風(fēng)電技改大考

本刊 | 王芳

金風(fēng)科技射陽風(fēng)電項目

風(fēng)電技改的技術(shù)含量高、附加值大，但其價值釋放仍有賴于政策、標(biāo)準、管理、資本、人才等方面的完善。

經(jīng)過多年的發(fā)展，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟。國家能源局電力司相關(guān)負責(zé)人今年1月表示，2018年，我國風(fēng)電（設(shè)備）可利用率達92.8%。隨著存量市場的擴大、風(fēng)電技術(shù)的進步、機組服役年限的增加、棄風(fēng)限電的大幅改善，在平價上網(wǎng)全面推進、競價上網(wǎng)即將到來之際，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開始進入后服務(wù)市場時代，而技改也迎來重要的機遇期。運維與技改服務(wù)帶來的高附加值，甚至?xí)蔀槠髽I(yè)盈利的主導(dǎo)因素，進而影響競爭格局。

國際知名能源咨詢機構(gòu)Wood Mackenzie在其《2019年全球陸上風(fēng)電運維趨勢》的報告中預(yù)測，中國的運維市場價值將在2027年達到50億美元（約合人民幣350億元），年復(fù)合增長率高達9.9%。然而，面對巨大的市場，除了技術(shù)本身之外，風(fēng)電設(shè)備技改的開展在政策、標(biāo)準、安全、管理、資本、人才等方面仍面臨一系列挑戰(zhàn)。

技改注重效能提升

技術(shù)改造是企業(yè)采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料對現(xiàn)有設(shè)施、工藝條件及生產(chǎn)服務(wù)等進行改造提升，淘汰落后產(chǎn)能，實現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展的投資活動。它是實現(xiàn)技術(shù)進步、提高生產(chǎn)效率、推進節(jié)能減排、加強環(huán)境保護、改善裝備、促進安全生產(chǎn)的重要途徑。

風(fēng)電的技術(shù)改造，是通過引入新技術(shù)和新方法，提高風(fēng)電機組發(fā)電的性能和安全性、運行的智能化水平、質(zhì)量的可靠性、投資收益等相關(guān)活動。例如，使用改變軟件或者硬件的系統(tǒng)性手段，調(diào)整目標(biāo)對象原有的設(shè)計參數(shù)、邏輯控制以及各種特征定義，使硬件的規(guī)格參數(shù)、型號、性能更加優(yōu)化，均屬于技改工作。

與通過維護維修使產(chǎn)品恢復(fù)其原有設(shè)計功能的運維不同，技改更注重效能提升?！皬馁M用上講，一般運維檢修計入當(dāng)年支出成本，而技改則計入資本性投資?！眹夷茉醇瘓F龍源電力研發(fā)總經(jīng)理岳俊紅向記者解釋道。

“某些設(shè)備老化功能性問題可能會批量地爆發(fā)出來，我們尋找性能更優(yōu)異的新型設(shè)備把它們換掉，之前造成的故障會徹底地消除掉，風(fēng)電場的收益也得到了保證?！北本┨鞚櫺履芡顿Y有限公司（以下簡稱“天潤新能”）相關(guān)負責(zé)人向本刊記者介紹，“通常我們以問題為導(dǎo)向。每季度會進行機組故障統(tǒng)計，對故障次數(shù)多、停機時間長、影響比較大的重點問題進行分類匯總，采取措施進行處理。技改是措施中比較優(yōu)選的，但首先得找到可操作的、具備經(jīng)濟性的技改方案。目前的技改通常還是由整機制造企業(yè)主導(dǎo)開展?！?/p>

中車株洲所風(fēng)電事業(yè)部副總經(jīng)濟師、客戶服務(wù)中心總經(jīng)理劉輝也認為，近幾年由業(yè)主提出的技改需求越來越多，一是產(chǎn)品出了質(zhì)保期，設(shè)備老化和技術(shù)進步帶來了新的技改需求；二是業(yè)主的技術(shù)能力越來越強，識別問題的水平也越來越高。

