2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在本次大会的“海上风电技术”分论坛上,远景能源(江苏)有限公司首席风电场工程专家Peter Thorsted就“欧洲海上风电技术风险评估及测试验证实践”做了相关分享。
以下为演讲实录:
Peter Thorsted:
大家好,我的名字叫Peter Thorsted,我来自于远景能源,我今天跟大家介绍一下欧洲海上风电技术风险评估及测试验证实践。介绍一下我自己,我在海上风电领域已经工作十年了,我做过测试验证,也包括风电机组的测试,也在DONG能源做过EPC管理,今天介绍一下我对于海上风电的理解。
如果我们来看一下1990年到现在的发展情况,你会发现每隔五年风机大小会增加一个量级,如果考虑到开发成本和运行风险的话,我们需要思考如何确保使用的技术在整个生命周期中都有效,所以就需要做非常多的测试以及验证,并把测试验证的结果运用到实践当中做风险的评估。
大家都知道,丹麦有一个海上风电场已经运营了25年并退役,当时在选择风机时就做了很多的工作,并非简单地加大功率和风轮直径,而且还考虑了失效率和故障率,包括最初五年的故障率以及接下来的20年的运行情况。
中国海上风电发展比欧洲要快,但不是特别注重测试和风险的评估,下面我跟大家分享一下欧洲海上风电的实践。
首先,所有的海上风机只有在拿到型式认证后才可进入市场,这需要第三方去研究风机的设计以及制造原型测试等等,在这个过程当中,包括设计的假设在内都可能会受到质疑,尤其是在样机测量的时候,这个测试验证过程至少需要12到18个月,之后才能拿到证书。
其次,测试验证是非常必要的。欧洲海上风电的一个深刻的经验是,工厂里面花一美元可以解决的问题,到了预组装码头就是10美元,而到海上的时候又翻了一倍,到那儿之后你就发现这些测试都是要做的。标准是一件好事,因为它是一个指导原则,比如说有安全的规则,设计的依据等。但标准在某些情况下会有局限性,它不能够让我们显著降低成本。所以在欧洲我们会通过实际的测试验证数据定期地更新标准以适应海上风电的快速发展。而中国海上风电现状和开发模式跟欧洲不太一样,我们没有25年的海上风电经验,没有系统的标准,没有通过长期数据测试验证风机设计,更多的是做一些虚拟的测试。而欧洲著名的开发商都会做产品及系统级测试,整个原型会进行一个彻底的测试,在批量生产之前,还会有一些功能测试,部件的测试,以及一体化的测试,保证把它带到海上之前每个东西都是各就各位的。对于功能测试,所有关键的部件都要去测试,要确保能够达到预期功能的效果。可靠性测试也是测试之一,它是一个非常高度的责任性测试,要花三年时间去测试一下这些部件全生命周期的可靠性,但一般情况下在这三年期间,实际上已经进行批量生产了,而作为开发商,你要建立一套风险评估机制确保你拿到的是成熟产品。怎么样确保这一点,我首先要讲的是质量。什么是质量呢?质量这个术语经常用在各个方面,但是质量在每个领域都有不同的含义,我说的质量和你说的质量可能说的不是一个质量,怎么样确保我们说的是一个质量,并且质量能够满足彼此的期望呢?那么这些开发商在欧洲是怎么做的?
他们会做非常多的质量控制,这些直接关系到运营之后的可靠运行。从产品层面、项目层面以及整体规划层面,包括供应链质量评估、生产风险识别、产品成熟度评估,项目质量计划等,跨越预招标阶段、招标及合同谈判阶段、项目执行阶段以及运维阶段,以确保设计、制造、安装、运行的环节,都是严格保证质量的。
对开发商而言让风机进行正常运转是非常关键的,其实对于整机厂商也是很重要的,开发商会从中学习到很多的经验,这些都是非常必备的,等下次采购风机的时候就能够确保已经汲取到的教训在新的风机当中能够实施,这些经验能够确保获得足够高质量的风机,所以测试者和设计者都要学习这些经验。
然后关于创新风险和成熟度的平衡,到底哪个更重要呢?一些起步比较晚的开发商,他们可能需要新的产品,但新的产品意味着未知的风险。其实欧洲的开发商一直是这么看待这个问题的,如果你想买最先进的产品,你可能要提前五年去采购,来确定采购的方向。如果要做到这一点,开发商就必须跟整机厂商进行合作。
欧洲的开发商采取了一系列措施,如可行性研究、测试验证策略评估、设计评估、测试验证结果评估、设计优化及测试评估、运维质量及EHS策略评估、安装调试方法评估、以及批量生产、供应链质量评估等,只有按照这一系列措施一步步走的时候,风险才能不断降低,成熟度不断上升。
举一个例子,有一次在做调查的时候我们发现,在吊装前五年去采购是满意度最高的,这就说明如果开发商了解整机厂商的工作方式,并且愿意跟他们合作的话,我们其实可以制订一个计划来确保风机的可靠性,等到吊装的时候就是一个成熟的风机了。
其实中国海上风电已经到了这样一个时间点,我们现在如果要去采购全新的平台,全新的产品,那么跟现在的产品相比,新的风机或者新的平台将面临更大的风险。如果中国的开发商未能像欧洲的开发商那样参与到风机的开发中的话,这就对整机厂商提出了更大的挑战,整机厂商能否从设计、测试、验证的全过程确保风机可靠性成为了重中之重。
远景又是怎么样解决这些问题呢?其实我们做过很多的学习,获得了很多的知识,我们从全球各地汲取经验教训,不光是陆上的,还有海上的风机,我们都在不断地学习,我们把所有的经验整合在一起,在进行新的设计的时候,我们首先会进行一个虚拟的设计,就是一个V,最重要的是,我们是基于欧洲充分验证的平台以及中国4年的海上运行经验的平台升级,这个V版本会进行一个改进,在不断地测试之后才会制造一个实体存在的V版本的风机,然后再进行标准的生产。
为什么要这么做呢?正如我开头所说的,这是一个高风险的行业,如果不好好控制风险,可能这25年的经验就没有办法很好地利用,我们必须把旧的经验跟新的机器结合在一起,才能够确保在短期之内开展大规模的工作,这个就是我想跟大家讲的。