優化項目全價值鏈管控迎接風電平價時代的挑戰

文|梁振飛

競價、平價、變革、調整、轉型等是近兩年風電行業出現比較頻繁的詞匯。特別是風電平價，更是成為行業矚目的焦點。從2015年底開始，國家對風電執行每年電價下調的梯度電價，提出到2020年基本實現平價上網。目前對于“三北”地區風能資源比較好的風電場，如果不限電，近期有可能實現平價上網，然而還有相當一部分風電場很難滿足自有資金內部收益率10%的要求，更無法滿足平價上網條件。同時，執行競價或平價后，開發風電項目從關注內部資金收益率轉向平準化度電成本（LCOE）。下一階段，風電行業應該把平價上網的壓力變為提質增效的動力，將降低開發和運維成本作為重中之重，從風電項目全生命周期各環節發力，為實現風電項目的平價上網而不懈努力。

當前大多數項目無法滿足平價上網條件

如果按照2018年四類地區標桿電價，加權測算各地風電每年的新增發電量，實際上今年風電度電補貼強度是0.12元/千瓦時，這意味著當前大多數項目無法滿足平價上網條件（表1）。

表1 “三北”地區現行電價與平價上網自有資金內部收益率對比

風電項目投資與運維成本分析

當一種能源從替代能源變成主力能源之后，經濟性是評價該能源能否取得更大發展的關鍵性因素，這是對平價上網的一個認知。在傳統開發模式下，風電項目開發建設及運營具有一定的容錯空間，更多地關注自有資金內部收益率；但在當下受電價下行的影響，項目成本的控制接近底線，更多地關注平準化度電成本。

當前，平準化度電成本是基于全生命周期考量評價風電項目是否可行的一個重要指標，其計算公式為：（初期投資-全生命周期內因折舊導致的稅收減免+全生命周期內運營成本導致的成本-固定資產殘值的現值）/生命周期總的發電量。可見，初期投資和運維成本是其中的主要影響因素，因此，需要對這兩項進行分析。

一、風電項目全生命周期要素構成（圖1）

圖1 風電項目全生命周期要素構成

二、費用構成

（一）成本組成

風電項目全生產周期主要包括16項具體費用，包括項目前期費用、收資費用、可研報告編制審查費、項目咨詢費、征地費、詳勘費、五通一平費、主機、塔筒、土地、項目管理、監理、建筑安裝、升壓站、集電線路及運維費等。

（二）成本分析

通過成本分析，占總投資比例比較大的部分如表2所示。由表可知，風電設備占比是最大的。隨著技術不斷進步，風電機組向大容量、低風速機型發展。由表3可知，近年來，各機型的造價不斷降低。2017年，2.5MW以上機型的裝機占到43%。2017年，風電技術創新碩果累累，新機型種類創歷史新高，整機價格最低降到3200元/千瓦。對于整機廠家而言，由于其技術（包括機械、材料、制造工藝、發展路線）是在傳統技術上的突破，需要一定的積累和沉淀；且面臨行業內和整個能源產業的競爭，因此，機組價格的下降對降低度電成本的貢獻微乎其微。

圖2 整機廠家降低成本措施

表2 主要成本占比

表3 近年部分機型及價格

相對而言，風電投運后，機組運維成本占總成本的20%。根據經驗，機組維修率為1%～1.5%，機組運維成本約0.07～0.1元/千瓦時。因此，降低運維成本非常關鍵。

當前，大批量風電機組將出質保期，如果現場生產維護人員配置、技術能力、故障預判、備品備件管理等基礎工作達不到要求，反而會增加運維成本。目前，在運維水平提升上，還有很大潛力可挖掘。

（三）整機廠家降低成本的措施（圖2）

（四）目前運維成本控制現狀

分析風電運維現狀可知，在風電運維成本組成中，機組大部件損壞導致電量損失占比高。機組發生故障后恢復時間比較長；機組半年檢、全年檢存在漏檢項，導致機組處于欠修狀況。存在的主要問題可總結為：人員配置不足、技術能力達不到要求；未實現在線監測、大數據和故障預判，導致項目漏檢，重大技術問題無法及時發現及處理；定檢和故障后檢修的模式，使得機組維護成本高。

