平價時代，風電企業(yè)如何才能更好地適應新形勢?又該怎樣與業(yè)界攜手提高風電的競爭力?
金風科技的做法是，將20多年培育出的綜合能力凝結于場景化的整體解決方案中，著力實現(xiàn)度電成本和資產價值最優(yōu)，打造共創(chuàng)、共生、共贏的新風電時代。
內蒙古烏拉特中旗風電場
歷經幾代風能人的卓絕奮斗，當下，我國風電產業(yè)正站在一個新時代的門口。
按照《關于完善風電上網電價政策的通知》(發(fā)改價格〔2019〕882 號)、《關于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》(財建〔2020〕4號)等政策的規(guī)定，自2021年起，陸上風電將實現(xiàn)平價上網;到2022年，海上風電的國家財政補貼也將取消。
“平價上網，如今已不再只是目標，更是檢驗風電企業(yè)核心競爭力及可持續(xù)發(fā)展能力的‘門檻’。”新疆金風科技股份有限公司(下稱“金風科技”)副總裁、風電產業(yè)集團總經理李飛在接受本刊記者采訪時指出。
市場競爭的殘酷性，也是其精彩之處在于，只有跨過這道“門檻”，才能繼續(xù)參與下一階段的游戲;只要善于挖掘降本增效的空間，就能在接下來的征程中創(chuàng)造無限可能。做到這一點的關鍵，是精準研判產業(yè)走勢，從中找準市場痛點，并為之進行持續(xù)的能力儲備。
從這個角度來說，那些對市場變化感知敏銳、長期注重創(chuàng)新與積累的風電企業(yè)，或將在平價時代贏得更多的發(fā)展機遇。
“規(guī)模化+高質量”成為發(fā)展主旋律
擺脫補貼支持，走向全面平價，不同發(fā)展階段的轉換給風電產業(yè)帶來了“陣痛”。然而，顯而易見的是，行業(yè)擁有足夠的底氣予以應對。
十多年來，我國風電產業(yè)保持快速的規(guī)模化發(fā)展態(tài)勢，技術水平迅速提升，成本大幅下降。僅在過去的10年間，我國陸上風電成本就下降了40%。多方公布的測算結果顯示，全國大部分地區(qū)的新建陸上風電項目都具備實現(xiàn)平價上網的條件。
同時，來自國家層面的大力支持更是讓業(yè)界看到了風電發(fā)展的美好前景。自2014年6月習近平總書記就推動能源生產和消費革命提出“四個革命、一個合作”的能源發(fā)展戰(zhàn)略思想以來，中央多次明確要大力發(fā)展可再生能源，提高清潔能源消納水平，并出臺可再生能源電力消納責任權重考核等機制。受此驅動，“十四五”期間，大規(guī)模發(fā)展可再生能源仍是從各級政府到能源央企追求的戰(zhàn)略目標。
無獨有偶，10月14日在京召開的2020年北京國際風能大會(CWP 2020)上，全球400余家風能企業(yè)的代表共同發(fā)布的《風能北京宣言》也提出了宏大的發(fā)展目標。宣言提出，在“十四五”規(guī)劃中，須為風電設定與碳中和國家戰(zhàn)略相適應的發(fā)展空間：保證年均新增裝機5000萬千瓦以上。2025年后，中國風電年均新增裝機容量應不低于6000萬千瓦，到2030年至少達到8億千瓦，到2060年至少達到30億千瓦。
“對于平價后的風電市場，金風科技持樂觀態(tài)度，它有著更為廣闊的想象空間。”李飛表示。然而，平價風電項目的整體收益因電價階梯性下降，容錯空間變小，這就要求必須進一步提高全生命周期所有環(huán)節(jié)的質量，確保項目成為優(yōu)質收益資產。對“高質量”的追求將貫穿于風電未來發(fā)展之中，并會上升到新的高度。
本質上，衡量質量高低的唯一標尺落在了平準化度電成本(LCOE)上，高質量意味著發(fā)電量的提升、資本性支出的降低與運維成本的優(yōu)化。
李飛提醒，在此基礎上，還應當高度關注各種不確定性造成的影響。比如風能資源評估的不確定性，讓理論電量與實際電量之間存在差距;過度承諾的定制化方案，使得前期測算的投資水平在建設階段無法落地;電力消納和電價的不確定性，導致最終收益與前期測算結果大相徑庭。
