傳統檢修策略及創新實踐

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條件，自上世紀60年代起大力開發水電資源，積累了豐富的水電建設和運營經驗。自上世紀80年代，巴西開始推進電力市場改革，電力資產開始私有化，政府拍賣電站特許權經營權，目前巴西能源私有化進程仍在持續推進中。中國的水電行業經歷了百年發展歷程，新中國成立后，水電行業翻開了新的篇章，改革開放后，中國水電建設步伐明顯加快。進入21世紀，中國水電技術全面加速發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企業，全面負責三峽工程的建設與運營，滾動開發向家壩、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和運營管理經驗。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座聯合控股水電站和11座參股風電場，可控和權益裝機共828萬kW，是巴西第三大發電公司。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，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、監管要求、標準。在此基礎上，三峽巴西融合中巴電力生產管理經驗，特別是把三峽集團在國內三峽電站以及其他大型水電站運行管理經驗、中國及三峽標準融入到巴西本地化實踐中，持續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檢修模式上所做的創新實踐。

1 巴西水電站傳統檢修模式

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備運行時間和對設備狀況預測分析的結果，確定設備的檢修周期，以減少或防止可能的故障。預防性檢修與設備狀態緊密結合，這種基于設備狀態的預防性檢修安排更加合理。糾正性檢修完全取決于設備是否暴露出缺陷，或通過狀態監測和趨勢診斷提前發現隱性故障，并及時進行檢修處理。糾正性檢修是針對設備暴露的故障，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管要求或監管導向造成的。

1.2 巴西監管體制

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，水電站每期特許權通常為30年。為了衡量水電站的經濟特性，電力監管機構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，巴西電力調度機構統一調度全國水電資源，水文風險各電站共擔。發電公司發電收入主要由保證容量確定，與發電量關系非常小。另外發電公司要保證電站機組設備可利用率滿足監管考核的參考值以上，否則將面臨罰款和保證容量被下調的風險。在此監管機制下，發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管考核值以上，并有一定的裕度。發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。特別是在發電資產進入一個特許權周期的后期，發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生的非計劃停運留有一定的裕度。

電力監管機構基本上也不考核設備故障率和機組非停率，除非由于電站管理不善，對電網造成大的損失。

在此監管機制下，巴西電站的管理相比國內電站管理比較粗放，設備預防性檢修策略上也有明顯的區別。

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是三峽集團國內生產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，是由于監管規則的導向造成的。主要原因包括以下方面：

1)監管機構主要考核可利用率，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，而國內電站發電收入是靠實際的發電量，在枯水期，在有足夠可用容量的基礎上，其他機組有條件進行檢修，對發電收入沒有影響；

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，發電公司沒必要投入更多的成本；

3)監管機構不考核機組非停，因此發電公司不把控制機組非停、保持機組運行穩定性作為一個重要的運營目標。

2 巴西水電站傳統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，機組主設備和輔助設備一些隱性缺陷不能及時發現，機組長時間運行，傳感器、電纜端子都會出現松動的現象，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，包括設計原因、設備檢修原因、以及運維管理原因。設備沒有得到及時維護是其中一個重要原因。

由于巴西的監管規則和以上分析的原因，巴西各水電站的非停率都很高，這是一個普遍現象。從巴西國家電網調度中心獲得的數據得知，三峽巴西電站故障率都遠低于電網平均故障率。

另外，還有一種比較嚴重的情況，在電站特許經營權的后期，因電站特許經營權在市場拍賣存在不確定性，發電公司不確定能否獲取下一輪特許經營權，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，電站在特許經營權后期的幾年，機組連正常的定期維護MPP1、MPP2也得不到保障，設備會嚴重欠修。

巴西水電站這種為了適應國家監管規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，對電網穩定性造成威脅；另一方面，機組隱性故障不能及時發現，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新實踐

3.1 三峽巴西檢修策略創新

為了改變三峽巴西機組非停率高、設備故障頻發的情況，三峽巴西管理者在充分尊重本地管理習慣，遵守監管要求的基礎上，把三峽集團總部檢修經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的主要檢修內容如表3。

表3 MPP0檢修內容

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，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，實現把檢修工期控制在60 d以內。

4 三峽巴西水電站檢修策略創新成果

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，發現大量隱性缺陷，及時得到了處理，避免了重大設備事故的發生；同時電站非計劃停運也有明顯下降[4]。

4.1 檢修期間發現的缺陷

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

表4 三峽巴西部分電站MPP0發現的缺陷

4.2 機組非計劃停運情況

三峽巴西通過實施MPP0，在檢修過程中發現很多隱性缺陷，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。如前所述，三峽巴西2018年非停次數為72次，2019年為77次，而2020年非停次數為35次。

盡管2020年公司剛啟動MPP0，非停次數已有明顯降低。

5 結 語

由于監管要求的不同，中國和巴西水電站管理文化存在差異，設備檢修策略也不同。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化，取得了很好的效果。

這一實踐經驗可以為中國能源企業在海外的資產管理提供借鑒。