追求經(jīng)濟效益與社會效益

中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展基本上始于2008年，國內(nèi)的風(fēng)電整機廠商通過技術(shù)引進或許可制造的模式開始規(guī)?；l(fā)展的征程，但當(dāng)時行業(yè)整體的經(jīng)驗以及對產(chǎn)品的認識還非常不足，通常是邊干、邊吸收、邊優(yōu)化。技術(shù)不成熟導(dǎo)致早期規(guī)?；惭b的風(fēng)電機組性能不佳，部分機型故障率較高，風(fēng)能資源利用率較低，且占據(jù)了相當(dāng)一部分優(yōu)質(zhì)的風(fēng)能資源。特別是有些整機商在行業(yè)競爭中被淘汰，留下了大量的“孤兒機組”。這些尚未達到設(shè)計壽命的高故障、低效率機組是技改關(guān)注的重點。

北京優(yōu)利康達科技股份有限公司董事長李精家表示，棄風(fēng)限電對在役機組的運行有很強的沖擊，使之在亞健康或不健康的狀況下運行，被動地造成設(shè)備性能的損失。這部分長期的“健康虧空”或許會增加未來技術(shù)改造的市場空間。

據(jù)中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會（CWEA）的統(tǒng)計，截至2018年年底，1.5兆瓦以下機組達到1.29萬臺。其中，750千瓦的機組約有4940臺。這些機組中的大部分有技改需求，蘊含的技改價值也更高。

從本質(zhì)上來說，技改是為了讓風(fēng)電機組變得更加強壯，能夠安全、穩(wěn)定、可靠地運行20-25年，最重要的是能創(chuàng)造更好的經(jīng)濟和社會效益。

從多位受訪者的敘述中可以總結(jié)出，獲取更高效益、安全性、可靠性、環(huán)境友好性，是實施技改的四大目標(biāo)。

一是獲取更高效益。雖然每一項技改都需要投資，但能夠提升收益回報，獲得更好的投資收益比，是實施技改的核心驅(qū)動力。

二是安全性。目前行業(yè)內(nèi)對機組安全運行的理解越來越深刻，涉及提升安全性的技改，也被放在首要考慮的因素。一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機組運行存在重大安全隱患，則需要馬上采取解決措施，刻不容緩。

三是可靠性。包括兩個方面，一是時間上的可靠性，避免某些故障反復(fù)出現(xiàn)造成的停機電量損失；二是發(fā)電能力上的可靠性，如經(jīng)過評估，從硬件或軟件上，在同樣的時間和環(huán)境下，提高機組的穩(wěn)定性和可靠性，提升發(fā)電能力。

四是環(huán)境友好性。由于來自需求端的要求更高，風(fēng)電場開發(fā)需要適應(yīng)新的行業(yè)標(biāo)準、政策法規(guī)、社會環(huán)境，例如電網(wǎng)接入端的低電壓穿越、高電壓穿越、調(diào)頻改造，以及降低噪聲等方面的改造。

技改面臨多方挑戰(zhàn)

中國風(fēng)電的后服務(wù)市場巨大，遺憾的是一直未能得到有效挖掘。政策、標(biāo)準等存在空白，導(dǎo)致進入的門檻低，市場魚龍混雜。在這種情況下，實施大規(guī)模技改存在諸多挑戰(zhàn)，也對行業(yè)各項水平和實力帶來綜合性考驗。技改的實施，依靠行業(yè)技術(shù)水平與安全性的提高，以及管理效率的提升、標(biāo)準的制訂與執(zhí)行，政策的推動……甚至在思維上都需要做出改變。

技術(shù)水平和安全性有待提高

技術(shù)水平無疑是技改效果中的決定性因素。維斯塔斯相關(guān)負責(zé)人向記者表示，著力研發(fā)，并不僅僅是為了提供新產(chǎn)品，更重要的是應(yīng)用更先進的技術(shù)、軟件和理念，讓巨大的風(fēng)電機組存量市場享受到科技發(fā)展帶來的紅利，在安全、環(huán)保的前提下，最大限度地挖掘老機型的生產(chǎn)能力。