“運維的價值實際上也被長期低估了，因為我們現(xiàn)在基于平準化度電成本建立投資模型、做決策時，用的是理論發(fā)電量，而在風電場實際發(fā)電過程中，會存在或有發(fā)電損失概率。這與運維質量有非常大的關系。”他補充道，“所以，不能簡單按照平準化度電成本的公式去做評選、決策，要系統(tǒng)考慮到公式以外更深層次的影響因素。”
正是這些不確定性，使得在不同的情景下，打造高質量風電項目所需關注的側重點會存在差異。“三北”大基地項目的風能資源條件相對較好，但電價低，其屬于造價敏感型，需要更為關注初始造價。中東南部地區(qū)的風電項目與之相反，需要更多地考慮提高發(fā)電量。分散式風電項目則面臨著測風準確性、運維共享等方面的難題。
這些都表明，在講求“精打細算”的平價時代，針對不同細分市場構建場景化的風電整體解決方案已經勢在必行。
金風科技：打造高效場景化解決方案
深耕風電領域20多年的金風科技，自然十分清楚產業(yè)的“風向”變化以及它對整機企業(yè)意味著什么。
“走向平價上網后，整機企業(yè)需要更全面地同客戶一起去做項目全生命周期的工作，并不斷帶動和完善風電產業(yè)鏈協(xié)同能力，與全產業(yè)鏈各個利益相關方合作，共同打造全優(yōu)產業(yè)鏈，提升供應鏈管理水平，完善各個環(huán)節(jié)的優(yōu)勢資源整合能力。”李飛闡釋道。
他認為，在平價新時代，整機企業(yè)將身負更加全面和多元的角色：
從客戶需求出發(fā)，扮演“場景規(guī)劃師”，圍繞不同的應用情景，為客戶構建場景化解決方案。
從客戶價值出發(fā)，扮演“風電投資精算師”，從更精細化的風能資源的價值評估，到度電成本的精準測算，再到風電場投資與收益的經濟評價等諸多環(huán)節(jié)，為客戶提供更為精確的解決方案。
從行業(yè)發(fā)展出發(fā)，扮演“風電數(shù)字化工程師”，利用自身的技術優(yōu)勢和專家資源，結合風電場資產管理經驗，借助云計算、大數(shù)據、物聯(lián)網、人工智能等數(shù)字化技術，打造數(shù)字化風電場解決方案。
基于此，金風科技不斷調整業(yè)務布局，已經建立起能夠適應新形勢的場景化整體解決方案，覆蓋大基地、平原集中式風電、山地集中式風電、分散式風電和存量風電市場五大應用場景。
李飛強調，上述解決方案均是圍繞高覆蓋資源開發(fā)、高質量項目建設、高收益資產運營三個維度，幫助業(yè)主實現(xiàn)風電項目全生命周期度電成本和資產價值最優(yōu)。
目前，這些解決方案被逐步應用于實踐中。以興安盟平價大基地項目為例，通過采用GW155-4.5MW機型，并綜合運用GoldWRF虛擬測風塔技術、“風匠”致動盤尾流技術、塔筒逐米定制技術、環(huán)境自適應智能控制技術以及符合大基地特殊要求的并網技術等，金風科技為業(yè)主提供了“風、機、場、網、環(huán)”于一體的優(yōu)化設計方案，使得項目整體投資下降了約2.45%，很好地體現(xiàn)出金風科技在測風、尾流評估、吊裝、并網等方面的創(chuàng)新優(yōu)勢及成果。
而在背后支撐這一切的，則是金風科技多年來持續(xù)打磨的高性能旗艦產品、多維度數(shù)字化能力、深度源網融合能力、全生態(tài)資產增值能力。
高性能產品是保障高質量發(fā)展的基石
作為國內第一、全球第二的風電整機制造商，金風科技早已形成十分豐富的風電機組系列，能夠很好地滿足平價時代不同場景下的開發(fā)需要。
例如，在陸上，針對我國中東部及南方地區(qū)和部分III類風能資源區(qū)，金風科技推出的超低風速機組平臺，將可開發(fā)的風能資源下探至年平均風速4.5米/秒。這些機型在分散式項目中同樣擁有廣闊的應用前景。
