協(xié)合運維胥佳：新能源電站無人化，距離大規(guī)模商用還需“爬坡過坎”
發(fā)布時間：
2024-04-07 17:09
來源：
協(xié)合運維
新能源電站無人化走向大規(guī)模商用，設備可靠性是前提，管理改革是必要條件，符合經(jīng)濟性原則是根本依據(jù)，數(shù)字化系統(tǒng)是工具載體。
——協(xié)合運維副總經(jīng)理胥佳在“第三屆風電運維技改大會”上分享了協(xié)合運維對于新能源電站無人化這一行業(yè)熱議話題的冷靜分析與理性思考。
近期，“新能源電站無人化”頻繁登上行業(yè)“熱搜”，與之相關的科技示范項目比比皆是，真正實現(xiàn)商業(yè)化落地的卻寥寥無幾。
行業(yè)對于電站無人化的看法也存在分歧，有人認為它無所不能，可以解決傳統(tǒng)電站存在的運維成本高、可靠性與收益率不足等一切問題；有人認為它一無所能，又是一個紙上談兵的概念。
阻礙電站無人化技術實現(xiàn)大規(guī)模商用的堵點是什么？電站無人化從“萌芽初現(xiàn)”到“遍地開花”需要怎樣的土壤和環(huán)境？行業(yè)應該如何理性看待電站無人化這種新興技術？
01
從“技術成熟度曲線”看待電站無人化技術的今天
“技術成熟度曲線”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證，其通過圖形化來呈現(xiàn)前沿技術的不同發(fā)展階段，曲線的縱軸是人們對技術的期望值，橫軸表示時間和技術成熟度。
圖一：技術成熟度曲線
幾乎任何一種前沿技術從誕生到轉化為實質生產(chǎn)力，都要經(jīng)歷五個階段：
①技術剛剛流行的萌芽期
②關注度高漲的過熱期
③熱度下降的低谷期
④出現(xiàn)成功實踐的爬升期
⑤商業(yè)化普及應用的成熟期
圖二：“技術成熟度曲線”×新能源行業(yè)技術應用
注：
圖片僅為示意，未經(jīng)過數(shù)據(jù)論證，僅供參考
在當前時間點上，新能源行業(yè)不同的技術落在曲線的不同位置，以新能源電站集控技術為例，從2011年的興起到如今的普及應用，恰好完整地復刻了這一曲線。
無人化技術作為AI和視覺、聽覺采集技術、機器人技術、自動化技術在新能源電站這一場景下的典型應用，也無一例外地會遵循這種發(fā)展規(guī)律。根據(jù)當前的行業(yè)現(xiàn)狀，無人化技術正在逼近“過熱期”，距離規(guī)模化商用的終點還需“爬坡過坎”。
02
電站無人化改造的三要素
什么樣的電站具備進行無人化改造的先決條件？無人化技術在電站端真正發(fā)揮價值，還需要配套哪些管理制度和經(jīng)濟性評估方法？
01
設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)電設備本身的可靠性這一“先天”因素，其次才是維護保養(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、更準地發(fā)現(xiàn)、排查和修復故障，避免故障演變成事故，但無法從根本上提升設備的可靠性，更不能替代人去修復故障。
數(shù)字化無法消滅問題，但是可以幫助發(fā)現(xiàn)問題，通過運維管理恢復可靠性，邏輯關系不可顛倒。因此，在選擇電站無人化改造的對象時，電站本身的可靠性水平是首要前提。
02
技術創(chuàng)新更需管理革新
電站運維的出工次數(shù)和工作時長決定了工作量，而這兩個參數(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)量等硬性指標來制定電站的運維管理制度，仍然是行業(yè)的普遍現(xiàn)象。
相比之下，根據(jù)電站的真實情況，匹配最合適的資源投入、管理制度和組織結構，更具合理性。
電站無人化改造亦如是。
在設備可靠性提升或數(shù)字化系統(tǒng)介入的前提下，如果電站具備了“無人值班、少人值守”的條件，當電站運營者在制定運維制度時，能否視情況修改巡視和定檢的標準，不斷推進決策管理、制度設計走向科學化和精細化，則是推動電站無人化“新基建”過程中不可或缺的“軟基建”。
03
算好經(jīng)濟賬，提防“得不償失”
