优化项目全价值链管控迎接风电平价时代的挑战

文|梁振飞

竞价、平价、变革、调整、转型等是近两年风电行业出现比较频繁的词汇。特别是风电平价，更是成为行业瞩目的焦点。从2015年底开始，国家对风电执行每年电价下调的梯度电价，提出到2020年基本实现平价上网。目前对于“三北”地区风能资源比较好的风电场，如果不限电，近期有可能实现平价上网，然而还有相当一部分风电场很难满足自有资金内部收益率10%的要求，更无法满足平价上网条件。同时，执行竞价或平价后，开发风电项目从关注内部资金收益率转向平准化度电成本（LCOE）。下一阶段，风电行业应该把平价上网的压力变为提质增效的动力，将降低开发和运维成本作为重中之重，从风电项目全生命周期各环节发力，为实现风电项目的平价上网而不懈努力。

当前大多数项目无法满足平价上网条件

如果按照2018年四类地区标杆电价，加权测算各地风电每年的新增发电量，实际上今年风电度电补贴强度是0.12元/千瓦时，这意味着当前大多数项目无法满足平价上网条件（表1）。

表1 “三北”地区现行电价与平价上网自有资金内部收益率对比

风电项目投资与运维成本分析

当一种能源从替代能源变成主力能源之后，经济性是评价该能源能否取得更大发展的关键性因素，这是对平价上网的一个认知。在传统开发模式下，风电项目开发建设及运营具有一定的容错空间，更多地关注自有资金内部收益率；但在当下受电价下行的影响，项目成本的控制接近底线，更多地关注平准化度电成本。

当前，平准化度电成本是基于全生命周期考量评价风电项目是否可行的一个重要指标，其计算公式为：（初期投资-全生命周期内因折旧导致的税收减免+全生命周期内运营成本导致的成本-固定资产残值的现值）/生命周期总的发电量。可见，初期投资和运维成本是其中的主要影响因素，因此，需要对这两项进行分析。

一、风电项目全生命周期要素构成（图1）

图1 风电项目全生命周期要素构成

二、费用构成

（一）成本组成

风电项目全生产周期主要包括16项具体费用，包括项目前期费用、收资费用、可研报告编制审查费、项目咨询费、征地费、详勘费、五通一平费、主机、塔筒、土地、项目管理、监理、建筑安装、升压站、集电线路及运维费等。

（二）成本分析

通过成本分析，占总投资比例比较大的部分如表2所示。由表可知，风电设备占比是最大的。随着技术不断进步，风电机组向大容量、低风速机型发展。由表3可知，近年来，各机型的造价不断降低。2017年，2.5MW以上机型的装机占到43%。2017年，风电技术创新硕果累累，新机型种类创历史新高，整机价格最低降到3200元/千瓦。对于整机厂家而言，由于其技术（包括机械、材料、制造工艺、发展路线）是在传统技术上的突破，需要一定的积累和沉淀；且面临行业内和整个能源产业的竞争，因此，机组价格的下降对降低度电成本的贡献微乎其微。

图2 整机厂家降低成本措施

表2 主要成本占比

表3 近年部分机型及价格

相对而言，风电投运后，机组运维成本占总成本的20%。根据经验，机组维修率为1%～1.5%，机组运维成本约0.07～0.1元/千瓦时。因此，降低运维成本非常关键。

当前，大批量风电机组将出质保期，如果现场生产维护人员配置、技术能力、故障预判、备品备件管理等基础工作达不到要求，反而会增加运维成本。目前，在运维水平提升上，还有很大潜力可挖掘。

（三）整机厂家降低成本的措施（图2）

（四）目前运维成本控制现状

分析风电运维现状可知，在风电运维成本组成中，机组大部件损坏导致电量损失占比高。机组发生故障后恢复时间比较长；机组半年检、全年检存在漏检项，导致机组处于欠修状况。存在的主要问题可总结为：人员配置不足、技术能力达不到要求；未实现在线监测、大数据和故障预判，导致项目漏检，重大技术问题无法及时发现及处理；定检和故障后检修的模式，使得机组维护成本高。