針對“三北”高風速地區(qū)，金風科技在全球同步的高風速平臺基礎上不斷迭代升級，率先推出了應對平價上網的智能風電機組。前文提到的GW155-4.5MW機型就屬于此，它繼承了可靠性高、易于維護的直驅永磁基因，且智能化特征更加明顯。
在海上，金風科技的8.0MW機型已在福建興化灣并網，它是基于海上成熟平臺設計，采用了先進的葉片雨蝕控制技術、E-TOP技術、智能一體化水冷系統(tǒng)等。
依靠平臺化的開發(fā)方式以及先進技術的引入，金風科技的風電機組性能與可靠性均處于行業(yè)的領先水平。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《2019年度全國風電場生產運行統(tǒng)計指標對標結果》顯示，2019年，獲獎的393個風電項目中，有99個項目使用金風科技機組，占總獲獎數(shù)量的25%(不包含混合項目)。其中，5A項目24個，4A項目35個，3A項目40個。從近3年的評選結果看，金風科技的獲獎數(shù)量及占比始終保持行業(yè)第一。在所有申報的項目中，金風科技機組的平均可利用率達到99.5%。
要保障產品的性能與可靠性，完善的研發(fā)和測試驗證體系是必不可少的。
目前，金風科技在全球建立了七大研發(fā)中心，擁有接近3000名研發(fā)工程師與服務工程師組成的技術團隊，具備整機、系統(tǒng)、零部件全鏈條的實驗開發(fā)能力。同時，這家企業(yè)還在國內建成了20多個國家和地方頒發(fā)掛牌實驗室與工程中心，研究內容包括整機設計研發(fā)、核心部件產業(yè)化、智能制造試點示范等。
在加強自身能力建設的同時，金風科技也嘗試提高新產品研發(fā)的開放度，“面對變化的環(huán)境，大家越是開放，就具有越強的生命力”。李飛說。
據他介紹，金風科技已經開始采用聯(lián)合開發(fā)的方式，在開展整機設計之初即邀請零部件供應商參與，向其開放總體設計的部分數(shù)據，使之可以充分優(yōu)化所用材料、制造工藝等。
在測試驗證體系方面，金風科技形成了部件、子系統(tǒng)、整機、場網的四級測試驗證能力。此外，針對大型零部件，金風科技通過自己投資或者聯(lián)合供應商共同投資，建設了多個試驗平臺，覆蓋葉片、變槳/偏航系統(tǒng)、發(fā)電機等。
多維度數(shù)字化技術全面挖掘提效空間
與數(shù)字化技術的全面融合成為當前風電發(fā)展的最顯著趨勢。
李飛認為，數(shù)字化技術的重要特征是賦能，它的高價值貫穿于風電全生命周期，可以實現(xiàn)運營管理的智能化，幫助發(fā)電企業(yè)提升設備運行可靠性，獲取更多的有效發(fā)電時間;基于數(shù)字化驅動，能夠引發(fā)運維管理模式的變革，從場站運維管理智能化到區(qū)域運營管理智能化，創(chuàng)造精益價值，乃至集團總部資產管理智能化，大幅提升工作效率。
認識到這種價值釋放將對行業(yè)產生的跨越式影響，金風科技較早就啟動對數(shù)字化技術應用的研究。
對智能風電機組的研發(fā)更是已經持續(xù)多年，主要基于智能部件，結合大數(shù)據分析，來開發(fā)智能控制系統(tǒng)，打造具備感知現(xiàn)在、預知未來、自學習、自診斷、自優(yōu)化功能的智能永磁直驅風電機組。
金風科技智能風機2.0平臺機組
采訪過程中，一張貼于墻上的圖表引起了記者的注意，上面詳細列著金風科技新一代智能風電機組的80多個技術模塊的功能。
“我們秉持的原則是，所有的數(shù)字化、智能化工作都要回歸到務實的層面，必須有明確的價值指向。”李飛坦言。
在風電場層面，金風科技同樣搭建起一整套完整的數(shù)字化解決方案。
