风电场建设与管理
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2.3 建设管理分类及模式

2.3.1 风电场的建设分类

风电场的建设可分为业主自主建设、代理业主建设(代建制)、委托第三方建设(Engineering Procurement Construction, EPC)、合作共建模式等四大类型。以业主对建设项目的参与方式和参与程度来分判建设模式。

2.3.2 风电场的建设模式

1.业主组建项目公司建设模式(业主自主建设)

业主为建设风电场,自行组建项目公司,以项目公司为风电场项目的业主单位,履行单个风电场项目的全部建设事宜,如20世纪50—80年代的“项目指挥部”的建设模式。由于有较多的业主不是专业的大型发电集团,组建具有专业人才、专业建管水平的项目公司有相当难度,对开展建设工作也不利。但对于大型发电集团组建的项目公司,由于有集团公司的技术、管理和人才支持,项目公司可以完成单个风电场项目的建设管理职责。随着经济快速发展,加之改革开放的深入,这种自包自揽的建设模式越来越不适应“快速多元、专业协调”的市场经济发展要求,所以逐步被以招、投标方式确定的合同关系的代建制 [项目管理模式(Project Management, PM)]模式或EPC模式等所代替。

2.代建制建设模式

代建制建设模式 [或称项目管理(PM)模式],是业主为建本身不太熟悉的、转大型的、专业化要求很高的工程项目,以合同的方式委托具有专业化管理力量的咨询公司作为项目的管理单位。这种“代建制”建设模式在市场经济不充分,行政管理严格复杂的情况下,运行了一段时期。但随着改革开发的不断深入,政府主导型的市场经济越来越不适合经济“利国利民”需求。所以,党和政府又进行了更加深化的“政企分离”改革,政府“简政放权”,让该由市场调控的事(如项目建设等),按市场经济的规律去办。随着政府不断“放权”,代建制建设模式很快就被EPC模式等所代替。

3.EPC模式

EPC,即设计—采购—建设模式。EPC模式的主要特点如下:

(1)在EPC模式下,由于承包商在设计早期阶段就介入项目,因此能够在施工方法、降低成本、缩短工期、优化设计、设备采购等方面起到专业化、模式化、标准化的积极作用。

(2)由于设计人员和施工人员为同属一个合同范畴内的工作人员,他们在设计阶段接触和交流的机会较多,问题能预先沟通、快速解决,可提高工程建设效率,避免无谓的推诿。

(3)EPC模式尤其适合大型、复杂、有未知条件、可边设计边施工的工程项目,有利于缩短工期,使项目早日投入使用。同时,由于该模式下承包商负责了全部设计、采购和施工的工作,承包商利润空间相对较大,而业主的总成本也会更低,从而达到双赢。

(4)EPC模式也具有一定的风险,对承包商来讲,如果设计控制或技术要求出现错误,必须由承包方来承担费用和损失,承包方的责任更重大;但对业主来讲,该模式失去了传统建设模式中原有的许多检查监督机制,降低业主对项目的监控力,也会出现工程质量和工期时间延长的风险。所以,EPC模式是“双赢”和“风险”并存的建设模式,在实施中需要规范化、专业化、模式化、标准化的管理。

4.合作共建模式

建设模式由建筑工程管理方式(Fost-Track-Construction Management, CM)、设计—建造方式(Design-Bid-Build, DBM)与交钥匙方式(Turn Key Method, TKM)发展到合作共建模式。合作共建模式是各合作方,根据自身的优势和特长,合作共建某个超大型、涉及面广泛、利益格局多样化的综合项目,如新型社区、开发区、流域区块、新经济试验区、新能源发展示范区、超大型项目链区等。合作共建模式最大的特点就是打破传统项目建设模式中的单一业主融资建设方式,合作各方可根据自身的优势和特长“出钱、出技术、出设备、出管理人才、出资源”等。在风电建设中,由于风电机组占总投资的70%左右,业主需为风电机组的采购进行大量融资,生产风电机组的厂商也需去融大量的生产周转资金,而且风电机组的运行、维护是相对专业、复杂的问题。为解决以上主要问题,许多风电项目开发商开始与风电机组生产厂商结成战略合作伙伴关系,实行合作共建模式。这种合作共建模式既解决了部分融资的问题,也解决了投产运行后的维护、大修问题,是“双赢”或“多方共赢”的较好建设模式。

