采乃風電場建設管理綜述

朱利明

(大唐四川發(fā)電有限公司，四川 成都 610000)

隨著“碳達峰、碳中和”雙碳目標的提出，作為可再生能源的風力發(fā)電進入了一個新的階段[1-2]。根據(jù)國家相關政策，2020年年底之后陸上風力發(fā)電并網(wǎng)將不再提供發(fā)電補貼，風電行業(yè)正式進入平價時代，由補貼政策導向徹底轉變?yōu)橘Y源與市場導向，風電的盈利空間將大幅度壓縮，這就要求風電在項目開發(fā)之初，做到全鏈條、無死角、高質(zhì)量測算、設計及建設，才能在平價的情況下，實現(xiàn)二十年的運營周期，取得穩(wěn)定的收益。故風電項目的高質(zhì)量開發(fā)和精細化建設是大勢所趨。鑒于已投產(chǎn)的山地風電的造價和成本普遍較高，為切實做到風電項目的成本管控，實現(xiàn)風電全生命周期優(yōu)，筆者結合采乃風電的全過程開發(fā)和建設，從源頭把控風電開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，制定了風險預控措施，并督促各級單位嚴格執(zhí)行。經(jīng)過采乃項目各參建單位的共同努力，裝機99.2MW的整裝風場從開工至投產(chǎn)施工工期為10個月，工程造價7 000元/kW以下。項目的成功開發(fā)，為后續(xù)高原山地風電的建設者提了寶貴的管理經(jīng)驗，有利于推動我國風電產(chǎn)業(yè)的健康良性發(fā)展。

1 工程概況

普格采乃風電場項目位于四川涼山州普格縣耶底鄉(xiāng)、特口鄉(xiāng)、特茲鄉(xiāng)和洛烏鄉(xiāng)境內(nèi)的高原山區(qū)，項目安裝31臺，單臺容量3.2 MW的風電機組，葉輪直徑為155 m，輪轂高度為93.5 m，總裝機容量為99.2 MW，年均發(fā)電量23 151萬kWh，年利用小時數(shù)2 320 h，采取4回35 kV集電線路接入已建的甘天地一期220 kV升壓站。本風電場工程等別屬于大型工程，風電機組塔架地基基礎設計級別為甲級，結構安全等級為一級，基礎設計使用年限為50年，建設總工期12個月。

2 項目特性和施工難點

1)普格采乃風電場地處涼山高原地區(qū)，是典型的高原山地風場，涼山地區(qū)每年10月至次年1月為大風季，風速高達30～50 m/s。大風季與每年10-12月的冰雪期疊加，加之每年7-8月份的雨季，導致年度施工有效時段進一步壓縮。根據(jù)大唐集團公司2020年年底的開工批復，項目全投的時間為2021年12月底，故項目的施工工期十分緊張。

2)大唐四川公司要求采乃風電項目建設成為高原山區(qū)風電的標桿項目。面對標桿工程、一流精品工程等高要求，主觀上項目公司管理上仍存在舊的思想觀念轉變慢，“以包代管”，管理提升難度大等問題。客觀上就要從項目的資源稟賦上做文章，從項目全過程管理的角度出發(fā)，從項目初設階段的設計優(yōu)化、風場的微觀選址，施工招標階段，選取一流的設備、承包商，施工組織等方面下功夫。

3)2020年疫情防控和風電“搶裝潮”等多種因素疊加，導致風力發(fā)電機組和塔筒供貨十分緊張，大部分風場設備供貨并未按期完成。因原供貨合同的部分順延，導致風力發(fā)電機組、塔筒等主要設備供貨緊張在2021年上半年仍會持續(xù)，故本項目按期供貨仍然是重要的建設風險。

4)采乃風電場是典型的高原型山地風電場，道路崎嶇，地形復雜，風機設備運輸及吊裝作業(yè)安全隱患相對較大。故項目具有吊裝平臺狹窄、大件運輸運距長，大型吊裝設備密集高，安全管理難度大等難點。

