孫一琳

2020年上半年，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到2.16億千瓦?？梢哉f(shuō)，在并網(wǎng)運(yùn)行后，風(fēng)電機(jī)組才算正式開(kāi)始它的“一生”。期間的表現(xiàn)如何，既是由“基因”，即設(shè)計(jì)研發(fā)的優(yōu)劣決定的，更取決于“后天努力”的程度，即運(yùn)維和技術(shù)改造的水平。

受制于早期技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等的不足，我國(guó)風(fēng)電后市場(chǎng)面臨較大壓力。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)提出的“30·60”目標(biāo)，風(fēng)電企業(yè)在繼續(xù)加大創(chuàng)新力度，提高機(jī)組可靠性的同時(shí)，也應(yīng)將保障機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，挖掘存量機(jī)組降本增效的潛力作為下一步發(fā)展的著力點(diǎn)，做到“后”發(fā)制勝。至于制勝的途徑，在CWP 2020上，與會(huì)嘉賓分享了各自的經(jīng)驗(yàn)。

充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值

目前，大部分風(fēng)電場(chǎng)都擁有一套數(shù)字化管理系統(tǒng)，借此可以看到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的一天是如何工作的：早上睜開(kāi)眼睛，會(huì)看到手機(jī)APP為其派發(fā)的工單提醒，包括故障處理所需的圖紙、文件以及耗材和備件存儲(chǔ)量?？梢愿鶕?jù)提示規(guī)劃的路線快速地找到所需備件，并根據(jù)APP給出的故障處理指導(dǎo)進(jìn)行維護(hù)或檢修。

數(shù)字化平臺(tái)還承擔(dān)著更廣泛的功能。維斯塔斯的管理系統(tǒng)可以收集每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)人員在處理不同故障時(shí)的表現(xiàn)，據(jù)此判斷是否需要對(duì)該人員進(jìn)行培訓(xùn)，或者針對(duì)工作流程進(jìn)行優(yōu)化。

在大數(shù)據(jù)得到廣泛應(yīng)用的背景下，風(fēng)電行業(yè)取得了跨越式進(jìn)展，但不可否認(rèn)的是，數(shù)據(jù)的價(jià)值在后市場(chǎng)中還有更多可挖掘的空間。

中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部數(shù)據(jù)分析工程師陳剛指出，現(xiàn)有運(yùn)維方式存在很多弊端，以定期檢修、故障檢修為主，容易出現(xiàn)過(guò)維修、欠維修及盲目維修等問(wèn)題。電量損失來(lái)源復(fù)雜多樣，難以精準(zhǔn)定位，無(wú)法確定精準(zhǔn)、有效的優(yōu)化項(xiàng)。此外，同一座風(fēng)電場(chǎng)的同類(lèi)機(jī)型，一般采用相同的控制策略及控制參數(shù)。由于地形、環(huán)境等的差異，部分機(jī)組控制策略及參數(shù)仍然存在一定的優(yōu)化空間。

因此，需要依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行場(chǎng)景和風(fēng)電機(jī)組特性，持續(xù)完善大數(shù)據(jù)運(yùn)維平臺(tái)。上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司數(shù)字化產(chǎn)品總監(jiān)孫佳林認(rèn)為，在平臺(tái)的設(shè)計(jì)上應(yīng)主要考慮以下4點(diǎn)：第一，如何平衡載荷與發(fā)電量，最大限度挖掘機(jī)組性能。第二，如何提高機(jī)組可靠性，提升故障預(yù)警準(zhǔn)確率，做到真正意義上基于狀態(tài)的運(yùn)維。第三，如何做好機(jī)組運(yùn)行后評(píng)估，實(shí)現(xiàn)機(jī)組設(shè)計(jì)的快速迭代。第四，如何幫助風(fēng)電產(chǎn)品具備可持續(xù)的增值空間。

據(jù)明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司海上方案設(shè)計(jì)工程師張馳介紹，后評(píng)估是指在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行一段時(shí)間后，對(duì)項(xiàng)目的運(yùn)行、效益、作用和影響進(jìn)行系統(tǒng)、客觀的分析和總結(jié)，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)篩選處理、函數(shù)計(jì)算等。做好這項(xiàng)工作的意義在于，首先是對(duì)區(qū)域風(fēng)況進(jìn)行驗(yàn)證，能有效提高運(yùn)維人員對(duì)真實(shí)風(fēng)況的認(rèn)識(shí)，據(jù)此修正尾流、湍流模型以及參數(shù)設(shè)置等。其次是對(duì)機(jī)組性能以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，最終指導(dǎo)優(yōu)化調(diào)整控制參數(shù)、改進(jìn)機(jī)型設(shè)計(jì)，減小項(xiàng)目設(shè)計(jì)的不確定性，提升投資效益及管理水平。