“從技術(shù)上講，實施什么樣的改造方案才能保證效果，這是有難度的?！崩罹蚁蛴浾咛寡?。

究其原因，“技改涉及的問題都有比較強的針對性，更加具體，程度更深。目前，行業(yè)針對存量機組的深度技術(shù)研究很不夠。”劉輝表示。

此外，目前市場上也有許多非原設(shè)備制造商中標(biāo)的技改，但相當(dāng)多的核心改造需要原始數(shù)據(jù)，比如葉片的載荷，主軸、傳動鏈的設(shè)計計算等，而設(shè)計階段用到的核心參數(shù)還都掌握在制造商手中。如果數(shù)據(jù)參數(shù)掌握得不夠全面，會給后續(xù)技改帶來一定困難。有實力的企業(yè)會通過試驗和大量的演算推導(dǎo)出接近的參數(shù)，而重復(fù)性的研發(fā)也造成人力和財力資源的浪費。不少業(yè)內(nèi)人士呼吁尊重知識產(chǎn)權(quán)，促進知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)化與共享，推動行業(yè)技術(shù)進步。

不過，需要特別注意的是，平衡技改效益與設(shè)備安全帶來的風(fēng)險。劉輝強調(diào)，有些技改項目會對機組的安全性造成一定影響。比如發(fā)電量提升的技改方案很多，有些方案如葉片加長，短時間內(nèi)效果可能比較好，但是對機組的載荷會有較大影響，因此，需要系統(tǒng)地進行載荷計算和安全性符合評估，甚至還要重新做型式試驗。

總的來說，技改對技術(shù)能力的要求非常高，也有風(fēng)險。對此，中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖強調(diào)，發(fā)電量提升技改不能任性，關(guān)鍵技術(shù)改造時必須進行安全評估，要找具備能力和資質(zhì)的第三方機構(gòu)進行科學(xué)評估，謹慎決策，用管理和技術(shù)手段避免安全隱患。

新疆龍源達坂城三場發(fā)電機轉(zhuǎn)子技改更換

缺乏行業(yè)標(biāo)準

目前，技改后評估提效的算法，提升效率標(biāo)準的界定是比較模糊的，大多數(shù)企業(yè)采用的是自己內(nèi)部的標(biāo)準。劉輝表示，風(fēng)電技改還處于發(fā)展初期，由于風(fēng)電機組的產(chǎn)品型號眾多且運行年限、狀態(tài)都不一樣，每一項技改都是一個定制化產(chǎn)品，技改的長期綜合效果很難準確評估。因此，希望第三方機構(gòu)能制定一些適用的行業(yè)標(biāo)準。

對此，天潤新能相關(guān)負責(zé)人在接受本刊記者采訪時，特別強調(diào)了標(biāo)準的重要性：如果缺乏相關(guān)標(biāo)準，對技改提效的效果無法進行評估，服務(wù)的標(biāo)準和價值的衡量也就不清楚，更無法形成一個有效的市場，行業(yè)難免會陷入質(zhì)量參差不齊、低價競爭、市場混亂的狀態(tài)。而一個良性的市場應(yīng)該是基于技術(shù)、效率、服務(wù)標(biāo)準驅(qū)動的。

甘肅龍源橋東風(fēng)電場330kV升壓站互感器技改更換

甘肅龍源玉門風(fēng)電場變槳軸承技改更換

創(chuàng)新融資模式

實施所有技改的前提一定是在合理的資本投入下，為客戶帶來更多的價值收益，但缺乏融資渠道、資本運作平臺仍是制約技改開展的重要因素，這也有賴于經(jīng)營管理、商業(yè)模式的創(chuàng)新、電力市場機制的健全和企業(yè)思維的改變。

未來，企業(yè)要從經(jīng)營管理、商業(yè)模式方面提升創(chuàng)新力，注重資本效率。例如，北京金風(fēng)慧能技術(shù)有限公司在與內(nèi)蒙古某業(yè)主的服務(wù)合作中，對50臺“孤兒機組”進行深度改造，就采用了“金融服務(wù)+EPC+電場托管運維+電量擔(dān)保分成”的創(chuàng)新模式，共擔(dān)風(fēng)險，共享收益。通過改造，機組的平均可利用率達到98.5%，年利用小時數(shù)從300小時提升至1500～1800小時。