提升项目价值的几点思考

迎接平价时代的挑战，在风电项目开发、建设及运维管理过程中应该采取提质增效、降低成本的措施。以下针对全生命周期的关键环节，主要从前期风能资源评估、工程设计优化、项目建设管理及后期运维管理等四个方面进行分析。

一、前期风能资源精细化评估

前期风能资源评估是风电项目开发、建设及运维的重要环节，是风电项目的根本，对风能资源进行精细化评估是风电项目取得良好经济效益的关键。

（一）测风塔数据要具有代表性

对于平坦地形，可选一处位置进行测风；而对于复杂地形，可适当增加测风塔。在山地丘陵地区建设风电场，应对风电机组进行预布置，然后选择风电机组集中布置区域树立测风设备，如果场址山脉走向不同，应在不同山脉树立测风塔，突出地形或受到山脉遮挡处需树立测风塔。平坦地形测风设备水平代表距离不超过5公里；复杂地形测风设备水平代表距离不超过3公里，垂直代表距离不超过100米。

（二）微观选址技术的深入研究和风能资源模块的持续改进

风能资源精细化评估模块主要有测风数据处理、长期数据订正、地形图修补、微观选址计算、特定场址选型、发电量计算等。通过风能资源各模块的持续改进，可以更加有针对性地根据风电场设计原则与风电机组类型进行风电场选址和选型优化。

二、工程设计优化

建设成本低、经营效益高的风电项目，就必须做好设计优化工作。优化设计、降本增效是一项复杂的系统工程，涉及设计、采购、建筑安装、生产运营等方面。通过优化设计可有效控制工程造价、提升工程管理水平和实现项目全生产周期效益最大化。

（一）设备选型

业主应与整机厂家紧密合作，创新风能资源评估合作模式，实现整机设备的定制化设计，并根据风电场风能资源条件设计专门的塔筒。在可研阶段实行带方案的预招标，业主与整机厂家共同对指标进行确认，要求整机厂家提供风电机组选型方案，微观选址方案，基础及塔筒的设计、运输方案，安装方案等整体解决方案。这样，在同一个风电场，实现了定制化的选址方案。对于这种预招标方案，需要把握好四个方面（1242原则）：一个目标（单位造价下的发电量）；守住核准容量和土地的批复红线；优化四个参数（单机容量、风轮直径、轮毂高度和机组位置）；做好两个承诺。

（二）场内集电线路设计

场内集电线路设计非常关键，优化设计不仅可以降低工程造价，也可减少后期运维成本；场内集电线路设计需要综合考虑机位布置、路径地质条件、气候环境（降雨量和雷电）等因素，同时做好与其他专业（包括道路、电气、通信等）施工的协调配合，线路通道避开防护林和景观区。

（三）场内道路设计

场内道路的设计，在风电场建设中至关重要，既要考虑风力机、塔筒、叶片等设备本身重量和长度，也要考虑运输车辆和吊装设备进出场的情况，同时，在设计时，尽可能利用原有道路，减少路径长度，控制道路等级和标准。

（四）风电机组基础设计

目前，风电机组向超高塔筒、超长叶片发展，从而使基础承受的竖向、径向载荷及地震引起的倾覆力矩增加，因此，对风电机组基础的设计提出更高的要求。在基础设计时应深入分析岩石勘察报告和土层特性，根据分析结果，对不同形式的基础（自重式基础、梁板式、桩基础、P&H无张力灌注桩基础、岩石锚杆基础等）进行分析计算，确定基础尺寸和工程量，再经过技术经济论证比选，在保证安全的情况下，合理优化钢筋和混凝土用量，降低造价。

三、建设项目的管理成本控制

风电项目的管理也是影响成本的关键因素，但是目前风电建设项目的成本控制并不完善，因而需要采取做好建设前期、中期及后期成本管理，加大项目成本控制的力度和完善成本考核制度等措施。目前风电建设管理的现状概括来讲：一是风电的快速发展导致项目管理的经验不足；二是目前整机厂家较多，设备设计、制造及材质选择差别很大；三是由于项目受环境因素的影响非常大，施工过程中发生不确定性事件的概率大；四是风电场占地范围广，风险管理的难度非常大。