3 項目全過程管理要點和采取的保障措施

3.1 科學開展項目策劃，做到未雨綢繆

項目工程策劃是工程管理科學化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的基礎和保證，對項目的理解和把握是對項目進行策劃的基礎和重要前提條件，也是項目能否順利實現(xiàn)的關鍵所在。理解和把握決策者的意圖、意志，以及重點、難點的解決思路或合理避讓等主觀方面，并在確定預期目標后對工作內(nèi)容進一步剖析和分解，使之具體化、形態(tài)化和簡明化。風電工程建設中的項目策劃就是在對風電項目有基本的了解、理解和相對準確的把握后，對項目的勘察設計、施工及驗收進行具體、明晰的安排，對進度、質(zhì)量、成本、安全等做到心中有數(shù)、正確處理、積極應對[3]。在具體安排實施過程，這不僅僅是指每天事務性的安排，更是對重要事項做出的安排或決定，如工程設計策劃、工程管理組織策劃、工程進度管理策劃、工程造價管理策劃、安全文明施工策劃、工程質(zhì)量工藝策劃、工程創(chuàng)優(yōu)策劃、施工組織總設計和施工監(jiān)理規(guī)劃大綱等。采乃風電項目取得四川省能源局競價核準后，大唐四川公司第一時間成立了采乃項目工作組，多次對采乃項目的基本情況如工程規(guī)模及特點、建設的重難點、建設環(huán)境、地理氣候等客觀方面進行專題分析，科學開展項目工程總體策劃，要求設計單位進一步論證風資源，深入開展風機機位微觀選址和風機基礎設計優(yōu)化，項目部進一步落實項目招標規(guī)劃，選取一流的設備、一流的承包商。大唐集團公司批復開工后，提前開展工程施工策劃，落實各項保障措施，有效地解決了塔筒鋼板不能按期供貨、大件運輸交通管制、雨季大件運輸難等多項難題，確保了工程的順利推進。

3.2 積極開展設計優(yōu)化，推進精細化設計管理

3.2.1 風資源論證

對于一個工程來講，設計是工程建設的“龍頭”，是工程建設的靈魂，設計標準和方案的確定直接關系到建設項目的成敗。采乃風電的資源稟賦是客觀的，但是如何最有效的利用其風能資源就是設計單位的主要工作。對于風電工程來說，風電風源評估是核心，風機選型是關鍵，微觀選址是靈魂。所以準確評估風資源，是風電前期工作的核心，采乃風電項目采用3443號、3441號、3450號、3936號、3940號、5013號、7422號、7450號、7513號和7549號等10座測風塔的測風數(shù)據(jù)進行本風電場的風能資源評估，按照風電場風能資源評估技術規(guī)定要求，計算了風電場的空氣密度、風切變指數(shù)、湍流強度、50年一遇最大風速、威布爾分布參數(shù)等風參數(shù)，從而進一步論證了采乃的風資源，證明風電場無破壞性風速，盛行風向穩(wěn)定，確定了最大的可開發(fā)資源。

3.2.2 微觀選址和風機選型

微觀選址和風機選型是風電項目優(yōu)化設計的關鍵環(huán)節(jié)。在復雜地形下，微觀選址和機組選型是一個反復迭代的過程，必須采取理論計算和現(xiàn)場實地踏勘相結合的方式進行，綜合軟件測算、現(xiàn)場條件、專家經(jīng)驗及廠家安全性復核意見，綜合考慮風資源、道路、施工平臺、地質(zhì)條件、集電線路、地表附著物等因素，關注湍流、入流角、極值風速、風頻分布、尾流等關鍵因素進行針對性布置，最終實現(xiàn)全場的技術經(jīng)濟最優(yōu)。根據(jù)可研階段采乃風電機組布置成果，對風電場進行了詳細的微觀選址工作，從風資源利用、地形地質(zhì)條件、施工難度、工程占地、環(huán)境保護、敏感性因素等方面對每個風機機位的可行性進行分析判斷，并對可研階段工作確定的可能有問題的風電機組機位及時進行調(diào)整。采乃項目風電場風電機組的布置主要是根據(jù)場址風能資源分布情況和場址建設條件確定，綜合考慮機型及本風電場的風頻分布、風向分布、海拔、地形、地貌、已有設施的位置等影響因素。風電機組布置時對于山脊區(qū)域機位原則按列距不低于3倍風輪直徑、行距不低于5倍風輪直徑考慮，盡量充分利用風能資源。設計單位根據(jù)設備性能，結合微觀選址機位布置，以風能密度圖譜為基礎，結合主導風向、葉輪直徑、風能密度利用最小值等參數(shù)，在區(qū)域范圍內(nèi)按照山地排布規(guī)則，開展全場尋優(yōu)。從資源最優(yōu)點開始排布,逐步形成一個排布方案，依次再從資源次優(yōu)點開始排布，以此類推遍歷場址內(nèi)所有符合條件的點,生成多個排布方案。從所有的排布方案中選出裝機容量最大的方案或整場發(fā)電量最高的方案，并獲取對應的風機機位坐標。根據(jù)風電機組布置優(yōu)化方案，采乃風電場最終安裝31臺單機容量為3.2 MW的風電機組，風電場總裝機容量99.2 MW，從而最大限度地利用風能資源。