金風(fēng)科技某位專業(yè)人士在接受記者采訪時表示，成熟的電力市場交易是企業(yè)靈活地獲得資本與收益，提高資本效率的重要平臺。目前，電力市場交易還沒有與企業(yè)發(fā)電能力建立必然聯(lián)系，比如現(xiàn)貨市場交割，風(fēng)功率預(yù)測不準確，發(fā)電能力出不來，對業(yè)主的收入會有影響。市場信號還不很清晰，驅(qū)動風(fēng)電場做技術(shù)改進還很遠。

技改初期，對成本控制和供應(yīng)鏈價值最大化還沒有一個明確系統(tǒng)的思考。上述專業(yè)人士強調(diào)，目前，絕大多數(shù)業(yè)主是設(shè)備治理思維，制造商、零部件企業(yè)是設(shè)備生產(chǎn)思維，沒有考慮資產(chǎn)經(jīng)營。

他建議，對于業(yè)主來說，第一，應(yīng)從棄風(fēng)限電帶來的空檔期和低效區(qū)中走出來；第二，關(guān)注發(fā)電和用電市場，以及與收入的機會成本之間的關(guān)系。不同風(fēng)電場的機會成本會不一樣，因為過去是統(tǒng)購統(tǒng)銷，設(shè)備治理好，相當(dāng)于發(fā)電多，收益就高。現(xiàn)在多了一個變量因素—電價，企業(yè)需要選擇交易的品種，匹配交易策略，才能創(chuàng)造更高收益。目前，國家做了很多努力，行業(yè)的關(guān)注度也很高，需要行業(yè)上下游一起創(chuàng)造更加健康可持續(xù)的市場。

增強系統(tǒng)性思維

從多方的反饋來看，目前的技改缺乏長遠計劃，包括安全性評估都極少有自始至終的監(jiān)測，一般是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。而業(yè)主也越來越意識到系統(tǒng)性提升機組質(zhì)量的重要性。

“以往風(fēng)電場經(jīng)常會出現(xiàn)‘摁下葫蘆起了瓢’，今天修、明天修、后天還要修的惡性循環(huán)。經(jīng)過這么多年經(jīng)驗的總結(jié)，龍源電力加強了預(yù)防性維護，深度修理，進行系統(tǒng)性技改，故障率明顯降低，停機次數(shù)相應(yīng)減少，發(fā)電量上升，總體生產(chǎn)費用也降低了。例如增加3～5年期的檢修和技改，合理而不過度地使用智能監(jiān)測設(shè)備；某些故障需要將葉片吊下來解決，但由于使用吊車的費用很高，在技改或檢修時，我們會綜合考慮成本，選擇合適的時間點，將軸承、齒輪箱等存在的問題一次性集中解決?！痹揽〖t表示，“一攬子統(tǒng)籌地解決問題，是我們的一個思路。建議制造商能綜合考量，幫助業(yè)主解決系統(tǒng)性問題?！?/p>

維斯塔斯是擁有超過6.7萬臺在役風(fēng)電機組、超過1萬名運維服務(wù)工程師的風(fēng)電機組制造商，其技術(shù)專家唐建輝在向記者談及技改經(jīng)驗時，介紹了通過整體性運營實現(xiàn)商業(yè)價值的思路：“對于技改方案的可靠性和商業(yè)確定性，先進的技術(shù)研發(fā)能力和大量的經(jīng)驗積累至關(guān)重要。維斯塔斯不僅關(guān)注單臺機組，更關(guān)注整個風(fēng)電場，甚至將臨近幾個風(fēng)電場統(tǒng)一進行考慮。通過對具體風(fēng)電場進行全方位的技術(shù)分析，以及量體裁衣式的適用性研究，為其提出一整套定制化的技改解決方案。運用先進的控制、管理、數(shù)字化等技術(shù)手段和標(biāo)準化的服務(wù)，提升整個風(fēng)電場的發(fā)電系統(tǒng)效率，幫助客戶實現(xiàn)真正商業(yè)項目的預(yù)期收益，即商業(yè)項目確定性?！?/p>

