協(xié)合運(yùn)維胥佳：新能源電站無(wú)人化，距離大規(guī)模商用還需“爬坡過(guò)坎”
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2024-04-07 17:09
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協(xié)合運(yùn)維
新能源電站無(wú)人化走向大規(guī)模商用，設(shè)備可靠性是前提，管理改革是必要條件，符合經(jīng)濟(jì)性原則是根本依據(jù)，數(shù)字化系統(tǒng)是工具載體。
——協(xié)合運(yùn)維副總經(jīng)理胥佳在“第三屆風(fēng)電運(yùn)維技改大會(huì)”上分享了協(xié)合運(yùn)維對(duì)于新能源電站無(wú)人化這一行業(yè)熱議話題的冷靜分析與理性思考。
近期，“新能源電站無(wú)人化”頻繁登上行業(yè)“熱搜”，與之相關(guān)的科技示范項(xiàng)目比比皆是，真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地的卻寥寥無(wú)幾。
行業(yè)對(duì)于電站無(wú)人化的看法也存在分歧，有人認(rèn)為它無(wú)所不能，可以解決傳統(tǒng)電站存在的運(yùn)維成本高、可靠性與收益率不足等一切問(wèn)題；有人認(rèn)為它一無(wú)所能，又是一個(gè)紙上談兵的概念。
阻礙電站無(wú)人化技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用的堵點(diǎn)是什么？電站無(wú)人化從“萌芽初現(xiàn)”到“遍地開(kāi)花”需要怎樣的土壤和環(huán)境？行業(yè)應(yīng)該如何理性看待電站無(wú)人化這種新興技術(shù)？
01
從“技術(shù)成熟度曲線”看待電站無(wú)人化技術(shù)的今天
“技術(shù)成熟度曲線”由全球知名咨詢公司Gartner在1995年首次提出并被歷史所充分驗(yàn)證，其通過(guò)圖形化來(lái)呈現(xiàn)前沿技術(shù)的不同發(fā)展階段，曲線的縱軸是人們對(duì)技術(shù)的期望值，橫軸表示時(shí)間和技術(shù)成熟度。
圖一：技術(shù)成熟度曲線
幾乎任何一種前沿技術(shù)從誕生到轉(zhuǎn)化為實(shí)質(zhì)生產(chǎn)力，都要經(jīng)歷五個(gè)階段：
①技術(shù)剛剛流行的萌芽期
②關(guān)注度高漲的過(guò)熱期
③熱度下降的低谷期
④出現(xiàn)成功實(shí)踐的爬升期
⑤商業(yè)化普及應(yīng)用的成熟期
圖二：“技術(shù)成熟度曲線”×新能源行業(yè)技術(shù)應(yīng)用
注：
圖片僅為示意，未經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)論證，僅供參考
在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)上，新能源行業(yè)不同的技術(shù)落在曲線的不同位置，以新能源電站集控技術(shù)為例，從2011年的興起到如今的普及應(yīng)用，恰好完整地復(fù)刻了這一曲線。
無(wú)人化技術(shù)作為AI和視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)采集技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在新能源電站這一場(chǎng)景下的典型應(yīng)用，也無(wú)一例外地會(huì)遵循這種發(fā)展規(guī)律。根據(jù)當(dāng)前的行業(yè)現(xiàn)狀，無(wú)人化技術(shù)正在逼近“過(guò)熱期”，距離規(guī)?；逃玫慕K點(diǎn)還需“爬坡過(guò)坎”。
02
電站無(wú)人化改造的三要素
什么樣的電站具備進(jìn)行無(wú)人化改造的先決條件？無(wú)人化技術(shù)在電站端真正發(fā)揮價(jià)值，還需要配套哪些管理制度和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法？
01
設(shè)備可靠性是基本前提
新能源電站的故障率高低，首先取決于發(fā)電設(shè)備本身的可靠性這一“先天”因素，其次才是維護(hù)保養(yǎng)、故障維修等“后天”因素。
