
时间:2013年10月18日上午
地点:新国展103会议室
会议主题:2013北京国际风能大会暨展览会——风电技术论坛——风电故障与分析
杜广平:各位领导,各位来宾,早上好!我受组委会的委托主持今天上午的风电故障和分析的论坛。大家知道随着中国风力发电的快速发展,装机容量突飞猛进,成为世界风电大国,与此同时风电设备的质量问题也逐步显现出来,因此风电的故障的诊断和分析,以及优化改进成为我们当前的一个主要话题。
今天上午我们分两场,第一场是有五个人来演讲,每个人演讲时间15分钟,有5分钟的时间提问,请大家自己控制时间,到剩下5分钟,或者剩下3分钟的时候我会给大家手势。第一、由我介绍一下我们风电设备质量分析及应对措施。
主要内容有四个方面,一个是风电行业的发展现状。第二、风电设备质量状况。第三、问题和措施。第四、行业里面正在进行的一些行动。风电行业发展现状,大家都很清楚了,在2012年底我们新增装机1290万千瓦,累计装机达到7500万,吊装容量,就是这是风能协会统一的吊装容量。装机数量达到53000多台风机,平均单机容量达到1646千瓦,是我们国家在2012年底的情况。那么,到2013年的6月底,新增装机容量550万千瓦,累计装机达到8000万千瓦。
风电发展现状这一块,我们主要集中在华北、东北、西北、华东这样一个区域。2012年新增装机的分布情况是这样的,这是协会做的图形的表示方法,表格的表示方法,大家可能都看到过。开发商的新增装机容量,国家集团排第一,占到22%,大唐11.9%,华电集团占到8%,后面是华能,滑润、国华、中光核等。我们2012年从装机占比看,主要是大型央企和地方左右企业。2012年新增装机功率分布情况1646,同比增长6.5%,不同功率机组的分布情况2.5的占到2%,占比最大的还是1.5机组,2兆瓦的机组占到13.38%。2012年继续保持生产的生产企业的数量有30家,批量生产20家,累计装机情况,金风、华锐、东汽等。这是前20家的新增风电装机情况,这是2012年累计风电装机前20家机组的制造商情况。2013年1-6月全国新增风电装机情况,总是550万千瓦,同比增长0.1%,基本上持平,排名前五位的是金风科技、联合动力、明阳风电等。2013年6月,全国风电累计装机前20名制造商企业,金风科技、华锐风电、联合动力、东汽,明阳风电。2012年底中国风电装机出口情况,2012年当年累计出口430兆瓦,也就是43万千瓦,累计出口70万。2013年1-6月风电机组出口情况,出口的台数139台,容量是274兆瓦,这是今年上半年的变化情况。
看看海上风电的情况,2012年全国海上风电装机总共装机46台,127兆瓦,截止到2012年累计389兆瓦,新增127兆瓦。截止到2012年全国海上风电机组制造商的情况,华锐56台,金风44台,Siemens21台,重庆海装4台,上海电气6台。2012年我们看到,我们国内的风电机组制造情况应该说是都有所发展,但是,我们可以看看在全球的风电机组制造这个行业里面比较一下我们的位置,左边是国内的,越往右面,就是你的国际化水平要高,可以看到金风、联合动力、明阳等基本上以国内市场为主,最右边的国际化水平最高的应该是VESTAS。
下面我们看一下国内的风电设备质量情况。主要存在几个方面的情况,风电设备的质量状况一个就是实际功率曲线与担保的功率曲线差别非常大,这个功率曲线不能满足国家规定,已经成为风电机组不能按时出保的一个主要原因之一。从风电设备的技术可利用率来看,内资企业机组可利用率与外资企业机组可利用率仍然有差距,2012年内资企业97.5%,外资企业98.63%。从制造商对比,不同的制造商的机组平均可利用率差异也较大,我们在2011年的时候全国平均可利用率96.72%,左边的图,最大和最小的差异差的很大,2012年全国的平均可利用率97.86%,这个差距水平不仅没有缩小,反而扩大了。
下面是2012年和2011年制造商的机组平均可利用率的对比,有的在上升,有的在下降,下降很多。不同制造商机组故障发生的频次和故障排出的耗时也差的很多,上面的图是平均故障的发展频次,下面是耗时的情况。风电机组不同部件发生故障的占比,左边图是2010年,主要是变频器、变电机、变桨系统,2011年基本上也是这样。这是不同部件故障平均排出耗时的对比情况,实际上是总的故障发展时间与故障次数的比值和在耗费时间上的严重程度,这个差异也是比较大的。
重大事故方面,我们在2009年1月一直到2012年12月一共发生37起,机组事故34起,零部件事故7起,这反映了重大事故、人身事故和机组事故类型的占比。这是我们调查情况的一个综述,基本上可以这样说,全体机组平均可利用率的逐年提高,2012年达到97.86%,但是内资企业机组与外资企业机组仍有差距,不同制造商机组平均可利用率差异也较大。大多数机组本身并不存在设计曲线,但是机组生产制造过程中的质量控制和一致性差异导致不同制造商机组故障发生频次差异较大,实际功率曲线与担保的功率曲线差异也较大。统计周期内,共发生37起重大事故,部分机组的部件被随意替换,以及机组安装、运行、维护和零部件生产制造过程中的管理责任是导致重大事故的主要原因。这可以总结一下我们目前风电设备的质量状况和它的主要原因。