對此，劉輝向記者表示，系統(tǒng)性的提升，實際上是對產(chǎn)品的安全和可靠性方面提出了更高的要求，也會促使整機商更深刻地理解客戶需求和行業(yè)發(fā)展趨勢，做好技術(shù)規(guī)劃和技術(shù)儲備。

維斯塔斯技改檢測人員

批量化技改需政策細則推動

對于業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的重點對象—那些尚在壽命期又無法退役的“老弱病殘孤”機組的技術(shù)改造，往往需要進行“大手術(shù)”。然而，擴容，甚至不擴容只是替換新機型，與之相關(guān)的電價補貼、土地核準、電網(wǎng)接入等方面的政策都處于空白狀態(tài)，需要政策細則推動。目前有部分企業(yè)利用核準容量余額，進行小范圍內(nèi)的試驗，例如將單機容量由750千瓦改造成1兆瓦，但仍面臨技術(shù)、經(jīng)濟和安全性等諸多難題。

有專家建議，為了使優(yōu)質(zhì)的風(fēng)能資源能夠得到最大化利用、匹配更優(yōu)質(zhì)的機組，加速產(chǎn)品折舊和技術(shù)進步，政府應(yīng)當(dāng)在土地核準、電價上出臺一些有針對性的政策。企業(yè)也愿意為此優(yōu)化做出讓步，同時能夠在一定程度上避免企業(yè)過度追求發(fā)電效率而做出不安全技改的行為。

當(dāng)然，并非所有單機容量小的機組都需要進行技改，因為存量市場的技術(shù)水平注定無法追上新增市場技術(shù)更新的腳步，處于不同技術(shù)階段的機組能夠在生命周期內(nèi)保障可利用率，業(yè)主在運行周期內(nèi)也能夠穩(wěn)定地獲取收益，將會自然地隨著技術(shù)迭代而更新。

人才短板亟需補充

無論是在技術(shù)水平上，還是安全管理水平、安全意識等方面，現(xiàn)場人員的整體素質(zhì)都亟需提高，尤其是外委單位的人員。發(fā)生在甘肅民勤周家井風(fēng)電場的機組倒塔事故，造成4死2傷，已經(jīng)給業(yè)界敲響了警鐘。

風(fēng)電行業(yè)點多面廣，項目執(zhí)行中對外委人員需求很大。岳俊紅希望有能力的機構(gòu)或者企業(yè)能夠進行專業(yè)的安全培訓(xùn)、安全意識教育，以及相關(guān)資質(zhì)的認證，甚至包括吊車指揮員、專業(yè)運輸車輛的司機等。

“中國的勞動力成本比較低。10年前，在電力行業(yè)從事線路施工的人員，大部分是那些能吃苦的六零后、七零后。但10年后，這些人干不動了，新人的素質(zhì)跟不上，必然導(dǎo)致人才嚴重短缺，由此也會帶來勞動力成本上升，從而吸引更多人才向這一領(lǐng)域流動。目前，人才接續(xù)時出現(xiàn)的空檔期已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的擴展也會因此受到影響，企業(yè)應(yīng)當(dāng)從現(xiàn)在開始注重人才吸引和培養(yǎng)?！苯痫L(fēng)科技相關(guān)負責(zé)人認為。

擁有超過1.2萬臺風(fēng)電機組、涵蓋20多個廠家的80多種機型的龍源電力，介紹了解決人才短缺的一些經(jīng)驗。“為了留住人才，我們采取管理和技術(shù)兩種評價和晉升的雙軌制。在技術(shù)攻關(guān)時發(fā)揮集中管理優(yōu)勢，橫向聯(lián)合，協(xié)同作戰(zhàn)，共享經(jīng)驗。比如，龍源甘肅公司對G58機型很熟悉，由他們出臺這一機型的整體技改方案，再抽調(diào)其他地區(qū)技術(shù)人員集中實施?！痹揽〖t表示。