未來是大型風電機組的主戰(zhàn)場，相比1.5MW時代，大機組一旦發(fā)生非計劃性停機或維修時長超預期，損失將成數(shù)倍地增加。
因此，在對部署大容量機組的集中式風電場或大基地項目進行無人化改造時，需找到人員成本和效益變動之間的平衡點。
從運維管理視角，機組大型化使得人均運維容量提升。同樣是50萬千瓦的風電場，單機容量5MW所需的人力資源僅是單機容量1.5MW的三分之一左右。機組大型化帶來的人員精簡和人力成本縮減，與無人化技術降本增效的初衷一致，對此類項目做無人化改造還需從經(jīng)濟性角度考量。
無人化是把雙刃劍。在無人化模式下，如果將檢修人員統(tǒng)一部署到離場站不超過2小時車程的區(qū)域檢修中心，就意味著每次消缺時間要比駐場服務時多2小時。在出現(xiàn)停機故障時，一臺5MW風機停機2小時的電量損失將達到1萬千瓦•時。
注：
1、“增加的維修時長”是由駐場模式改變?yōu)?ldquo;現(xiàn)場無人值守+區(qū)域檢修”模式而產(chǎn)生的
2、“功率”“電價”“故障次數(shù)”等變量均以滿發(fā)狀態(tài)作為假設條件
3、資金成本與交易成本視具體項目而定，不納入該模型的統(tǒng)計范疇
因此，對于單機容量大的集中式風電場和大基地項目，慎用無人化?？蓞⒖忌鲜瞿Ｐ蜏y算無人化改造的投資回報率，如果因減少駐場人員數(shù)量會引發(fā)更大的停機電量損失，則得不償失。
03
“準無人化”更具經(jīng)濟性
歷經(jīng)兩年的探索實踐，協(xié)合運維在華南某區(qū)域成功落地了安全性與經(jīng)濟性兼?zhèn)涞?strong>“準無人化”模式，使人機比從1.2人/萬千瓦降至0.7人/萬千瓦，人均勞效提升約35%，效果顯著。
該模式建立的基礎是將運行、巡視、檢修等所有現(xiàn)場工作一一拆解、逐項細化、歸類，識別出每一項現(xiàn)場工作轉變?yōu)檫h程實現(xiàn)時的可行性和潛在風險。
“胥佳認為：總部級數(shù)據(jù)中心+省級集控中心+區(qū)域級維保中心+場站級作業(yè)中心的四級管理體系，是當前最經(jīng)濟可行，且能夠規(guī)?；瘡椭仆茝V的管理模式。”
其中，總部級數(shù)據(jù)中心承擔數(shù)據(jù)分析對標、遠程調(diào)度管理等職能；省級集控中心承擔對省內(nèi)新能源場群的集中管控和電力交易等職能；區(qū)域級維保中心負責對2小時服務半徑內(nèi)的電站進行設備檢修和應急搶修；場站級作業(yè)中心實現(xiàn)輸變電“有人值守”和發(fā)電設備“無人值班”。
采用這種“準無人化”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)場人員成本，同時大幅度降低巡檢機器人、智能傳感器等高價值設備的前期投入。
毋庸置疑，新能源電站無人化需要技術創(chuàng)新，但現(xiàn)階段無人化沒有被大規(guī)模地推廣應用，并非技術創(chuàng)新性不足，而是在發(fā)展中不斷試錯，在試錯中走向成熟。
無人化并非無所不能，更不是一無所能。
”當前，對新能源行業(yè)最能產(chǎn)生價值的，是選擇無人化技術中的部分模塊，在適用的場景下使用，逐漸產(chǎn)生價值，被人知曉，快速推廣，從而真正實現(xiàn)技術普惠行業(yè)。“胥佳強調(diào)。
隨著單位土地面積內(nèi)新能源電站容量的急劇增大，會逐步形成一個輻射范圍更廣的高密度網(wǎng)絡，將推動無人化和集約化的區(qū)域化管理體系發(fā)生質的變化，使大規(guī)模應用的范式不斷走向成熟。
創(chuàng)新沒有捷徑，無論市場如何變化，總有一批革新者在默默無聞、扎扎實實地推動技術的進步和規(guī)模化的商業(yè)應用。
正如大多數(shù)創(chuàng)新都將經(jīng)歷技術成熟度曲線中的五個階段，不管在哪個階段，不管遇到什么難題，轉變對技術的認知、擁抱技術或許是迎來新突破的最佳方式。
圖片來源：
圖一：《2020，中國互聯(lián)網(wǎng)沒有新故事》. 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