传统检修策略及创新实践

杨 艳，曹长冲

(1. 三峡国际能源投资集团有限公司，北京 100033； 2. 中国三峡国际电力运营有限公司，湖北 宜昌 443003)

中国和巴西同属于水电大国。巴西是世界上水电资源最丰富的国家之一，拥有得天独厚的水电资源和开发条件，自上世纪60年代起大力开发水电资源，积累了丰富的水电建设和运营经验。自上世纪80年代，巴西开始推进电力市场改革，电力资产开始私有化，政府拍卖电站特许权经营权，目前巴西能源私有化进程仍在持续推进中。中国的水电行业经历了百年发展历程，新中国成立后，水电行业翻开了新的篇章，改革开放后，中国水电建设步伐明显加快。进入21世纪，中国水电技术全面加速发展并赶超世界先进水平。中国和巴西在大坝及电站管理上交流频繁，一直在相互学习。

中国三峡集团有限公司(CTG)是中国最大的清洁能源集团和全球最大的水电开发企业，全面负责三峡工程的建设与运营，滚动开发向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德4座巨型水电站，积累了丰富的水电工程建设和运营管理经验。三峡集团于2013年进军巴西电力市场，在巴西圣保罗注册设立三峡巴西公司，三峡巴西目前持有14座控股水电站、3座联合控股水电站和11座参股风电场，可控和权益装机共828万kW，是巴西第三大发电公司。三峡巴西负责14座控股水电站的运营管理。

作为一个巴西本地化企业，三峡巴西充分尊重巴西本土文化和习惯，遵守巴西法律法规、监管要求、标准。在此基础上，三峡巴西融合中巴电力生产管理经验，特别是把三峡集团在国内三峡电站以及其他大型水电站运行管理经验、中国及三峡标准融入到巴西本地化实践中，持续提升三峡巴西水电站运行管理水平。本文就是介绍分析三峡巴西基于巴西电站传统检修模式上所做的创新实践。

1 巴西水电站传统检修模式

1.1 总体检修策略

总体检修策略[1]方面，巴西水电站检修分为预防性检修和纠正性检修。

预防性检修是基于设备运行时间和对设备状况预测分析的结果，确定设备的检修周期，以减少或防止可能的故障。预防性检修与设备状态紧密结合，这种基于设备状态的预防性检修安排更加合理。纠正性检修完全取决于设备是否暴露出缺陷，或通过状态监测和趋势诊断提前发现隐性故障，并及时进行检修处理。纠正性检修是针对设备暴露的故障，在预防性检修计划以外的检修。

在总体检修策略上，中国水电站与巴西水电站类似。但是在如何执行预防性检修策略上，巴西电站和中国电站却存在较大差异，这一差异从根本上来说是监管要求或监管导向造成的。

1.2 巴西监管体制

如前所述，巴西自上世纪80年代开始推进电力市场改革[2]，改革的核心就是能源私有化。私有化后，政府出售电站运营特许权，水电站每期特许权通常为30年。为了衡量水电站的经济特性，电力监管机构定义了物理保证容量，保证容量反映了电站在长期运行中能够基本保证提供的电量。为了保证全国水资源最大化利用，巴西电力调度机构统一调度全国水电资源，水文风险各电站共担。发电公司发电收入主要由保证容量确定，与发电量关系非常小。另外发电公司要保证电站机组设备可利用率满足监管考核的参考值以上，否则将面临罚款和保证容量被下调的风险。在此监管机制下，发电公司运营管理电站的一个基本原则是通过维护，使得电站可利用率维持在监管考核值以上，并有一定的裕度。发电公司不会投入太大的成本来无限制地提升可利用率，因为成本投入和收益不成正比。特别是在发电资产进入一个特许权周期的后期，发电公司往往只做很小的投入，保证电站可利用率在考核值以上即可，不追求更高的可利用率。

此外，在安排设备检修时，要充分考虑检修对电站可利用率的影响，因此，巴西电站设备预防性检修往往需要有一个较长期的计划，在制定计划时还要为可能发生的非计划停运留有一定的裕度。

电力监管机构基本上也不考核设备故障率和机组非停率，除非由于电站管理不善，对电网造成大的损失。

在此监管机制下，巴西电站的管理相比国内电站管理比较粗放，设备预防性检修策略上也有明显的区别。

1.3 预防性检修策略

巴西水电站机组的主要检修等级分为MPP1、MPP2。MPP是周期性预防性检修(periodic preventive maintenance)的简称。MPP1相当于小修，MPP2相当于大修。

MPP1、MPP2的检修周期、检修工期和主要检修项目如表1。

表2是三峡集团国内生产单位长江电力机组的主要检修策略。

表2 长江电力机组主要检修策略

对比可知，巴西电站的MPP1在检修内容、检修工期上相当于长江电力的C修和D修，MPP2相当于长江电力的A修和B修。最大的不同在于，长江电力每年都开展C修或D修，而巴西电站要5年以上才开展一次MPP1。

