傳統(tǒng)檢修策略及創(chuàng)新實踐

楊 艷，曹長沖

(1. 三峽國際能源投資集團有限公司，北京 100033； 2. 中國三峽國際電力運營有限公司，湖北 宜昌 443003)

中國和巴西同屬于水電大國。巴西是世界上水電資源最豐富的國家之一，擁有得天獨厚的水電資源和開發(fā)條件，自上世紀60年代起大力開發(fā)水電資源，積累了豐富的水電建設(shè)和運營經(jīng)驗。自上世紀80年代，巴西開始推進電力市場改革，電力資產(chǎn)開始私有化，政府拍賣電站特許權(quán)經(jīng)營權(quán)，目前巴西能源私有化進程仍在持續(xù)推進中。中國的水電行業(yè)經(jīng)歷了百年發(fā)展歷程，新中國成立后，水電行業(yè)翻開了新的篇章，改革開放后，中國水電建設(shè)步伐明顯加快。進入21世紀，中國水電技術(shù)全面加速發(fā)展并趕超世界先進水平。中國和巴西在大壩及電站管理上交流頻繁，一直在相互學習。

中國三峽集團有限公司(CTG)是中國最大的清潔能源集團和全球最大的水電開發(fā)企業(yè)，全面負責三峽工程的建設(shè)與運營，滾動開發(fā)向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德4座巨型水電站，積累了豐富的水電工程建設(shè)和運營管理經(jīng)驗。三峽集團于2013年進軍巴西電力市場，在巴西圣保羅注冊設(shè)立三峽巴西公司，三峽巴西目前持有14座控股水電站、3座聯(lián)合控股水電站和11座參股風電場，可控和權(quán)益裝機共828萬kW，是巴西第三大發(fā)電公司。三峽巴西負責14座控股水電站的運營管理。

作為一個巴西本地化企業(yè)，三峽巴西充分尊重巴西本土文化和習慣，遵守巴西法律法規(guī)、監(jiān)管要求、標準。在此基礎(chǔ)上，三峽巴西融合中巴電力生產(chǎn)管理經(jīng)驗，特別是把三峽集團在國內(nèi)三峽電站以及其他大型水電站運行管理經(jīng)驗、中國及三峽標準融入到巴西本地化實踐中，持續(xù)提升三峽巴西水電站運行管理水平。本文就是介紹分析三峽巴西基于巴西電站傳統(tǒng)檢修模式上所做的創(chuàng)新實踐。

1 巴西水電站傳統(tǒng)檢修模式

1.1 總體檢修策略

總體檢修策略[1]方面，巴西水電站檢修分為預防性檢修和糾正性檢修。

預防性檢修是基于設(shè)備運行時間和對設(shè)備狀況預測分析的結(jié)果，確定設(shè)備的檢修周期，以減少或防止可能的故障。預防性檢修與設(shè)備狀態(tài)緊密結(jié)合，這種基于設(shè)備狀態(tài)的預防性檢修安排更加合理。糾正性檢修完全取決于設(shè)備是否暴露出缺陷，或通過狀態(tài)監(jiān)測和趨勢診斷提前發(fā)現(xiàn)隱性故障，并及時進行檢修處理。糾正性檢修是針對設(shè)備暴露的故障，在預防性檢修計劃以外的檢修。

在總體檢修策略上，中國水電站與巴西水電站類似。但是在如何執(zhí)行預防性檢修策略上，巴西電站和中國電站卻存在較大差異，這一差異從根本上來說是監(jiān)管要求或監(jiān)管導向造成的。