3.2.3 風機基礎優(yōu)化

采乃風電項目2019年可研報告，風電機組基礎設計依據(jù)的規(guī)范為《風電機組地基基礎設計規(guī)定(試行)》(FD003—2007)，新版規(guī)范《陸上風電場工程風電機組基礎設計規(guī)范》(NB/T 10311-2019)于2020-05-01日實施，部分結構可靠性指標發(fā)生變化，尤其是修正系統(tǒng)和脫開比的取值。為進一步降低造價，根據(jù)采乃項目的建設時段為2021年，大唐四川公司要求設計單位按照新版規(guī)范對風機基礎進行進一步優(yōu)化。為較準確擬定風機基礎結構方案，框算風機基礎工程量，設計單位依據(jù)最新國家規(guī)范，以已定標的東方風電主機廠家技術資料為設計邊界條件，再次對風機基礎設計方案進行復核，對設計基礎進一步優(yōu)化。在保證結構安全、適用的前提下，單臺風機基礎經(jīng)優(yōu)化，從原設計的457 m3降至340 m3，工程量較可研階段明顯減少約16%，合計節(jié)省約538萬元。

3.3 落實工程施工策劃，科學組織建設工程

1)制定合理工期，優(yōu)化施工組織設計和資源配置[4]。一是根據(jù)合同約定的投產(chǎn)工期，制定各個分部分項工程的工期節(jié)點目標，并根據(jù)節(jié)點目標，優(yōu)化實施性施工組織設計，確定投入的人、材、機等資源配置。根據(jù)工程建設的不同階段，匹配設備資源，尤其主吊資源和設備的匹配，確保最大限度利用主吊，發(fā)揮最大的吊裝效率。二是提前根據(jù)中標的設備參數(shù)對風場道路進行路勘設計，最大限度滿足大件設備運輸，為后期高效運輸和吊裝奠定基礎。三是提前對風機平臺進行3D模型模擬驗算，一機一策，建立“小平臺”的吊裝平臺設計理念，節(jié)約用地，確保風機平臺合理布置，節(jié)約征地和減少開挖面積。四是加強同步協(xié)調(diào)，電網(wǎng)驗收、生產(chǎn)準備提前介入，確保無縫銜接，確保即投產(chǎn)，即穩(wěn)定，即發(fā)揮最大生產(chǎn)效能。

2)嚴格工程造價管控。全員深刻認識造價就是盈利，造價就是生命力，樹立管工程必須管造價理念，持續(xù)貫徹落實“即竣工即結算”。一是將造價管理工作要提前到采乃設計方案階段，夯實工程造價管控基礎。二是建立“按期完工”是項目健康成長，有效控制工程造價的最有效手段，在保證工程安全和質(zhì)量的前提下，控制好關鍵節(jié)點和關鍵工作，加快施工進度，并及時果斷采取糾偏措施，確保項目按期投產(chǎn)，從而有效規(guī)避各類補償、索賠和費用風險[5]。三是加強變更管理，嚴控設計變更，積極引導開展有利于業(yè)主節(jié)支降造、節(jié)約工期的設計優(yōu)化變更。四是注重設計變更文件、重大技術方案調(diào)整的技術經(jīng)濟評審和比選，注重重大變更的經(jīng)濟影響評價。五是按照大唐四川公司造價管理相關辦法，嚴格執(zhí)行審批管理程序，及時進行變更處理和工程量認定。采乃項目從建設之初，就制定了嚴格合同變更管理辦法，建立了造價管理組織機構，明確了各部門變更管理的責權，完善了造價控制流程，規(guī)范了各個環(huán)節(jié)的造價管理內(nèi)容和標準，對變更進行嚴格審查，避免不必要的變更，最終實現(xiàn)了采乃風電場造價控制在7 000元/kW以內(nèi)。

3)加強質(zhì)量過程管理，尤其是各施工工序的管理。風電工程是集風電基礎土方開挖、基礎混凝土澆筑、設備吊裝、電氣設備安裝調(diào)試為一體的綜合性工程，極易發(fā)生大體積混凝土裂紋、螺栓緊固超標等質(zhì)量通病。為消除質(zhì)量通病，全面提升工程施工質(zhì)量，采乃項目加強了入場人員的質(zhì)量意識教育，嚴格材料進場質(zhì)量檢驗制度和驗收程序，要求業(yè)主、監(jiān)理和施工三方質(zhì)監(jiān)人員加強溝通，全程監(jiān)督并參與各個施工工序的驗收，未達到質(zhì)量要求，嚴禁進入下一道工序，從而在源頭上控制施工質(zhì)量。