2.3.3 风电场的管理分类

风电场的管理根据使用策略不同可分为建设管理、运营管理和维护管理三大类。

1.风电场建设管理

风电场建设是一项多行业、多专业共同参与、协调配合展开的系统工程。按参建单位行业划分,大致可以分为电力、建筑安装、运输、机械制造等行业。风电场的建设管理一般分三步进行。

(1)风电场建设的项目启动管理:大致可以分为前期的规划选址、项目报建、委托勘测设计及建设监理、项目施工招标、材料及设备运载就位、临时设施搭建等管理。

(2)风电场施工管理:包括工程项目施工成本控制、建设工程质量控制、建设工程工期控制、建设工程安全风险控制等管理。

(3)风电场建设工程的后期管理:包括风电机组的运输、安装与调试;风电机组试运行、竣工验收与移交并商业运行等管理。

2.风电场运营管理

风电场运营管理是风电场项目的关键,其成功与否,直接影响风电场业主的盈亏。风电场运营管理的主要任务是提高设备可利用率和供电可靠性,保证风电场的安全经济运行和工作人员人身安全,保持输出电能符合电网质量标准,降低各种损耗。运营管理可分为两大管理体系:①利用生产指挥系统保证风机正常运行管理;②依靠规章制度保证风电场安全管理。

生产指挥系统是风电场运行管理的重要环节,是实现场长(总经理)负责制及总工程师为领导的技术负责制的组织措施。它的正常运转能有力地保证指挥有序、有章可循、层层负责、人尽其职,也是实现风电场生产稳定、安全,提高设备可利用率的重要手段,更是严格贯彻落实各项规章制度的有力保证,以实现风电机组工作寿命长、设备损耗小的经济目标。

安全管理是企业生产管理的重要组成部分,是一门综合性的系统科学。风电场因其所处行业的特点,安全管理涉及生产的全过程。必须坚持“安全生产,预防为主”的方针,这是电力生产性质决定的。因为没有安全就没有生产,就没有经济效益。安全工作要实现全员、全过程、全方位的管理和监督,积极开展各项预防性的工作防止安全事故发生。

3.风电场维护管理

风电场的维护管理主要是指风电机组的维护管理和场区内输变电设施的维护管理。风电机组的维护主要包括日常故障检查处理、年度例行维护、非常规维护、维护计划的编制和运行维护记录的填写、备品配件管理等。

(1)常规维护。对风电机组进行常规的检测和较小故障的处理。日常例行维护是风电机组安全可靠运行的主要保证。风电场应根据风电机组制造厂家提供的例行维护内容并结合设备运行的实际情况制订出切实可行的常规维护计划。同时,应当严格按照维护计划工作,不得擅自更改维护周期和内容。

(2)非常规维护。非常规维护是指突发性的大型故障,延续发展可能会影响电网的正常输出,必须当机立断,实现非常规维护。非常规维护时,应该首先认真分析故障的产生原因,制订出周密细致的维护计划。采取必要的安全措施和技术措施,保证非常规维护工作的顺利进行。重要部件的非常规维护重要技术负责人应在场进行质量把关,对关键工序的质量控制点按有关标准进行检验,确认合格后方可进行后续工作,一般工序由维护工作负责人进行检验。全部工作结束后,由技术部门组织有关人员进行质量验收,确认合格后进行试运行。由主要负责人编写风电机组非常规维护报告并存档保管,若有重大技术改进或部件改型,还应提供相应的技术资料及图纸。