第三个方面看看问题和措施。风电设备的质量问题体现在具体的风电项目上,但是它绝对不仅仅是一个质量问题,应该是和宏观政策、环境和微观操作层面的因素都有关的。比如说我们前期的风电设备快速发展过程中我们忽视了对风电设备制造商的准入,产品质量的控制等等这方面的因素,只要是你有这个引进的技术,或者说你联合设计的技术就可以使用,然后对没有完全按照整个产品发展过程进行控制,这应该说是一个宏观政策的问题。
在宏观层面的主要问题,这个地方总结了三个方面,一个是风电并网和市场销纳的问题亟待解决,并网的瓶颈是需要进一步突破的,另外就是弃风现象严重,2011年弃风,2012年弃风。再就是风电多用途利用的政策机制急需降低。如果说电网能力提高,调度水平提高,可能现在体现的是风电设备质量问题,但是那个时候有可能就不是风电设备质量问题。风电设备制造产业的整体竞争能力有待提高,一个是核心技术能力和产业竞争实力,再一个我们的技术基本上依赖国外,再一个单纯以设备价格参与竞争,忽视技术进步和产品可靠性等内在核心竞争力的培育。风电开发建设秩序有待进一步规范,圈地现象,盲目的加快风电开发速度,地方保护主义盛行,强制开发企业采购本地制造的风电设备。
措施都很清楚了,包括配套电网建设与系统优化,可再生能源电力配额制度,完善促进风电发展的电价政策等。操作层面主要的问题,一个是风电机组很少有型式认证,刚才说到的功率缺陷问题,实际上都是因为没有进行认证,所以当开发商买了设备,你就不知道它到底应该实际是什么情况。我们质量控制实际上也是有很多问题要提高的。还有一个就是零部件,它缺乏一个全过程,制造过程的质量控制。我们还有由于价格降低,偷工减料的现象,由于主机成本降低了,零部件厂可能也更换原来的供应商,这种是普遍发生的。还有就是关键零部件配套厂比较多,一致性较差,这是整机的性能和故障水平的差异较大,再一个风电场设计不完善,机组不适应特定场址的条件,运行维护培训部到位,有些设计存在严重不足,产品缺乏可靠性设计和可靠性试验,我们忽视了对技术研发的经验积累。
在操作层面上采取的措施一个是要全面实行风电机组的型式认证,再一个强化特定场址的评估,推进全过程制造质量控制,确保机组配置的一致性和关键部件过程质量控制的一致性,开展投运机组的可靠性分析和评价,促进风电技术可靠性水平不断提升,加强运行维护培训和日常监督检查,确保风电技术的运行维护严格执行相应的标准、规范和要求,减少和杜绝由于运维失当造成的故障损失。重视产品开发过程中的可靠性设计和可靠性试验,这里面讲了型式实验,型式认证,验证实验,鲁棒性试验等。我们经常会碰到这样的问题,说你这个产品是按照什么设计的,设计20年,你是不是能保持20年的寿命,厂家很难给出回答。这是通过型式认证,型式认证是证明你的设计是按照符合标准和规范的,符合标准和规范并不一定它的寿命是多少,这个东西一定要看你下面的验证试验以及可靠性设计。比如说我进行可靠性设计,说我这个机组的可靠性是97%,分解到各个零部件上,它的可靠性是多少?最后乘起来应该达到97%,你涉及到这样的指标以后,对技术考核,对部件考核都按照这样的指标去设计,去试验,最后才能保证技术可利用率是97%,当人家问你的时候,你就可以说,我的机组达到20年的寿命是97%,业主也很清楚了,有3%是不保证的,这时候业主就可以采取上保险的措施,还是怎么回事。制造商也可以有理有据的给客户进行解释,目前的状况就可以避免。这个地方讲了型式认证、验证试验、可靠性设计和可靠性实验,还有鲁棒性实验。
下面就是当前的行动,目前能源局为了促进风电产业的健康可持续发展已经先后发布了能源局的373号文件和201号文件,特别是201号文件主要是针对风电产业信息产业和评价建设提出来的,根据这个,能源局文件提出来之后,风能协会已经连续三年进行了风电设备质量调查,在前几年的会议上已经把可利用率,故障发生频次,故障耗时排名的前五家企业已经发布了。
这是能源局文件,要求风电场安全管理有关要求的通知,这就是重大事故要进行这样的分析填报,及时的进行报告,风能协会对事故进行分析。还有一个201号文件,就是国家能源局关于加强风电监测和验证的通知,这个通知里面也是对国际风电产业发展动态,风电开发建设情况,风电并网运行情况,以及风电设备制造产业的信息进行评价和监测。风能协会为了落实能源局的文件,8月20号正式发布了风电设备制造产业信息监测和评价工作方案,该工作方案适用于并网风电设备制造产业的信息监测和评价。风能协会已经建立了有指导委员会,技术工作组和数据传输保送单位组成的一个信息监测体系,在9月25日已经完成了相关人员的培训工作,目前正在进行的是2013年第三季度,因为能源局要求是按季度进行报的,以前是按年度进行调查的。所以,正在进行的就是第三季度的质量情况的报告,以及在2013年的10月份要报告第三季度,同时要完成2012年7月以后到2013年6月30号风电设备运行质量情况的调查工作,这两项工作都在进行。另外要求风能协会每3个月要向能源局对风电设备质量情况进行报告,每个年度结束的第一个季度末要向能源局报告上年度的风电设备质量状况,经能源局审核以后,将进行发布。我的介绍就到这儿,非常抱歉,开了一个不好的头。