢？大家知道葉片的故障發生率確實比較高，我有80多種型號葉片，我不可能每一種都儲存葉片，現在和各大主機廠談這么一個體系。成本的核算，我們在運營的角度來講，我們會有一個盈虧平衡點應該是什么地方？技改的投入應該是多少？提質增效也就是對于我們資產的優化，我們也開展一些相關的工作，當然與行業有技術、有產值的大公司談一些合作。

 

　　我談一下葉片運營的風險。這是我自己大概梳理的一下這十年我自己看待葉片風險的各個環節，當然遠遠不止這些，但是這些都是我實際遇到的一些案例，包括原材料、性能不達標、包括設計選型存在問題，當然這兩個話題在座都是運營商的上游，肯定更有話語權，我就不再贅述。

 

　　制造工藝這一塊我想特別強調，葉片褶皺和缺膠是兩大殺手锏，我們身受其害，我們發現大部件尤其是葉片隨著運營年限的增長，故障和更換的比例逐年攀升，可以毫不夸張地講，如果這個公司承擔能力小的話他就直接倒閉，這確實是很害怕的一個事情，我們也非常頭疼。這個就是我們在事故發生之后的現象，關于前面專家所提到的褶皺，包括缺膠，主梁和后緣的缺膠都很厲害。

 

　　第二個是維修市場，前面聽到專家的很精彩的演講，也非常高興大家能夠認識到這些問題，當然我們在過程中也發現一些問題希望和各位一起來探討。這個案例是在風場運營的機組，是在維修一個月之后我們去檢查發現這個有問題，這就是主梁上面的褶皺，當時他發現裂紋去修補的，修補之后發現這個地方修得不好，你趕緊去處理，我還在現場，我就把這個信息傳達給他們我們就走了，后來這個葉片過了半個月就折了，為什么？因為維護人員去找到維護單位說你趕緊給我處理，維護單位現場的人員他去一看說這個沒問題，你先等一等我先把那個修完再處理那個，結果半個月這個折了。這個反映什么問題呢？就是現場的服務人員的技能還沒有達到一定的水平。所以我們做運維，剛才有個專家講得很好，我們要定位科技型的服務企業，我們不要做發電的農民，我們要做發電的商人。所以透過這個事件，目前的后服務市場人員技能的水平是很參差不齊的。第二個例子我們做葉片維修，維修之后這個涂層就掉了，我們發現材料配比不演進、材料的儲存不規范、維修工藝不標準，當時為了這個項目出了很詳細的維修方案，包括我的材料的選用、我的維修工藝，包括我的涂層的厚度都有詳細的規定，但是現場沒有執行，這就是一周之后現場發現。這個是葉片的覆冰，這不是出現在葉片最嚴重的時候，結冰太嚴重了基本自動停機處理了，但是最危險的是它在運行的時候。從主機廠反映說你要發電不讓我停機，我不發電干什么呢，要我停機，他你告訴我停機的邊界在哪里？難道一下去就停機嗎？顯然不可能，所以你要告訴我停機的邊界在什么地方？所以我們對一些運營的細節處理可能還需要更進一步的研究。另外疲勞損傷可能不在結冰的時候，有可能是結冰之后出現的內在的損傷，可能在下面大風季節來的時候會爆發出來。

 

　　此外，這個是選址的問題，確實我們在選址的有高邊坡的下面、大入流角、高湍流以及小于1.5D的間距。這是一個山地風場，其實我們跑了很多的風場，多數的風場多少存在類似的現象，比如高邊坡的現象，我一去山上去開挖，修路的成本特別大，所以葉尖到地面的這個距離大于10米，在你施工的時候就要特別注意，尤其是主機商或者是部件供應商也應該意識到這樣的問題，應該提示這樣的風險。還有大入流角，很多時候我們在做選址評估的時候，入流角是怎么做的呢？他算的是平均入流角，但是我們有一個主導風向，除了主導風向還有其他山區它的入流角可能不是平均值，你的入流角可以平均，你的疲勞損傷可以平均嗎？所以在軟件計算的時候前期會存在一些現象。以及湍流我們算的有效湍流，最新的有一個渦輪指數，之前的版本都是M取10，這是我們規范里面葉片M取10，但是最新版的標準這個值可以自定義，所以尤其作為部件商來講或者是主機商來講你去測有效湍流的時候你就問你的M取1還是10？這樣的問題都會間接地在后續運營過程中反映出來。我們的部件安全設計是有一定的安全系數，沒有問題，但是你的安全系數是基于特定的載荷，你的特定載荷是有邊界的，如果你的邊界發生變化，那么你特定的載荷肯定也會發生變化，那你的安全系數是不是也跟著變了？所以這是從前到尾是一環扣一環的。這些現象在前期的時候，我們建設的時候，大家都說沒問題，可以承受，然后出了問題的時候又反過來說這個坡這么抖，坡的變化這么快，這肯定不行，那前期的時候我們干什么呢？所以在前期和后期我們應該有一個信息的互通，我們才能夠避免后期運營發生的風險。