巴西水电站这种检修策略，是由于监管规则的导向造成的。主要原因包括以下方面：

1)监管机构主要考核可利用率，频繁的检修必定影响可利用率，因此巴西水电站在安排检修工作时非常谨慎，而国内电站发电收入是靠实际的发电量，在枯水期，在有足够可用容量的基础上，其他机组有条件进行检修，对发电收入没有影响；

2)检修工作需要投入成本，如果电站可利用率在考核值以上并有一定裕度，发电公司没必要投入更多的成本；

3)监管机构不考核机组非停，因此发电公司不把控制机组非停、保持机组运行稳定性作为一个重要的运营目标。

2 巴西水电站传统检修模式存在的问题

由于电站机组约5年才做一次定期检修，机组主设备和辅助设备一些隐性缺陷不能及时发现，机组长时间运行，传感器、电缆端子都会出现松动的现象，直接后果就是造成机组非计划停运率高，而且一些小故障会累计成大故障。

三峡巴西负责管理的14个电站共70台机组，机组非停率很高。其中，2018年非停72次，2019年非停77次。当然，三峡巴西机组非停率高的原因是多方面的，包括设计原因、设备检修原因、以及运维管理原因。设备没有得到及时维护是其中一个重要原因。

由于巴西的监管规则和以上分析的原因，巴西各水电站的非停率都很高，这是一个普遍现象。从巴西国家电网调度中心获得的数据得知，三峡巴西电站故障率都远低于电网平均故障率。

另外，还有一种比较严重的情况，在电站特许经营权的后期，因电站特许经营权在市场拍卖存在不确定性，发电公司不确定能否获取下一轮特许经营权，所以不愿意再做更多的检修投入，仅仅维持电站可利用率在考核值以上。这一情况造成的后果是，电站在特许经营权后期的几年，机组连正常的定期维护MPP1、MPP2也得不到保障，设备会严重欠修。

巴西水电站这种为了适应国家监管规则的检修策略有一定的合理性，但是也存在一些问题。一方面，机组缺乏及时检修，故障频发，对电网稳定性造成威胁；另一方面，机组隐性故障不能及时发现，小故障积累成大故障，这将影响机组各部件的运行寿命，可能引起大的设备事故，事故后的处理可能造成对可利用率更大的影响。

3 三峡巴西水电站检修策略创新实践

3.1 三峡巴西检修策略创新

为了改变三峡巴西机组非停率高、设备故障频发的情况，三峡巴西管理者在充分尊重本地管理习惯，遵守监管要求的基础上，把三峡集团总部检修经验融入到本地管理体系[3-4]，在巴西原有的MPP1、MPP2检修策略上，增加了MPP0。MPP0类似于长江电力的D修，所有机组每年开展1次，检修工期3～5 d。

MPP0的主要检修内容如表3。

表3 MPP0检修内容

3.2 对可利用率的影响和对策

机组增加MPP0后，检修时间必然影响到电站的可利用率，对多年检修计划带来冲击。为了解决这一影响，三峡巴西技术团队对增加MPP0后的电站可利用率进行测算，为了保证电站可利用率维持在一定安全裕度以内，需要对其他检修时间进行压缩。具体策略为[5]，将MPP2的检修工期由100 d压缩到60 d，并适当增加公司检修团队人员数量，一方面是开展MPP0检修，另一方面在进行MPP2时，检修团队两班倒进行工作，实现把检修工期控制在60 d以内。

4 三峡巴西水电站检修策略创新成果

三峡巴西实行MPP0不足1年时间，但是效果已非常明显，在MPP0检修期间，发现大量隐性缺陷，及时得到了处理，避免了重大设备事故的发生；同时电站非计划停运也有明显下降[4]。

4.1 检修期间发现的缺陷

表4是三峡巴西伊利亚、朱比亚电站部分机组2020年MPP0期间发现的缺陷情况。

表4 三峡巴西部分电站MPP0发现的缺陷

4.2 机组非计划停运情况

三峡巴西通过实施MPP0，在检修过程中发现很多隐性缺陷，及时得到处理，避免了故障的扩大或引起大的事故，也降低了非停次数。如前所述，三峡巴西2018年非停次数为72次，2019年为77次，而2020年非停次数为35次。

尽管2020年公司刚启动MPP0，非停次数已有明显降低。

5 结 语

由于监管要求的不同，中国和巴西水电站管理文化存在差异，设备检修策略也不同。三峡巴西立足于提升电站运维管理水平，在中国和巴西两种管理模式中找到平衡点，把中国水电站检修管理好的经验，变成一种本地团队能够接受的方式融入到本地化管理体系，对原有体系不造成大的冲击，又对原有体系进行了补充和优化，取得了很好的效果。

这一实践经验可以为中国能源企业在海外的资产管理提供借鉴。