還有一項(xiàng)常常被大家忽視、但極為關(guān)鍵的工作是數(shù)據(jù)的選取，這也是大量存量數(shù)據(jù)資產(chǎn)還沒(méi)有真正發(fā)揮作用的根源所在。

中國(guó)船舶集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司工程師胡號(hào)朋表示，在數(shù)據(jù)的選擇上，應(yīng)涵蓋風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、零部件結(jié)構(gòu)型號(hào)數(shù)據(jù)、技術(shù)改造數(shù)據(jù)、運(yùn)維工單、人員數(shù)據(jù)、車(chē)船數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)，以及維修專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等，其中的重點(diǎn)是風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)。由于風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行情況復(fù)雜，不同廠家、數(shù)控版本，甚至網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器的不穩(wěn)定等因素都會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整度，因此，這些運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取將是下一步需要攻克的重點(diǎn)。

在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與調(diào)用上，胡號(hào)朋建議行業(yè)在開(kāi)發(fā)邏輯上統(tǒng)一調(diào)用一系列接口服務(wù)，以為各類(lèi)數(shù)據(jù)從不同部門(mén)、企業(yè)的集中調(diào)用提供便利，以此為基礎(chǔ)，才能開(kāi)發(fā)出高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。

利用多種工具提高運(yùn)維效率

近幾年，為了提升運(yùn)維效率，風(fēng)電后市場(chǎng)引入了很多新工具。在現(xiàn)階段，這些工具因較高的成本和相對(duì)較低的使用頻率未能得到推廣，但未來(lái)隨著后市場(chǎng)的爆發(fā)，它們將有機(jī)會(huì)被大規(guī)模應(yīng)用。

截至2019年年底，我國(guó)有40余萬(wàn)支葉片在運(yùn)行。隨著投用葉片數(shù)量的攀升，以及風(fēng)輪直徑的增大，葉片的故障和損傷成為每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)都無(wú)法回避的問(wèn)題。對(duì)葉片進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，能有效提升機(jī)組的發(fā)電量和可靠性。

北京國(guó)電思達(dá)科技有限公司技術(shù)主任吳士華介紹了一種風(fēng)電機(jī)組巡檢模式—— 以無(wú)人機(jī)搭配專(zhuān)業(yè)檢測(cè)儀器取代常規(guī)吊籃、高倍望遠(yuǎn)鏡或長(zhǎng)焦相機(jī)的巡檢方式。這樣做，一方面，節(jié)省了大量人力；另一方面，能夠高效地展開(kāi)巡檢工作，形成圖像的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，有助于建立葉片的運(yùn)行檔案?！盁o(wú)人機(jī)傳回?cái)?shù)據(jù)后，利用葉片識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)缺陷的識(shí)別和拼接處理，對(duì)葉片的健康程度做出準(zhǔn)確評(píng)估。”

可達(dá)性差一直是海上風(fēng)電運(yùn)維的最大難題。據(jù)了解，西門(mén)子歌美颯擁有的運(yùn)維母船（SOV），具有多現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)能力，包括進(jìn)行年度定檢，以及停留在風(fēng)電場(chǎng)與集控中心進(jìn)行通信，結(jié)合普通運(yùn)維船展開(kāi)工作。據(jù)測(cè)算，在這種工作模式下，3組運(yùn)維人員僅需40天即可完成80臺(tái)機(jī)組的海上運(yùn)維工作。當(dāng)然，如此海上運(yùn)維“利器”的價(jià)格自然不菲，需要行業(yè)結(jié)合成本和運(yùn)維模式等客觀差異分析其可行性。

構(gòu)建專(zhuān)業(yè)人員培養(yǎng)體系

隨著后市場(chǎng)價(jià)值的進(jìn)一步顯現(xiàn)，行業(yè)對(duì)相應(yīng)人才的培養(yǎng)理念漸漸發(fā)生著轉(zhuǎn)變，構(gòu)建專(zhuān)業(yè)人員培養(yǎng)體系成為重中之重。

中國(guó)廣核控股有限公司新能源學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)康書(shū)亭，在CWP 2020期間舉辦的全球風(fēng)能組織（GWO）中國(guó)委員會(huì)年會(huì)上分析了當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電后市場(chǎng)人才隊(duì)伍建設(shè)中遇到的挑戰(zhàn)：在人員能力方面，行業(yè)高速發(fā)展，而從業(yè)人員的成長(zhǎng)速度慢；有經(jīng)驗(yàn)的技能人員加速轉(zhuǎn)向管理崗位，加劇技能人才稀釋?zhuān)恍履茉磮?chǎng)站運(yùn)維作業(yè)跨專(zhuān)業(yè)，綜合技能要求高，缺少具有操作能力、解決問(wèn)題能力、系統(tǒng)分析能力的高級(jí)工程師。