 

　　葉片所面臨的挑戰。我們嘗試去給葉片的表面的涂層做一個精細化的維修，這是一個很好的風場，這個風場運行20年，已經退役了，在退役的前5年這個葉片損傷比較嚴重，尤其是腐蝕，那我們這個腐蝕做得很詳細的一套方案，為了這套方案我們在現場去做監督，反反復復做了三次，最后評估出來這個發電量確實比以前提升5%，這是我們評估出來的結果，但是這個項目管理難度太大了，大在什么地方？大在我們現場對于售后的維護的管理、執行方面的細節，發電企業不可能在每一個場站特別是對于特定的部件、特定的專業人員去做監督，這個純粹是靠行業的自律以及行業的技能水平來保障這個設備的穩定安全運行，我們的理解是對于這樣的管理難度太大。結果這個事情我們又同樣在運營了7年的風場做了葉片前緣的修復，嘗試去找到這個葉片前緣腐蝕的發電量有沒有什么影響，因為我們知道前緣的腐蝕一定程度上是可以，我不可能因為你前緣有一點點腐蝕，三天兩天給你做維修，那我做維修，我什么時候修是最好的？經濟性是最高的？對于這一項我們就對葉片表面進行清潔，對前緣涂層修復處理發現發電量大概是0.5%的發電量的提升。工時是普通的葉片維修的起碼3倍的時間，還有就是管理比較難，第二個是對于這種電量的提升，其實量化評估遠遠沒有那么精準，我們所說的提升多少，其實是基于我們的風機的數據來做的大數據的評估，但是我們知道我們的風速儀是正負0.3米每秒，那么評估出來百分之零點幾電量提升是很難的，所以評估難度越大，存在一定的不確定性。

 

　　另外嘗試做一些提質增效，葉片延長、氣動優化。葉片延長確實是提高風機發電量最有效的手段，也是最直接的，我們認為這個是可行的，尤其是對于很老的風場，由于機型和葉輪直徑就這么大，有可能會有一定的提升，我本來可以裝一個93的，結果我裝了87的機型，那么我這個機型的選擇和項目場址不太匹配，我可以去做，但是做這個最大問題就是我們怎么保證這個可靠性？這個可靠性的提升是有什么標準和規范？我覺得這個是行業里面比較頭痛的事情，大家都認為葉片延長是很好的方式，但是我們在評估的時候，我們做安全風險的評估，但是沒法評估安全的可靠性。很多的安全可靠性不是基于第三方的評估結果以及對整機廠家信賴的程度去做的判斷，發電企業沒有這么專業人員去給你做系統性的評估，它也沒有這個平臺，所以我們也希望類似這樣的現象有專業的第三方能夠去詳細地規范然后進行評判。

 

　　關于葉片在線的診斷。大家知道風機里面油品可以化驗，那么我們葉片是唯一在整機上是裸奔的部件，沒有在線的監測手段，很多時候都是依靠人員直接去落地巡檢，去做一些判斷，但是發電企業的人員技能是有限的，他未必能夠判斷出來這個葉片的一些風險和一些隱患。所以我們發現在嘗試其他的方式比如說無人機，我們發現無人機去巡檢問題就是對于飛手要求太高，我們曾經買過一些無人機，但是這個操作人員操作兩次不敢去操作的，摔壞了一臺，所以不利于去普及。對于故障完全可以通過視頻的方式去做一些監測，第二對于一些大的結構性的損傷我們可以做一些在線的比如通過無論是振動也好，我想這個系統必須具備幾個特點：第一個準確性高，如果你這個系統有3次誤報，第4次絕對不會有人去看，所以第一個準確性要非常高；第二個性能可靠性高，不增加運維人員額外過多的檢修工作，如果三天兩頭去處理你這個系統故障，那就比較麻煩；第三個就是擴展功能強，能夠集成到風電信息化平臺中，因為我不可能為了一套服務器去搞一個平臺。

 

　　葉片除/防冰技術的批量應用，中國的地區結冰的程度結冰時間長，結冰周期大概也是半個月，這半個月的電量損失再考慮投資成本。我們理想的葉片除冰系統可靠性高：低雷擊風險，易于維護和操作；除冰效率高：盡可能的追蹤最大凈功率輸出，我們除冰系統什么時候啟動？是一結冰就啟動？這個需要比較系統化的探討；成本低廉。

 

　　這是葉片備件供應體系的建設。我們有80幾個型號，我們非常愿意也非常希望與各個業主和主機廠家能夠聯合做一些備件的聯儲聯備的工作，只要我們把這個工作擴大化，因為我們畢竟裝機量有限，擴大化以后才能夠盡可能實現規模效應，然后把我們的備件準備好，因為我們現在馬上面臨的問題，有一些葉片壞了之后都找不到對應的廠商，都是二級市場去收集信息然后去找。

 

　　以上就是我今天和大家分享的內容，謝謝大家。

 

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