山地风电场项目全寿命周期管理探讨

2016-03-15李晋军

工程技术研究 2016年9期

关键词：风场山地风电场

李晋军

（国家电投集团山东新能源有限公司，山东济南 250101）

山地风电场项目全寿命周期管理探讨

李晋军

（国家电投集团山东新能源有限公司，山东济南 250101）

我国陆地可利用风能资源约3亿千瓦，近年来，丰富的风能资源开发出现井喷的发展态势，特别是内陆（山地）风场的大规模开发建设，也让我国的风力发电工程建设取得了长足的发展，创造良好的综合效益。然而目前风电建设存在着诸多的疑难杂症，因此有必要做好风电项目建设管理工作。文章将项目管理的理论和方法运用于风电建设的管理之中，通过对施工管理内容和要素进行分析总结，从项目策划、项目建设、投入运营等方面，全方位阐明如何利用项目全寿命周期管理、全过程跟踪来保证建设项目的质量以及提高项目施工管理的效率以达到高水平的达标投产的目的。

风力发电；项目管理；全寿命周期

从上世纪70年代我国就开始了现代风能发电技术的研究工作，经过初期发展、单机分散研究、示范应用、重点攻关、实际推广、系列化和标准化阶段，我国的风电产业已经得到了长足发展。纵观全国风电项目建设情况我们可以看出，由于风能分布的地区差异等因素，我国的风电产业具有一定的区域差别。内蒙古、新疆、东部沿海是我国风电分布的主要地区。但是近几年内陆省份的风电开发及建设进度在逐步增大，并且大多数为山地风场。通过更多内陆风电场的建设过程我们不难发现，在风机不断增高，叶片不断增长的同时，山地风场的建设施工难度也随之不断增大。因此，要求开发建设单位能够更好的加强项目全过程控制，优化项目建设方案，最大限度地降低成本，提高企业内部收益率，确保可持续发展。文章从目前国内山地风场普遍存在的问题出发，剖析国内山地风电项目开发及建设过程中存在的各类问题，同时提出针对性的建议，供业内人士共同商讨。

1　山地风场存在的主要问题及合理化建议

（1）前期开发管理工作不够严谨。①由于设计单位在计算风电场发电量时，大多采用丹麦WASP软件进行计算分析，而该软件是以欧洲小尺度土地面积建立的数值模型，其湍流闭合参数都是以近地湍流观测实验结果而确定。因此，与我国大幅面地形地表状况相差甚远，其计算结果并不能准确反映实际发电量，这也是导致国内多数风电场实际发电量均比可研报告小的主要原因；②大部分开发单位为了抢占资源，在无法满足规范要求风资源观测必须满足既定测风周期的情况下，设计单位仅利用临近项目现场气象站的天气观测数据订正。但在计算订正过程中，没有考虑气象站临近城市、气候变暖等因素的影响，致使订正后的数据较风场实际数据偏大；③风电场测风塔安装位置不合适，多数测风塔不是安装在地形最高处，就是安装在易于施工的平缓地带，缺乏代表性。同时应该指出，大多数风场地形复杂，切面积较大，安装测风塔数量太少，不能全面反映风电场风资源状况。解决此类问题的最好方法就是开发单位加强项目开发过程中技术管理工作，全面踏勘、实地考察。从风电场选址、可研、发电量计算时，应采取科学、慎重、周密的计算和观测手段，以确保风资源数据的准确性及可靠性。

（2）可研报告中列算的内部收益率较低。内部收益率是开发单位项目投资可望达到的报酬率，当内部收益率大于基准收益率时，该项目是可行的。同时，内部收益率应至少大于银行长期贷款利息，否则项目根本不能偿还贷款。按照正常情况，内部收益率应比长期贷款利息打2%以上，这样才能保证项目能够按期收回成本并能够盈利。综合考虑山地风电项目建设期的成本及在运营期内的不确定因素和风险因素，风电项目基准收益率的确定应具有可靠的经济性，确保项目的盈利性。