4)標準化安全環(huán)保管理。一是嚴格按照中國大唐集團的安全管理辦法，健全安全生產(chǎn)責任體系，完善基建安全制度，完善雙防機制，加強風險分級管控和隱患排查雙重預防機制，嚴格執(zhí)行周施工作業(yè)風險防控、月事故隱患排查。強化大件設備吊裝等高風險作業(yè)管控，強化業(yè)主帶班和監(jiān)理旁站，加強作業(yè)人員的安全教育培訓、技術交底，提升作業(yè)人員的安全素質(zhì)，針對危險性較大的作業(yè)裝設視頻監(jiān)控，安排人員對現(xiàn)場作業(yè)實時巡查、監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并糾正現(xiàn)場違章作業(yè)，提升工程現(xiàn)場監(jiān)管能力。二是借鑒其他集團的先進經(jīng)驗，最大限度保護下邊坡原有植被不受擾動，維持下邊坡原有生態(tài)，確?！叭瑫r”。采乃項目以狠抓施工現(xiàn)場安全保障措施，以嚴的作風、實的舉措，確保了基建現(xiàn)場安全平穩(wěn)，從開工至投產(chǎn)發(fā)電，未發(fā)生一起人員傷亡和不良環(huán)保輿論的安全環(huán)保責任事件。

5)業(yè)主、監(jiān)理、施工單位及設備廠家“四位一體”，確保設備供貨。一是受地方交通運力和不定期的交通管制對風電大件設備運輸造成影響，影響工程進度，為積極“破局”，參建四方共同協(xié)調(diào)地方政府，支持大件設備運輸，并采取增加運輸設備，縮短運輸周期等措施，保證了設備供應。二是山地風電施工受天氣和場地制約的影響，設備供貨需求計劃多變，為保證設備供貨和卸貨及時，不造成押車，參建各方建立了日調(diào)度機制，利用微信群平臺在每晚制定次日的運輸計劃，并嚴肅執(zhí)行，若哪家不執(zhí)行，則嚴肅考核，從而保證了設備供貨的及時性和準確性。

4 工程建設成果及亮點

1)項目策劃在工程全過程管理上的成功應用。采乃風電項目從開發(fā)之初，大唐四川公司就破除舊的開發(fā)各階段“各自為政”的管理理念，貫徹了全過程管理理念。從風電工程的風資源論證、初設階段設計優(yōu)化、招投標及施工組織管理進行了綜合策劃，并嚴格實施，采乃項目各階段的進展基本達到了策劃的效果，為后續(xù)的工程全過程管理奠定了管理基礎。

2)設計優(yōu)化取得較大成果。造價是工程的第一生命力，大唐四川公司高度重視設計優(yōu)化和降造工作，先后組織召開了2次大型設計優(yōu)化聯(lián)絡會，就風機微觀選址和風機選型、風機基礎、風場道路、集電線路、升壓站布置、運維方式提出優(yōu)化要求，項目公司及設計單位積極落實優(yōu)化方案，嚴控設計變更，努力降造，最終將采乃造價控制在7 000元/kW以下。

3)利用5G技術，確保風場無線信號全覆蓋，同步建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為安全管控提供了科技手段。積極探索偏遠地區(qū)復雜環(huán)境下的通信研究，利用工業(yè)級無線網(wǎng)橋，由有線網(wǎng)絡接入后遠距離無線發(fā)射至山頂，距離較遠的通過無損中繼的方式進行多級中轉傳輸，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的全覆蓋，確保每個風機機位移動信號全覆蓋，組成數(shù)據(jù)聯(lián)絡實時化、安全管理可視化的項目管理平臺，解決了偏遠山區(qū)通信不暢的問題。

5 結 語

普格采乃風電場通過引入全過程項目管理的理念和方法，通過對項目不同階段的策劃和管理，開展設計優(yōu)化，調(diào)整施工組織管理，優(yōu)化施工工序，重視技術引領，利用大數(shù)據(jù)分析風能資源，利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行安全管控，科學有效管理措施的落實，確保了工程高質(zhì)量建設。在全體參建單位的共同努力下，最終實現(xiàn)了無傷亡事故、無環(huán)保事故的安全環(huán)保目標，工程建設總體優(yōu)良，在工程現(xiàn)場開工晚2個月的基礎上，最終實現(xiàn)了按期投產(chǎn)發(fā)電，施工總工期10個月，較計劃總工期縮短了2個月，工程造價控制在7 000元/kW之內(nèi)。