风电场应编制各项非常规事故的应急预案,并经常组织运维人员进行应急预案的操练。

(3)备品配件的管理。备品配件管理的重要目的是科学合理地分析风电场备品配件的消耗规律,寻找出符合生产实际需求的管理方法。在保证生产实际需求的前提下,减少库存,避免积压,降低运行成本。目前大多数风电场使用的风电机组多是进口机型,加之风电机组备品配件通用性及互换性较差,且购买费用较高、手续繁杂、供货周期长,这就给备品配件的管理提出了较高的要求。

在实际工作中可以根据历年的消耗情况并结合风电机组的实际运行状况制订出年度一般性耗材采购计划,而批量的备品配件采购则应根据实际消耗量、库存量和企业资金状况制订出3年或5年的中远期采购计划,目的是实现资源的合理配置,保证风电场的正常生产;另外,还应积极搜集相关备品配件的信息,在国内寻找部分进口件替代品,对部分需求较大、进口价格偏高的备品配件还可考虑与国内有关厂家协作,进行国内生产,进一步降低运行成本。

2.3.4 风电场的管理模式

我国的风电场分布区域广,自然环境和工作条件恶劣,且风电场建设规模总量大。加之风电场建设受各行政区域建设管理程序等因素制约,我国风电场建设管理存在多种模式。为更好地推动风电场的开发建设和运营管理,各风电场建设单位(业主)正在不断探索和积累各种风电场建设管理模式的经验,并根据风电企业自身实际情况和特点,力求寻找到适合自己的、能切实提高风电场运营效益的风电场管理模式。

2.3.4.1 建设、运营(维护)分离的管理模式

建设、运营(维护)分离的管理模式是将风电场项目的建设单位、运营(含维护)管理单位的业务分开。风电建设公司主要负责风电场项目的开发建设;风电场项目建设完成后,交由风电运营公司运营。风电运营公司主要负责风电场的运营、维护、检修管理。风电场的运营管理采取运检分离的模式。风电场设办公室、检修班、运行班三个部门。运行实行三班轮换值班,检修实行分组作业轮流值班,确保设备健康平稳运行。

当风电场建设完成初期总会存在一些不足,对此,建设部门和运营部门之间常有不同的认识和观点,但是风电电能质量与千家万户的用电满意度密切相关,这个问题就显得尤为突出。施工单位在建设中难免留下一些后遗症,当建设管理与运行维护合一,而运营管理与开发建设是从属关系,用户会把风电场工程建设遗留问题归咎于运营管理团队,使得运营管理非常被动,举步维艰。因此,建设、运管分开具有很多优点。

1.建管分开的优点

建管分开促进风电场运营管理健康发展,利于开发建设的速度,也便于公司资本运作,提高资金的利用,有利于专业化分工合作等。作为风电场运营管理企业主观上应该依法管理、合理经营、加强行业自律,客观上也应该给风电场运营管理企业创造一个合理的生存空间,规范风电场运营管理市场。风电管理进行市场化运作,作为外委运营管理企业,在经济和法律地位上不再隶属于风电场投资商,实现真正意义上的建管分离。这样,风电场运营管理企业有了自由的运作和发展空间,就能够站在客观公正的立场上帮助业主,协调施工企业处理、解决好风电场建设工程遗留问题,也可以集中精力为业主提供质价相符的风电管理服务,从而减少建管纠缠不清的问题。

建管分离后,营运管理企业作为独立法人主体直接介入风电场的前期管理和建设。在工程施工阶段及时发现工程质量问题;在设备设施安装、调试、试运行阶段发现设备设施质量问题;尤其对隐蔽工程进行质量跟踪,不仅可以保障隐蔽工程的质量,还可以熟悉了解工程隐蔽的结构、线路,对今后的设备运行和维修大有裨益。营运管理企业把发现的问题及时向业主提出,在工程验收交接时,坚持原则、严格为业主把好关,这样就可以在相当程度上堵住豆腐渣工程,找到质量低劣设备设施的源头,保证风电场及其附属设备设施的质量,提高风电场的使用价值。

2.建管分开的缺点

前期在一定程度上业主要处理一些建设质量、设备退件等问题;交接时文字性记录过多;一旦过了保质期,建设施工单位不再参与任何工程维护;管理企业对工程要求过于严格,导致无谓的整改增多;验收时也过于严格。