風能資源評估是風電場開發(fā)的源頭，金風科技推出的風能資源評估云平臺“風匠”，借助自主研發(fā)的風流場計算仿真內核，融合先進的CFD、WRF、GIS等專業(yè)技術，幫助使用者隨時、隨地完成在線模式的風電場設計計算，結果更精準，效率更高。依托這樣的數(shù)字化技術，再結合先進的技術手段，讓解決平價場景下的很多難題成為可能。
在風電項目開發(fā)階段，金風科技開發(fā)了“測風塔+激光雷達+虛擬測風”組合式測風技術、“風匠”致動盤尾流技術、針對風電場規(guī)劃的FreeMeso平臺和風電場設計開發(fā)的GoldWRF平臺。
在風電場運營方面，金風科技基于國內外上千座風電場、數(shù)萬臺機組運行數(shù)據的驗證，自主研發(fā)了風電場后評估平臺Resmart。金風科技還打造了SOAMTM 系統(tǒng)，它是基于大數(shù)據平臺技術和物聯(lián)網IoT技術，融合云計算、機器學習、移動互聯(lián)、預防性維護策略、精益運維等先進技術和運維管理經驗，形成“集中監(jiān)控+高級應用”的個性化系統(tǒng)解決方案。目前，這套系統(tǒng)的商用裝機規(guī)模接近1800萬千瓦。
在風電場投資管理方面，金風科技擁有的“風策”平臺，將概算編制、財務評價、基礎數(shù)據管理、項目管理等功能合為一體，既突破了傳統(tǒng)軟件只能本地化部署、應用的局限，實現(xiàn)互聯(lián)網化應用，還兼顧項目測算精度和測算效率的雙重需求。
李飛向記者透露，為提高建設階段的管理效率，金風科技于今年推出了工程可視化智能調度平臺，通過它可以清楚了解關鍵零部件的供應、運輸、到場、裝配，以及現(xiàn)場建設、吊裝、調試等情況，并可以做出工程建設的優(yōu)化策略推送。
這被金風科技視為推進實施系統(tǒng)集成理念過程中取得的階段性成果，“旨在讓業(yè)主、整機廠商以及零部件供應商之間的工作無縫銜接，從而縮短工期”。他解釋說，“運用這種理念，我們的一家客戶曾只用78 天時間就完成一個10萬千瓦項目的建設，而行業(yè)通常需用時200天左右，大大減少建設期的資金利息以及零部件的庫存。”
即便手握一批重要成果，但對于風電領域如火如荼的數(shù)字化技術應用之勢，李飛認為仍有諸多問題亟待解決。他建議：一是從增加行業(yè)的數(shù)據開放性、統(tǒng)一數(shù)據標準、提高數(shù)據質量治理水平等基礎工作做起;二是通過全產業(yè)鏈的協(xié)作，將數(shù)字化技術滲透于風電行業(yè)生態(tài)圈，實現(xiàn)其效用的最大化;三是解決好價值體現(xiàn)和高效益轉化的問題，以簡單便捷的解決方案提高客戶的投資收益。
深度源網融合提升風電的并網友好性
金風科技澳大利亞風電項目
隨著風電在整個電源結構所占的比重不斷上升，與之相關的源網融合問題日漸凸顯。這不僅涉及風電機組的并網性能，還包括風功率預測的精度、更高的電網性能要求等。
對此，金風科技無疑有著足夠的自信。據李飛介紹，“我們在澳大利亞成功開發(fā)了多個風電項目，經歷過極其嚴苛的并網考驗。澳大利亞的電網要求是目前全球最高的，每一座風電場采用不同的并網標準，有時甚至牽涉幾十、上百項。”
這首先源于其擁有自主知識產權的直驅永磁全功率變流技術具有天然的并網技術優(yōu)勢。由于通過全功率變流器與電網隔離，金風科技的機組能夠有效解決高、低壓穿越，一次調頻以及次同步振蕩等問題。
同時，金風科技一直十分注重對風電并網技術的研究，提出了涵蓋一次調頻、次同步振蕩抑制、高電壓穿越等在內的諸多解決方案。
早在2013年，這家企業(yè)就開始研發(fā)無功電壓管理平臺(VMP)，如今已升級至全新的一代。它在進一步降低場內損耗額的同時，調節(jié)電壓，實現(xiàn)低電壓和高電壓穿越，快速調節(jié)風電場的有功功率，充分適應電網的各種技術標準和要求。
此外，金風科技參與開發(fā)的“大型風電基地次/超同步振蕩防控技術及應用”獲得了2018年度北京市科學技術獎二等獎。該技術能有效抑制大型風電基地接入電網出現(xiàn)的大范圍次/超同步振蕩，保證了電網安全運行。