采用數(shù)字化的工具和手段，的確能夠幫助巡視、檢修人員更快、更準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)、排查和修復(fù)故障，避免故障演變成事故，但無(wú)法從根本上提升設(shè)備的可靠性，更不能替代人去修復(fù)故障。
數(shù)字化無(wú)法消滅問(wèn)題，但是可以幫助發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)維管理恢復(fù)可靠性，邏輯關(guān)系不可顛倒。因此，在選擇電站無(wú)人化改造的對(duì)象時(shí)，電站本身的可靠性水平是首要前提。
02
技術(shù)創(chuàng)新更需管理革新
電站運(yùn)維的出工次數(shù)和工作時(shí)長(zhǎng)決定了工作量，而這兩個(gè)參數(shù)決定了電站的人數(shù)配置。
但以電站容量、電站地形等因素作為衡量電站配置人數(shù)的依據(jù)，或者以固定巡視頻次、人員數(shù)量等硬性指標(biāo)來(lái)制定電站的運(yùn)維管理制度，仍然是行業(yè)的普遍現(xiàn)象。
相比之下，根據(jù)電站的真實(shí)情況，匹配最合適的資源投入、管理制度和組織結(jié)構(gòu)，更具合理性。
電站無(wú)人化改造亦如是。
在設(shè)備可靠性提升或數(shù)字化系統(tǒng)介入的前提下，如果電站具備了“無(wú)人值班、少人值守”的條件，當(dāng)電站運(yùn)營(yíng)者在制定運(yùn)維制度時(shí)，能否視情況修改巡視和定檢的標(biāo)準(zhǔn)，不斷推進(jìn)決策管理、制度設(shè)計(jì)走向科學(xué)化和精細(xì)化，則是推動(dòng)電站無(wú)人化“新基建”過(guò)程中不可或缺的“軟基建”。
03
算好經(jīng)濟(jì)賬，提防“得不償失”
未來(lái)是大型風(fēng)電機(jī)組的主戰(zhàn)場(chǎng)，相比1.5MW時(shí)代，大機(jī)組一旦發(fā)生非計(jì)劃性停機(jī)或維修時(shí)長(zhǎng)超預(yù)期，損失將成數(shù)倍地增加。
因此，在對(duì)部署大容量機(jī)組的集中式風(fēng)電場(chǎng)或大基地項(xiàng)目進(jìn)行無(wú)人化改造時(shí)，需找到人員成本和效益變動(dòng)之間的平衡點(diǎn)。
從運(yùn)維管理視角，機(jī)組大型化使得人均運(yùn)維容量提升。同樣是50萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)，單機(jī)容量5MW所需的人力資源僅是單機(jī)容量1.5MW的三分之一左右。機(jī)組大型化帶來(lái)的人員精簡(jiǎn)和人力成本縮減，與無(wú)人化技術(shù)降本增效的初衷一致，對(duì)此類項(xiàng)目做無(wú)人化改造還需從經(jīng)濟(jì)性角度考量。
無(wú)人化是把雙刃劍。在無(wú)人化模式下，如果將檢修人員統(tǒng)一部署到離場(chǎng)站不超過(guò)2小時(shí)車(chē)程的區(qū)域檢修中心，就意味著每次消缺時(shí)間要比駐場(chǎng)服務(wù)時(shí)多2小時(shí)。在出現(xiàn)停機(jī)故障時(shí)，一臺(tái)5MW風(fēng)機(jī)停機(jī)2小時(shí)的電量損失將達(dá)到1萬(wàn)千瓦•時(shí)。
注：
1、“增加的維修時(shí)長(zhǎng)”是由駐場(chǎng)模式改變?yōu)?ldquo;現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守+區(qū)域檢修”模式而產(chǎn)生的
2、“功率”“電價(jià)”“故障次數(shù)”等變量均以滿發(fā)狀態(tài)作為假設(shè)條件
3、資金成本與交易成本視具體項(xiàng)目而定，不納入該模型的統(tǒng)計(jì)范疇
因此，對(duì)于單機(jī)容量大的集中式風(fēng)電場(chǎng)和大基地項(xiàng)目，慎用無(wú)人化?？蓞⒖忌鲜瞿Ｐ蜏y(cè)算無(wú)人化改造的投資回報(bào)率，如果因減少駐場(chǎng)人員數(shù)量會(huì)引發(fā)更大的停機(jī)電量損失，則得不償失。
03