2.3.4.2 项目自建、运营和维护外委的管理模式

此种管理模式是指项目由投资者管理自建,建成后将项目的运行与维护,即发电机组的生产管理、机组运行、设备检修维护、技改等工作以契约的形式,在一定条件和期限内,委托给有专业运维经验的运维公司来承包,运维公司按照合同提供相应的客户化专业服务。

初次进入风电领域、合资控股的项目业主一般多采用这种管理模式,其目的在于降低发电成本,提高机组发电能力,使商业利润最大化。项目自建、运营和维护外委模式有其自身特点。

1.这种管理模式的优点

(1)控制工程建设的质量、缩短风电场建设期。

(2)降低维护成本,总体维护成本低,一些大型的维护设备不用垫资购买,无需进行二次投资就可以直接受益。

(3)有利于稳固合作关系,如果是几家合资,借助外委单位运营和维护,在日后的维护成本和销售收益上,也便于公开透明。

(4)有利于提高企业的竞争力,委托专业运营维护公司管理,业主方可以得到优质专业的服务,规避经验不足的风险,盈利稳定,尽快实现并网售电,轻松实现资本回收。

2.这种管理模式的缺点

(1)管理环节增加,管理效率低,重大维护和经营管理决策需由业主方和运营方、维护方共同商议,达成共识之后实行,增加了落实环节,管理效率低。

(2)存在一定的管理岗位人员重复设置问题,人工成本增加。

(3)收益分流,运营销售收益的有效回收率比较低,一部分销售收益由运营管理的外委公司分流。

(4)不利于积累技术人才,无法通过项目维护管理培训专业技术人才,不利于积累人力资源,工作运行不能独立,对外委单位的依赖程度太大,导致运行经验较少,积累运行经验较困难。

2.3.4.3 运行自控、维护外委的管理模式

随着国内风电产业的不断发展,风电场建设投资规模越来越大,一些专业投资公司也开始更多地涉足风电产业。这样就出现了既懂得投资兴建风电场,又懂得生产运行和生产销售,但不太熟悉大型风电机组的维护方式,又不具备超高超重吊装能力的投资公司或风电业主。这样的业主,只愿意参与风电场的运营管理,而不愿意将主要精力放在管理具体的设备维护等专业要求非常高的工作上。但是设备维修是提高机组设备健康水平,使系统设备处于良好工作状态的主要手段。提高机组设备运行的可靠性和可利用率,才能保证发电机组安全、稳定、经济运行,实现稳发、满发目标。因此必须定期有计划地进行预防性维护、检修,以便及时消除设备缺陷,消灭潜在事故因素,延长设备使用寿命。维护范围包括风电机组的维护和场区内输变电设施的维护等,需要专业技术设备和技术人员,工作细致,管理繁琐。于是业主便将风电场的维护工作部分或者全部委托给专业运行维护公司负责。目前,这种运行方式在国内还处于起步阶段,承接风电场维护的公司规模有待进一步发展壮大,管理模式有待进一步规范。

1.这种管理模式的优点

(1)运营信息及时可控。运营风电场自控,能及时控制风电场盈亏动态,掌握清楚相关信息,进行重大管理变动效率高,产生的作用及时。能及时统计和分析风电场的生产销售情况。

(2)维护成本低。不需维护设施,减少投入,节约成本。

(3)人力资源投入小。不用匹配非常专业的技术维护人员。不需要成立专业的维护团队,只需要有技术人员监控运行程序即可。对现场维护管理的要求不高,只需要1~2名管理人员现场维护即可。

(4)专业维护公司对风电设备的精心维护,提高了设备的完好率和可利用率,故可增加一定的发电量,从而提高其经济效益。

2.这种管理模式的缺点

(1)维护成本高。根据市场经济的规律,外委单位接管维护工程,必先对整个工程的设备维护做成本核算和盈利预算。外委企业不接管不盈利的工程,在报价时,外委企业会把维护工程的盈利一并报上。当管理模式启动时,风电场业主实际成本较高,资金消耗偏大。