提升項目價值的幾點思考

迎接平價時代的挑戰，在風電項目開發、建設及運維管理過程中應該采取提質增效、降低成本的措施。以下針對全生命周期的關鍵環節，主要從前期風能資源評估、工程設計優化、項目建設管理及后期運維管理等四個方面進行分析。

一、前期風能資源精細化評估

前期風能資源評估是風電項目開發、建設及運維的重要環節，是風電項目的根本，對風能資源進行精細化評估是風電項目取得良好經濟效益的關鍵。

（一）測風塔數據要具有代表性

對于平坦地形，可選一處位置進行測風；而對于復雜地形，可適當增加測風塔。在山地丘陵地區建設風電場，應對風電機組進行預布置，然后選擇風電機組集中布置區域樹立測風設備，如果場址山脈走向不同，應在不同山脈樹立測風塔，突出地形或受到山脈遮擋處需樹立測風塔。平坦地形測風設備水平代表距離不超過5公里；復雜地形測風設備水平代表距離不超過3公里，垂直代表距離不超過100米。

（二）微觀選址技術的深入研究和風能資源模塊的持續改進

風能資源精細化評估模塊主要有測風數據處理、長期數據訂正、地形圖修補、微觀選址計算、特定場址選型、發電量計算等。通過風能資源各模塊的持續改進，可以更加有針對性地根據風電場設計原則與風電機組類型進行風電場選址和選型優化。

二、工程設計優化

建設成本低、經營效益高的風電項目，就必須做好設計優化工作。優化設計、降本增效是一項復雜的系統工程，涉及設計、采購、建筑安裝、生產運營等方面。通過優化設計可有效控制工程造價、提升工程管理水平和實現項目全生產周期效益最大化。

（一）設備選型

業主應與整機廠家緊密合作，創新風能資源評估合作模式，實現整機設備的定制化設計，并根據風電場風能資源條件設計專門的塔筒。在可研階段實行帶方案的預招標，業主與整機廠家共同對指標進行確認，要求整機廠家提供風電機組選型方案，微觀選址方案，基礎及塔筒的設計、運輸方案，安裝方案等整體解決方案。這樣，在同一個風電場，實現了定制化的選址方案。對于這種預招標方案，需要把握好四個方面（1242原則）：一個目標（單位造價下的發電量）；守住核準容量和土地的批復紅線；優化四個參數（單機容量、風輪直徑、輪轂高度和機組位置）；做好兩個承諾。

（二）場內集電線路設計

場內集電線路設計非常關鍵，優化設計不僅可以降低工程造價，也可減少后期運維成本；場內集電線路設計需要綜合考慮機位布置、路徑地質條件、氣候環境（降雨量和雷電）等因素，同時做好與其他專業（包括道路、電氣、通信等）施工的協調配合，線路通道避開防護林和景觀區。

（三）場內道路設計

場內道路的設計，在風電場建設中至關重要，既要考慮風力機、塔筒、葉片等設備本身重量和長度，也要考慮運輸車輛和吊裝設備進出場的情況，同時，在設計時，盡可能利用原有道路，減少路徑長度，控制道路等級和標準。

（四）風電機組基礎設計

目前，風電機組向超高塔筒、超長葉片發展，從而使基礎承受的豎向、徑向載荷及地震引起的傾覆力矩增加，因此，對風電機組基礎的設計提出更高的要求。在基礎設計時應深入分析巖石勘察報告和土層特性，根據分析結果，對不同形式的基礎（自重式基礎、梁板式、樁基礎、P&H無張力灌注樁基礎、巖石錨桿基礎等）進行分析計算，確定基礎尺寸和工程量，再經過技術經濟論證比選，在保證安全的情況下，合理優化鋼筋和混凝土用量，降低造價。

三、建設項目的管理成本控制

風電項目的管理也是影響成本的關鍵因素，但是目前風電建設項目的成本控制并不完善，因而需要采取做好建設前期、中期及后期成本管理，加大項目成本控制的力度和完善成本考核制度等措施。目前風電建設管理的現狀概括來講：一是風電的快速發展導致項目管理的經驗不足；二是目前整機廠家較多，設備設計、制造及材質選擇差別很大；三是由于項目受環境因素的影響非常大，施工過程中發生不確定性事件的概率大；四是風電場占地范圍廣，風險管理的難度非常大。