“準(zhǔn)無(wú)人化”更具經(jīng)濟(jì)性
歷經(jīng)兩年的探索實(shí)踐，協(xié)合運(yùn)維在華南某區(qū)域成功落地了安全性與經(jīng)濟(jì)性兼?zhèn)涞?strong>“準(zhǔn)無(wú)人化”模式，使人機(jī)比從1.2人/萬(wàn)千瓦降至0.7人/萬(wàn)千瓦，人均勞效提升約35%，效果顯著。
該模式建立的基礎(chǔ)是將運(yùn)行、巡視、檢修等所有現(xiàn)場(chǎng)工作一一拆解、逐項(xiàng)細(xì)化、歸類，識(shí)別出每一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)工作轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)時(shí)的可行性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。
“胥佳認(rèn)為：總部級(jí)數(shù)據(jù)中心+省級(jí)集控中心+區(qū)域級(jí)維保中心+場(chǎng)站級(jí)作業(yè)中心的四級(jí)管理體系，是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)可行，且能夠規(guī)?；瘡?fù)制推廣的管理模式。”
其中，總部級(jí)數(shù)據(jù)中心承擔(dān)數(shù)據(jù)分析對(duì)標(biāo)、遠(yuǎn)程調(diào)度管理等職能；省級(jí)集控中心承擔(dān)對(duì)省內(nèi)新能源場(chǎng)群的集中管控和電力交易等職能；區(qū)域級(jí)維保中心負(fù)責(zé)對(duì)2小時(shí)服務(wù)半徑內(nèi)的電站進(jìn)行設(shè)備檢修和應(yīng)急搶修；場(chǎng)站級(jí)作業(yè)中心實(shí)現(xiàn)輸變電“有人值守”和發(fā)電設(shè)備“無(wú)人值班”。
采用這種“準(zhǔn)無(wú)人化”的管理模式，可在保障電站安全和規(guī)避電量損失的前提下，有效減少現(xiàn)場(chǎng)人員成本，同時(shí)大幅度降低巡檢機(jī)器人、智能傳感器等高價(jià)值設(shè)備的前期投入。
毋庸置疑，新能源電站無(wú)人化需要技術(shù)創(chuàng)新，但現(xiàn)階段無(wú)人化沒(méi)有被大規(guī)模地推廣應(yīng)用，并非技術(shù)創(chuàng)新性不足，而是在發(fā)展中不斷試錯(cuò)，在試錯(cuò)中走向成熟。
無(wú)人化并非無(wú)所不能，更不是一無(wú)所能。
”當(dāng)前，對(duì)新能源行業(yè)最能產(chǎn)生價(jià)值的，是選擇無(wú)人化技術(shù)中的部分模塊，在適用的場(chǎng)景下使用，逐漸產(chǎn)生價(jià)值，被人知曉，快速推廣，從而真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)普惠行業(yè)。“胥佳強(qiáng)調(diào)。
隨著單位土地面積內(nèi)新能源電站容量的急劇增大，會(huì)逐步形成一個(gè)輻射范圍更廣的高密度網(wǎng)絡(luò)，將推動(dòng)無(wú)人化和集約化的區(qū)域化管理體系發(fā)生質(zhì)的變化，使大規(guī)模應(yīng)用的范式不斷走向成熟。
創(chuàng)新沒(méi)有捷徑，無(wú)論市場(chǎng)如何變化，總有一批革新者在默默無(wú)聞、扎扎實(shí)實(shí)地推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)?；纳虡I(yè)應(yīng)用。
正如大多數(shù)創(chuàng)新都將經(jīng)歷技術(shù)成熟度曲線中的五個(gè)階段，不管在哪個(gè)階段，不管遇到什么難題，轉(zhuǎn)變對(duì)技術(shù)的認(rèn)知、擁抱技術(shù)或許是迎來(lái)新突破的最佳方式。
圖片來(lái)源：
圖一：《2020，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有新故事》. 衛(wèi)夕.世界經(jīng)理人. 2021-01-04
圖二：《工作中的方法論（三十二）（完）》. 多米的煩惱.CSDN博客. 2021-01-03