在人才培養(yǎng)工作層面，培養(yǎng)周期長(zhǎng)，培訓(xùn)工作專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，人才自主培養(yǎng)成本高；新能源發(fā)電相關(guān)工種的職業(yè)培訓(xùn)及能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚未完全建立；行業(yè)具有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和理論高度的教員稀缺；運(yùn)維后市場(chǎng)對(duì)服務(wù)商的能力要求越來(lái)越高，現(xiàn)有培訓(xùn)質(zhì)量跟不上；前期處于粗放式發(fā)展，行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)及培訓(xùn)工作重視不夠。

此外，在人才隊(duì)伍建設(shè)中存在幾個(gè)常見(jiàn)的誤區(qū)。一是通過(guò)“拿人”快速組建自己的運(yùn)維隊(duì)伍。新疆金風(fēng)科技股份有限公司培訓(xùn)產(chǎn)品總監(jiān)張阿李表示，“這種方式能夠快速解決短期問(wèn)題，但是絕不可能成為可持續(xù)、可依賴(lài)的路徑。長(zhǎng)此以往，給企業(yè)帶來(lái)的惡果便是企業(yè)人才培養(yǎng)能力缺失。”

二是人才培養(yǎng)采用培訓(xùn)上課的單一模式。一線的培訓(xùn)受客觀條件限制，人員分散，集中培訓(xùn)難度較高，在企業(yè)普遍意識(shí)到人員培訓(xùn)重要性的情況下，“任務(wù)”式培訓(xùn)也成為一種無(wú)奈的行業(yè)現(xiàn)狀。

張阿李根據(jù)金風(fēng)科技培訓(xùn)體系建設(shè)的多年經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出“培養(yǎng)為業(yè)務(wù)服務(wù)，管理為培養(yǎng)服務(wù)”的方針。短期內(nèi)以項(xiàng)目為主，基于業(yè)務(wù)需求進(jìn)行人員能力摸底，結(jié)合實(shí)操和直播等方式，利用信息化和多樣化培訓(xùn)的手段實(shí)施培訓(xùn)。既能保障機(jī)組的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，又可優(yōu)化隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，提升技術(shù)能力。長(zhǎng)期則基于管理體系的完善，構(gòu)建支撐業(yè)務(wù)發(fā)展的人才系統(tǒng)。

以新技術(shù)賦能老舊機(jī)組

在經(jīng)年累月的運(yùn)行中，風(fēng)電機(jī)組逐漸暴露出很多不足。比如早期風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造水平參差不齊，普遍存在發(fā)電效率低、故障率高、安全風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題。有些老舊機(jī)組還面臨著備品備件供應(yīng)困難、運(yùn)維難度大的問(wèn)題。此外，不斷更新的政策和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)機(jī)組提出了新的要求。以更先進(jìn)的技術(shù)和理念賦能老舊機(jī)組，在保證安全的前提下，使之充分釋放創(chuàng)新的活力，將是后市場(chǎng)下一階段的重點(diǎn)。

圍繞葉片，偏航、變槳系統(tǒng)以及控制策略等展開(kāi)技術(shù)改造，可以有效地提升機(jī)組的發(fā)電性能。葉片的技改手段包括葉尖小翼技術(shù)、后緣襟翼技術(shù)、葉尖延長(zhǎng)技術(shù)、渦流發(fā)生器技術(shù)等?？刂撇呗?xún)?yōu)化包括引入柔性轉(zhuǎn)速控制、先進(jìn)控制算法等。

為提升風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的安全性，企業(yè)也做出了諸多探索。如為避免并網(wǎng)接觸器出現(xiàn)觸點(diǎn)粘連等故障，對(duì)機(jī)組并網(wǎng)回路進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)可能出現(xiàn)的火災(zāi)隱患，將無(wú)源和有源自動(dòng)消防系統(tǒng)配合使用，實(shí)現(xiàn)消防滅火與風(fēng)電機(jī)組控制聯(lián)動(dòng)。針對(duì)南方地區(qū)覆冰嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)，在葉片中安裝加熱器、散熱風(fēng)扇、熱風(fēng)傳導(dǎo)管道等，將加熱的空氣通過(guò)管道傳到葉尖位置，通過(guò)熱空氣加熱葉片，從而起到防冰、除冰的效果。

目前，有眾多企業(yè)能夠針對(duì)存量機(jī)組的不同需求制定全方位、系統(tǒng)性、定制化的解決方案。從提供設(shè)計(jì)方案到具體的工程施工，再到后期的運(yùn)行維護(hù)，技術(shù)創(chuàng)新的力量正扎扎實(shí)實(shí)地落到后市場(chǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)上。