數(shù)字化技術興起后，金風科技在探索深度源網融合方面有了新的抓手。
以風功率預測為例，其自主研發(fā)的中尺度與CFD湍流模式相結合的流體仿真平臺，為復雜地形場站提供單機功率預測。通過自適應機器學習算法與人工修正模型相結合的方式，即時迭代預測模型。通過微尺度模型對風電場區(qū)域仿真模擬三維氣象要素進行降尺度診斷，得到精度更高的100 米微尺度風速和溫度場;基于每臺機組處的有效風速，進行功率預測建模。
2019年，金風科技在全國范圍內服務的風電場的平均預測準確率達到84.3%。
青海省能源大數(shù)據創(chuàng)新平臺的建設，進一步讓外界看清了金風科技在源網融合能力積累方面的深度。該平臺旨在打造源―網―荷一體化、線上/ 線下業(yè)務結合的能源大數(shù)據中心。截至2020年5月，在數(shù)據方面，接入源、網、荷側各類設備共計214類，各類電站200座，接入容量581萬千瓦，累計接入數(shù)據超過67億條，累計接入超過150TB的海量時序數(shù)據，提供100 多個新能源行業(yè)豐富的機理模型和數(shù)模算法。
平臺的一個關鍵功能是，提供集中功率預測、設備健康診斷等28類服務，集中功率預測系統(tǒng)應用到了40個風電場/光伏電站，它的準確率比場站端提高了2個百分點。
全生態(tài)資產增值確保風電價值最大化
2020年北京國際風能大會金風科技展臺
經過多年的培育，我國風電后市場的“蛋糕”正在做大。大量風電機組出質保，疊加眾多早期機組接近或者達到設計壽命，存量項目的運維服務、技改提效需求急劇增多。
針對于此，金風科技依托全資子公司金風慧能，憑借超過3.5萬臺機組的運維經驗和知識積累、覆蓋全國的運維服務網絡、以SOAMTM 為核心的智慧運營系統(tǒng)等，為客戶提供標準高效、智慧透明、靈活定制的全面系列化解決方案，涵蓋日常運維、物資保障、深度技改提效，實現(xiàn)全生命周期一站式服務。
其中，服務網絡起著重要的支撐作用。為了提高運維服務水平，金風科技在總裝基地和風電項目現(xiàn)場之間搭建起4級服務網絡，包括九大服務片區(qū)、4個一級備件庫、14個二級備件庫、百余個三級備件庫，服務人員超過2000 人，可快速響應項目運維需求。
“金風科技為此進行了大量的投入，因為我們堅信軟實力要靠硬投入。”李飛指出。針對老舊機組的技改提效，金風科技也早已著手布局。
比如，早期安裝的機組，由于采用的技術落后，加上運行時間長，普遍出現(xiàn)發(fā)電效率低下、安全隱患頻現(xiàn)等問題。金風科技針對這類老舊機組，基于變槳距技術開發(fā)出750T、1S等替代機型，借助技術升級、控制策略優(yōu)化等措施，能夠大幅提升風能利用效率，并充分利用原有塔架、基礎等方面的投資。
現(xiàn)場實測表明，經過更換1S機組的發(fā)電量比某廠商的850kW機組平均高出110%，完全具備技改的經濟性和技術可靠性。
無論是對于新建項目，還是圍繞存量市場，在發(fā)現(xiàn)風能價值的路上，金風科技從未放慢腳步。面向新時代，這家企業(yè)將自身的深厚積淀凝煉成場景化的整體解決方案，全方位挖掘風電全生命周期的價值空間。當然，努力并不僅限于此，在更廣泛層面的創(chuàng)新實踐，則寄托著金風科技對美好未來的期許。它以“可再生能源+”的多元化應用場景，通過發(fā)展綜合能源服務等業(yè)務，不斷拓寬可再生能源的價值邊界。
未來已來，金風科技再次先人一步邁出步伐。在這家以穩(wěn)健著稱的行業(yè)龍頭看來，不管市場環(huán)境如何多變，只要能夠將自身更強的綜合技術和服務能力，切實轉化為客戶價值創(chuàng)造與產業(yè)高質量發(fā)展的動力，路就會越走越寬，這也是其成立20多年來始終保持良好發(fā)展勢頭的秘訣所在。
|