1.2 巴西監(jiān)管體制

如前所述，巴西自上世紀80年代開始推進電力市場改革[2]，改革的核心就是能源私有化。私有化后，政府出售電站運營特許權(quán)，水電站每期特許權(quán)通常為30年。為了衡量水電站的經(jīng)濟特性，電力監(jiān)管機構(gòu)定義了物理保證容量，保證容量反映了電站在長期運行中能夠基本保證提供的電量。為了保證全國水資源最大化利用，巴西電力調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度全國水電資源，水文風險各電站共擔。發(fā)電公司發(fā)電收入主要由保證容量確定，與發(fā)電量關(guān)系非常小。另外發(fā)電公司要保證電站機組設(shè)備可利用率滿足監(jiān)管考核的參考值以上，否則將面臨罰款和保證容量被下調(diào)的風險。在此監(jiān)管機制下，發(fā)電公司運營管理電站的一個基本原則是通過維護，使得電站可利用率維持在監(jiān)管考核值以上，并有一定的裕度。發(fā)電公司不會投入太大的成本來無限制地提升可利用率，因為成本投入和收益不成正比。特別是在發(fā)電資產(chǎn)進入一個特許權(quán)周期的后期，發(fā)電公司往往只做很小的投入，保證電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，在安排設(shè)備檢修時，要充分考慮檢修對電站可利用率的影響，因此，巴西電站設(shè)備預防性檢修往往需要有一個較長期的計劃，在制定計劃時還要為可能發(fā)生的非計劃停運留有一定的裕度。

電力監(jiān)管機構(gòu)基本上也不考核設(shè)備故障率和機組非停率，除非由于電站管理不善，對電網(wǎng)造成大的損失。

在此監(jiān)管機制下，巴西電站的管理相比國內(nèi)電站管理比較粗放，設(shè)備預防性檢修策略上也有明顯的區(qū)別。

1.3 預防性檢修策略

巴西水電站機組的主要檢修等級分為MPP1、MPP2。MPP是周期性預防性檢修(periodic preventive maintenance)的簡稱。MPP1相當于小修，MPP2相當于大修。

MPP1、MPP2的檢修周期、檢修工期和主要檢修項目如表1。

表2是三峽集團國內(nèi)生產(chǎn)單位長江電力機組的主要檢修策略。

表2 長江電力機組主要檢修策略

對比可知，巴西電站的MPP1在檢修內(nèi)容、檢修工期上相當于長江電力的C修和D修，MPP2相當于長江電力的A修和B修。最大的不同在于，長江電力每年都開展C修或D修，而巴西電站要5年以上才開展一次MPP1。

巴西水電站這種檢修策略，是由于監(jiān)管規(guī)則的導向造成的。主要原因包括以下方面：

1)監(jiān)管機構(gòu)主要考核可利用率，頻繁的檢修必定影響可利用率，因此巴西水電站在安排檢修工作時非常謹慎，而國內(nèi)電站發(fā)電收入是靠實際的發(fā)電量，在枯水期，在有足夠可用容量的基礎(chǔ)上，其他機組有條件進行檢修，對發(fā)電收入沒有影響；

2)檢修工作需要投入成本，如果電站可利用率在考核值以上并有一定裕度，發(fā)電公司沒必要投入更多的成本；

3)監(jiān)管機構(gòu)不考核機組非停，因此發(fā)電公司不把控制機組非停、保持機組運行穩(wěn)定性作為一個重要的運營目標。

2 巴西水電站傳統(tǒng)檢修模式存在的問題

由于電站機組約5年才做一次定期檢修，機組主設(shè)備和輔助設(shè)備一些隱性缺陷不能及時發(fā)現(xiàn)，機組長時間運行，傳感器、電纜端子都會出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，直接后果就是造成機組非計劃停運率高，而且一些小故障會累計成大故障。

三峽巴西負責管理的14個電站共70臺機組，機組非停率很高。其中，2018年非停72次，2019年非停77次。當然，三峽巴西機組非停率高的原因是多方面的，包括設(shè)計原因、設(shè)備檢修原因、以及運維管理原因。設(shè)備沒有得到及時維護是其中一個重要原因。

由于巴西的監(jiān)管規(guī)則和以上分析的原因，巴西各水電站的非停率都很高，這是一個普遍現(xiàn)象。從巴西國家電網(wǎng)調(diào)度中心獲得的數(shù)據(jù)得知，三峽巴西電站故障率都遠低于電網(wǎng)平均故障率。