（3）建设期协调问题矛盾突出。山地风场所处位置一般在山区或者丘陵地带，因此基本都会占用林地，而林业手续办理程序繁杂，经历时间较长，这就要求开发单位提前办理林业手续，确保风电场能够顺利开工建设。同时，风场道路沿途会经过不同的村庄，有些风电场甚至经过好几个镇、十多个村庄，征地协调工作难度较大，影响风电场建设的整体进度。如何提前做好协调工作，确保项目建设有条不紊的推进，是开发单位重点考虑的因素之一。山地风场开工建设之前，必须办理好林业、国土等相关手续，道路沿线征地协调工作应依靠政府和社会资源，耐心细致有条不紊地推进前期工作。在道路的规划时，要提前做好踏勘工作，在充分利用原有各级道路的基础上，设备运输道路设计尽量避开村庄，从而减少由于设备运输穿越村庄而造成不必要的麻烦。

（4）叶片损伤问题凸显。近年来，随着国家对风电产业的大力扶持，风电市场急速扩张。据统计，叶片制造厂一度达到50多家。由于部分厂家生产的地段风机叶片技术含量较低，各路厂家纷纷涉足叶片生产。①面对竞争压力，为降低叶片成本追求更高的利润，厂家致力于设计出低廉的部件，致使叶片损耗严重；②叶片材料质量不符合要求；③擅自更改生产工艺；④生产商经验不足，无法完全消化吸收国外生产技术；⑤雷击造成叶片损伤。

要解决风场运行过程中叶片易损伤问题，需要做好以下几点：①做好叶片选型，根据测风观测搜集的完整风况资料，选择合适的机组型式、叶片型式，选择与实际运行时接近或超过强度运行，同时避免过度富裕造成浪费；②要严把产品生产质量关，从材料来源到工序管理提出具体要求；③要优化设计，在保证强度的基础上优化叶片效能设计；④加强日常巡视检查，对叶片日常状态巡视检查、检测监测，建立定期维护制度，定期监测、消缺。

2　山地风电场开发、建设、运营管理思路探讨

前几年，各个开发商都采用“大干快上”的管理思路，风电场全寿命周期管理效率不高，风电场整体利用率也不是很高。从2014年开始，国内风电产业一改此前“粗放型”的发展管理方式，把提高效率作为企业“稳增长”的当务之急。针对目前的发展现状，可以看出我国风电产业正步入“精益管理”时代，而精益管理需要在精细化上做文章，具体体现在风电场的全生命周期管理之中，既包括前期的设计、投资、风险评估精细化，也包括中期通过合理的风机选型提高发电效率，还包括后期的智能化运维和资产优化管理，提升风电场的能量可利用率。

对于风电产业精益管理，应该从硬件和软件同时入手，为客户提供全生命周期的智慧能源管理解决方案。在这一点上来说，“远景能源”领先于国内其它公司，他们提出的智慧能源方案，包括基于云平台的风电场设计优化和投资风险管理软件、智慧风场管理平台以及智能风机等“智慧风场全生命周期管理”的概念。

同时我们也应该注意到，在风电场全寿命周期过程中，除了充分利用高性能计算、大数据和云服务等现代化信息手段之外，我们更要基于风电场全过程的不确定性管理，依靠气象数据模式，流体仿真和优化引擎的核心技术进步为风电场投资评估和风险管理提供一套标准化工具方法，为风电产业的健康发展提供一个精确的方向。特别是可以较为科学地布置山地风场风机位置，使发电效率最大化。

山地风场还有一个难以解决的问题，就是运行管理较为困难，一方面，大量的人员配置给风场运营商增加了运营成本；另一方面，风场值守者也不得不忍受艰苦甚至恶劣的条件。业内各个单位已经认识到，传统风电场运营的人海战术，不仅在人员管理上，在质量控制、成本控制和安全风险防范上都已经不可持续。因此，下一步我们将重点关注的是如何通过全寿命周期的设计、建设、运营，进一步突破电网规范，在保证正常收益的同时，实现升压站无人值守，降低运行成本，提高发电效率。