哈密煙墩風(fēng)電項目，金風(fēng)科技的現(xiàn)場工作人員正在進行風(fēng)電機組的檢修維護工作

把握技改市場空間與方向

長遠看，對于增量市場，質(zhì)量為先，要盡可能從源頭上確保設(shè)備的可靠性。存量市場則隨著風(fēng)電裝機規(guī)模的增加，技改的空間還將進一步擴大。截至2018年年底，中國風(fēng)電累計裝機容量達到2.1億千瓦，累計裝機臺數(shù)約12.4萬臺，越來越多的風(fēng)電場陸續(xù)出質(zhì)保，運維市場會保持高速增長。從收益結(jié)構(gòu)來看，部分整機商的運維服務(wù)市場的盈收和利潤率的增長速度已經(jīng)超過機組銷售增長速度。而技改作為一種高技術(shù)含量、高附加值的服務(wù)，將為企業(yè)及投資者帶來持續(xù)豐厚的回報。

技改對優(yōu)化機組運行效率、提升發(fā)電量和降低安全風(fēng)險意義重大，必將成為后服務(wù)市場中重要的組成部分。此外，維斯塔斯的相關(guān)專家還提出，隨著國內(nèi)和國際上越來越多的機組服役年限開始接近或已經(jīng)達到了設(shè)計壽命，未來若干年內(nèi)，風(fēng)電機組延壽也將成為技改的熱點。

劉輝向記者表示，整機商在技改方面有得天獨厚的技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)集成優(yōu)勢，這些企業(yè)將是未來風(fēng)電技改市場的主要參與者。唐建輝介紹說，國外的風(fēng)電場建成后，其售后的技改和運維服務(wù)一般全部委托給廠家，這也是制造商盈利的重要來源。在此基礎(chǔ)上，業(yè)主與服務(wù)商建立起快速溝通響應(yīng)的機制。為了適應(yīng)不同機組的定制化服務(wù)要求，維斯塔斯的全球技術(shù)庫里儲備著大量快速、有效的解決方案；電子商務(wù)式的網(wǎng)購平臺會為風(fēng)電場提供各類品牌的備品備件，盡可能地滿足技改市場快速、便捷的采購之需。

在談到未來技改市場的發(fā)展空間時，李精家表示，第三方服務(wù)商的發(fā)展空間不會太大。但如果有一定的技術(shù)儲備，在某個局部的技術(shù)領(lǐng)域進行深入研究的話，仍可以一枝獨秀。

對此，天潤新能相關(guān)負責(zé)人也認為以下兩類公司會發(fā)展得很好：一是專業(yè)化、價值呈現(xiàn)相對清晰的，無論進行技改還是提供其他服務(wù)，這類“專而美”的公司都會脫穎而出；二是有規(guī)模經(jīng)濟和商業(yè)模式平臺創(chuàng)新的公司。

中車株洲所進行的并網(wǎng)回路電氣安全改造

對于未來技改市場的發(fā)展方向，劉輝認為，會朝著精細化、智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。技術(shù)方案會更加精細，尤其注重成本控制，技改的后評估也將更加科學(xué)精準。未來，哪怕是提升1%的效能，降低1%的成本，都會成為企業(yè)的追求，精細化經(jīng)營會為企業(yè)帶來差異化的生存狀態(tài)。而利用大數(shù)據(jù)分析和健康管理系統(tǒng)，實現(xiàn)全生命周期的智能化運維，準確識別技改需求，針對性提出科學(xué)有效的技改方案也將成為未來的發(fā)展趨勢。

技改業(yè)務(wù)在本質(zhì)上也是一項服務(wù)，主要是解決客戶的核心需求，為客戶帶來更好的服務(wù)體驗，幫助客戶創(chuàng)造更好的價值收益?？傮w來說，技改方案能夠讓風(fēng)機更安全、更穩(wěn)定地發(fā)更多電，對業(yè)主方都是有吸引力的。技改以及運維等業(yè)務(wù)將成為風(fēng)電市場的一個重要增長點。良好的技改服務(wù)將會促進全行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。（鑒衡認證中心總工程師杜廣平對本文亦有貢獻）