另外，還有一種比較嚴重的情況，在電站特許經(jīng)營權(quán)的后期，因電站特許經(jīng)營權(quán)在市場拍賣存在不確定性，發(fā)電公司不確定能否獲取下一輪特許經(jīng)營權(quán)，所以不愿意再做更多的檢修投入，僅僅維持電站可利用率在考核值以上。這一情況造成的后果是，電站在特許經(jīng)營權(quán)后期的幾年，機組連正常的定期維護MPP1、MPP2也得不到保障，設(shè)備會嚴重欠修。

巴西水電站這種為了適應(yīng)國家監(jiān)管規(guī)則的檢修策略有一定的合理性，但是也存在一些問題。一方面，機組缺乏及時檢修，故障頻發(fā)，對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成威脅；另一方面，機組隱性故障不能及時發(fā)現(xiàn)，小故障積累成大故障，這將影響機組各部件的運行壽命，可能引起大的設(shè)備事故，事故后的處理可能造成對可利用率更大的影響。

3 三峽巴西水電站檢修策略創(chuàng)新實踐

3.1 三峽巴西檢修策略創(chuàng)新

為了改變?nèi)龒{巴西機組非停率高、設(shè)備故障頻發(fā)的情況，三峽巴西管理者在充分尊重本地管理習慣，遵守監(jiān)管要求的基礎(chǔ)上，把三峽集團總部檢修經(jīng)驗融入到本地管理體系[3-4]，在巴西原有的MPP1、MPP2檢修策略上，增加了MPP0。MPP0類似于長江電力的D修，所有機組每年開展1次，檢修工期3～5 d。

MPP0的主要檢修內(nèi)容如表3。

表3 MPP0檢修內(nèi)容

3.2 對可利用率的影響和對策

機組增加MPP0后，檢修時間必然影響到電站的可利用率，對多年檢修計劃帶來沖擊。為了解決這一影響，三峽巴西技術(shù)團隊對增加MPP0后的電站可利用率進行測算，為了保證電站可利用率維持在一定安全裕度以內(nèi)，需要對其他檢修時間進行壓縮。具體策略為[5]，將MPP2的檢修工期由100 d壓縮到60 d，并適當增加公司檢修團隊人員數(shù)量，一方面是開展MPP0檢修，另一方面在進行MPP2時，檢修團隊兩班倒進行工作，實現(xiàn)把檢修工期控制在60 d以內(nèi)。

4 三峽巴西水電站檢修策略創(chuàng)新成果

三峽巴西實行MPP0不足1年時間，但是效果已非常明顯，在MPP0檢修期間，發(fā)現(xiàn)大量隱性缺陷，及時得到了處理，避免了重大設(shè)備事故的發(fā)生；同時電站非計劃停運也有明顯下降[4]。

4.1 檢修期間發(fā)現(xiàn)的缺陷

表4是三峽巴西伊利亞、朱比亞電站部分機組2020年MPP0期間發(fā)現(xiàn)的缺陷情況。

表4 三峽巴西部分電站MPP0發(fā)現(xiàn)的缺陷

4.2 機組非計劃停運情況

三峽巴西通過實施MPP0，在檢修過程中發(fā)現(xiàn)很多隱性缺陷，及時得到處理，避免了故障的擴大或引起大的事故，也降低了非停次數(shù)。如前所述，三峽巴西2018年非停次數(shù)為72次，2019年為77次，而2020年非停次數(shù)為35次。

盡管2020年公司剛啟動MPP0，非停次數(shù)已有明顯降低。

5 結(jié) 語

由于監(jiān)管要求的不同，中國和巴西水電站管理文化存在差異，設(shè)備檢修策略也不同。三峽巴西立足于提升電站運維管理水平，在中國和巴西兩種管理模式中找到平衡點，把中國水電站檢修管理好的經(jīng)驗，變成一種本地團隊能夠接受的方式融入到本地化管理體系，對原有體系不造成大的沖擊，又對原有體系進行了補充和優(yōu)化，取得了很好的效果。

這一實踐經(jīng)驗可以為中國能源企業(yè)在海外的資產(chǎn)管理提供借鑒。