（一）建设前期的策划

首先要准确掌握基础数据，充分了解风能资源、气象、高差、林木等因素，特别是在地质相对复杂的地段，如对现场基础数据掌握不足，会导致后期施工过程中机位选址不准确、材料不足、道路过于理想及工程出现较大变更等情况频发，反而会使投入大幅度增加。其次，编制合理完善的项目概算，严格按年的价格水平和国家政策编制，准确收集整理项目建设的资料，在设施和原料保证质量和需求的前提下，以节约为基准，既可以实现成本控制，也可以让项目顺利进行。

（二）建设中成本管理

首先，项目负责人应在项目建设开始前组织成立各专业工作小组，及时解决施工中出现的各专业问题，及时处理现场的违纪行为和机械化故障，监督施工的进度，同时还包括材料设备的催交等多方面的内容。其次，合理安排设备进场和施工工序。充分考虑材料设备生产进度、天气、交通状况、吊车等因素，安排好材料设备到场时间、批次数量。制定施工过程中各专业领域交叉作业机制，不因一方原因导致其他专业施工队伍无法施工作业，吊车、钩机等施工设备闲置，工期延期以及成本管理风险大大增加。

（三）施工后成本管理

风电项目竣工后，应在保证质量的前提下及时组织验收工作，如发现问题立即责成相关施工单位或设备厂家提出解决方案并处理，避免因验收不合格或因问题含糊处理，导致项目投产延期、后续维护成本加大。同时相关验收材料应存放合理，便于内、外业验收有序进行。

四、从日常的巡检、定检到状态检修的转变

建设好“三个平台，两个体系”。其中，三个平台是集中监控平台、在线故障诊断平台、智能终端平台；两个体系是智能及信息化运维管理决策体系和技术优化体系。

（一）集中监控平台

针对风电场单台机组容量小、数量多、场址分散的特点，为发挥区域规模化优势，利用先进的信息技术，采取集约化、专业化管理，实现区域内电站的集中监控、综合数据分析和统一运维管理，进一步优化现场人力资源配置，提升管理效率和经营效益。

（二）故障诊断平台

建立区域数据中心，统一编码和存储所有接入数据。实现风电机组性能诊断及健康诊断，一方面实时监测、诊断风电机组运行健康状态；另一方面，监测风电机组运行性能，寻找问题机组并提出合理化建议，提升风能利用率。

图3 友好型风电场具备的基本条件

图4 故障诊断系统

图5 移动终端指导体系

（三）智能移动终端维护指导平台（图5）

（四）智能及信息化运维管理决策体系

图6 运维管理决策体系

图7 技术优化策略

建立智能及信息化运维管理决策体系，系统通过对标准化检修作业文件包的完善及知识库的建立（包括设备基本信息、故障诊断信息、维修操作知识、安全知识、标准及规程等），为运行维护提供决策依据；同时，系统还可以对设备缺陷、备品备件等信息进行统计分析，并最终与监测、评价、诊断模块形成闭环。

（五）技术优化体系

我国风电行业发展迅速，随着设备的老化，越来越多的机组有技术优化方面的需求，目前有很多机组都已经通过技改优化，明显提升了发电量。

五、机制创新

在内部挖掘潜力是必须的，但与此同时，要建立一些机制，如建立可再生能源配额制，促进电网对新能源的消纳，减少限电损失；实施绿证补贴，促进用户使用绿色能源的积极性；合理建立市场化交易；推动电力系统由垂直的一体化向分散化、网格化方向发展，将电力系统中现存的灵活性资源调动起来；积极推进分布式风力发电的发展等。

结论

当下，新能源行业去补贴不可逆，我们更清楚认识到了价值思维和成本优先理念的重要性。为了应对平价上网的挑战，本文思考和分析了项目全生命周期关键环节，探讨了通过设计优化以及管理和发展模式创新，不断推动技术进步、达到降低成本目的的可行性。相信在大家共同努力下，风电行业将会实现健康稳定的发展。