（一）建設前期的策劃

首先要準確掌握基礎數據，充分了解風能資源、氣象、高差、林木等因素，特別是在地質相對復雜的地段，如對現場基礎數據掌握不足，會導致后期施工過程中機位選址不準確、材料不足、道路過于理想及工程出現較大變更等情況頻發，反而會使投入大幅度增加。其次，編制合理完善的項目概算，嚴格按年的價格水平和國家政策編制，準確收集整理項目建設的資料，在設施和原料保證質量和需求的前提下，以節約為基準，既可以實現成本控制，也可以讓項目順利進行。

（二）建設中成本管理

首先，項目負責人應在項目建設開始前組織成立各專業工作小組，及時解決施工中出現的各專業問題，及時處理現場的違紀行為和機械化故障，監督施工的進度，同時還包括材料設備的催交等多方面的內容。其次，合理安排設備進場和施工工序。充分考慮材料設備生產進度、天氣、交通狀況、吊車等因素，安排好材料設備到場時間、批次數量。制定施工過程中各專業領域交叉作業機制，不因一方原因導致其他專業施工隊伍無法施工作業，吊車、鉤機等施工設備閑置，工期延期以及成本管理風險大大增加。

（三）施工后成本管理

風電項目竣工后，應在保證質量的前提下及時組織驗收工作，如發現問題立即責成相關施工單位或設備廠家提出解決方案并處理，避免因驗收不合格或因問題含糊處理，導致項目投產延期、后續維護成本加大。同時相關驗收材料應存放合理，便于內、外業驗收有序進行。

四、從日常的巡檢、定檢到狀態檢修的轉變

建設好“三個平臺，兩個體系”。其中，三個平臺是集中監控平臺、在線故障診斷平臺、智能終端平臺；兩個體系是智能及信息化運維管理決策體系和技術優化體系。

（一）集中監控平臺

針對風電場單臺機組容量小、數量多、場址分散的特點，為發揮區域規模化優勢，利用先進的信息技術，采取集約化、專業化管理，實現區域內電站的集中監控、綜合數據分析和統一運維管理，進一步優化現場人力資源配置，提升管理效率和經營效益。

（二）故障診斷平臺

建立區域數據中心，統一編碼和存儲所有接入數據。實現風電機組性能診斷及健康診斷，一方面實時監測、診斷風電機組運行健康狀態；另一方面，監測風電機組運行性能，尋找問題機組并提出合理化建議，提升風能利用率。

圖3 友好型風電場具備的基本條件

圖4 故障診斷系統

圖5 移動終端指導體系

（三）智能移動終端維護指導平臺（圖5）

（四）智能及信息化運維管理決策體系

圖6 運維管理決策體系

圖7 技術優化策略

建立智能及信息化運維管理決策體系，系統通過對標準化檢修作業文件包的完善及知識庫的建立（包括設備基本信息、故障診斷信息、維修操作知識、安全知識、標準及規程等），為運行維護提供決策依據；同時，系統還可以對設備缺陷、備品備件等信息進行統計分析，并最終與監測、評價、診斷模塊形成閉環。

（五）技術優化體系

我國風電行業發展迅速，隨著設備的老化，越來越多的機組有技術優化方面的需求，目前有很多機組都已經通過技改優化，明顯提升了發電量。

五、機制創新

在內部挖掘潛力是必須的，但與此同時，要建立一些機制，如建立可再生能源配額制，促進電網對新能源的消納，減少限電損失；實施綠證補貼，促進用戶使用綠色能源的積極性；合理建立市場化交易；推動電力系統由垂直的一體化向分散化、網格化方向發展，將電力系統中現存的靈活性資源調動起來；積極推進分布式風力發電的發展等。

結論

當下，新能源行業去補貼不可逆，我們更清楚認識到了價值思維和成本優先理念的重要性。為了應對平價上網的挑戰，本文思考和分析了項目全生命周期關鍵環節，探討了通過設計優化以及管理和發展模式創新，不斷推動技術進步、達到降低成本目的的可行性。相信在大家共同努力下，風電行業將會實現健康穩定的發展。