(2)业主独立性不强。外委单位完全承担技术的监督维护工作,业主不可避免地对外委单位有很高依赖性,业主对于一些故障的排除不能自主掌控,势必影响运营收益,有一定的盈利风险。

(3)存在一定的磨合期。对于业主要求的管理方法、工作思路,外委单位需要一段时间来理解与适应,在具体工作中有达不到预期目标效果的风险。

2.3.4.4 维护业主管理、运行外委的管理模式

风电场业主自行维护是指业主自己拥有一支具有过硬专业知识和丰富管理经验的运行维护队伍,同时还需配备风电机组运行维护所必需的工具及装备。例如风电设备制造厂家投资风电项目时,本身具有强大的售后维护能力,但他们不具备风电场运行经验或不愿招聘运行人员管理风场,风电场运行由市场上专业公司代管。

某电力集团新能源公司明文规定:“对于价值超过十万元人民币、利用率低的仪器、计量设备,由公司统筹安排采购并由生产部专人负责管理,公司所属各风电场可借用。”充分说明了业主拥有多个风电场时,此种方式能节省昂贵的维护设备投资。

1.这种管理模式的优点

(1)设立专业的技术维护管理人员,利用原有的维护资源,只需要1~2名现场管理人员进行现场管理。

(2)运营交给专业的企业,保证了风电场的盈利目标,运营亏损风险小,节约了人力成本。

2.这种管理模式的缺点

(1)如果是独立的规模小而单一的风电场,需要吊车、试验车、试验仪器等配套设施,加大了投入力度。

(2)单位千瓦的维护成本相对较高,资源消耗较大。

(3)维护工作无法实现真正的独立,对外委单位的依赖性非常强。

(4)不利于掌握盈利性运行经验,积累运营经验困难。

(5)无法彻底准确地统计生产指标精确性以及分析生产指标的深度。

(6)外委单位需要一段时间来理解与适应业主要求的管理方法、工作思路,在具体工作中有可能达不到预期的目标效果。

2.3.4.5 运行、维护全部外委的管理模式

本管理模式适合于风电投资公司,投资方仅作投资,风电场建成后运行、维护工作全部面向市场招标,委托给专业的运行公司、维护公司进行管理。

电力企业运维外包是指电力企业将其运行与维护,即发电机组的生产管理、机组运行、设备检修维护、技改等工作以契约的形式在一定条件和期限内交由专业的运维公司来承包,运维公司按照合同提供相应的客户化专业服务,其目的在于降低发电成本,提高机组发电能力,使商业利润最大化。

例如,某集团新能源公司作为以风力发电为主,积极推进其他清洁能源的开发和利用,积极探索风电运行管理新模式,实施“风电场群集中控制,少人值守,无人值班”管理新模式。按照风电场人员的标准配置为:50MW风电场配备25人,其中管理人员3人,外委运行人员14人,外委检修人员5人,场领导3人。真正做到少人值班、无人值守。

1.这种管理模式的优点

(1)业主省心。

(2)维护方面,不需要吊车、试验车、试验仪器等维护设备及配套设施,减少了资金投入,节约后续支付,有利于控制风电场建设成本。对现场维护管理的要求不高,只需要1~2名管理人员照看现场即可。对业主所在企业的专业管理、技术人员要求都不高,不需要专业的维护管理人员、不需要做市场营销分析,不承担营运盈利风险,直接收取风电场稳定的收益。

2.这种管理模式的缺点

(1)业主对风电场收益偏低,大部分盈利资金分流给外委企业。

(2)在维护上,单位千瓦的维护成本相对较高,资源消耗较大,且需要一次性投入较大数额,成本过高。在技术上,外委单位掌握着技术监督的核心工作,风电场业主对外委单位有着强烈的依赖性,无权独立自主掌控全局。在运营上,外委单位将业主要求和工作思路只作为参考,在具体工作中有可能偏向于外委营运企业的利益最大化。