風(fēng)力發(fā)電行業(yè)專家表示，隨著預(yù)測性維修能力的提高，無人機(jī)和多渦輪機(jī)的先進(jìn)控制策略，以及物流創(chuàng)新，海上風(fēng)電的運(yùn)營和維護(hù)（O＆M）成本將大幅下降。

風(fēng)力推進(jìn)分析和陣列控制策略可降低海上風(fēng)力運(yùn)營和維護(hù)成本（O＆M）


瑞典Vattenfall公司上個(gè)月在蘇格蘭東北部的阿伯丁灣推出了93兆瓦歐洲海上風(fēng)電部署中心（EOWDC），并投資3億英鎊（3.93億美元）建設(shè)新的海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，建成之后將擁有該公司迄今為止規(guī)模最大的風(fēng)力渦輪機(jī)，并將用于測試旨在降低運(yùn)行和維護(hù)（O&M）成本的最新技術(shù)和服務(wù)。

海上風(fēng)力發(fā)電資源成本下降使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)營和維護(hù)成本的重要性日益增加，占總成本的約25％-30％。隨著裝機(jī)容量的增加，越來越多的風(fēng)力發(fā)電機(jī)將在原始保修期內(nèi)運(yùn)行，通常設(shè)定為大約五年。


英國海上風(fēng)電的部署容量

風(fēng)力發(fā)電運(yùn)營商正在尋求最新的技術(shù)進(jìn)步，并利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)和系列經(jīng)濟(jì)來最大限度地提高渦輪機(jī)效率。

規(guī)模更大、更高效的渦輪機(jī)，更高的部件可靠性，以及船舶物流方面的改進(jìn)都有助于降低成本。展望未來，預(yù)計(jì)監(jiān)控和分析解決方案將獲得更大的收益，從而刺激預(yù)測性維護(hù)收益。

Ramboll咨詢工程集團(tuán)的高級工程師Matti Niclas Scheu表示，這些改進(jìn)將降低運(yùn)營和維護(hù)成本，并降低總體成本。

他說：“這主要是通過減少間接運(yùn)營和維護(hù)成本，即停機(jī)期間的生產(chǎn)損失來實(shí)現(xiàn)的，這是通過用預(yù)防性維護(hù)取代糾正措施來實(shí)現(xiàn)的”。

無人機(jī)技術(shù)和人工智能的進(jìn)步也將帶來成本的節(jié)約，并結(jié)合物流創(chuàng)新，這些技術(shù)將減少停機(jī)時(shí)間，并改善對新開發(fā)站點(diǎn)的訪問。


設(shè)計(jì)收益

根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）的調(diào)查數(shù)據(jù)，不斷增長的風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量可能會(huì)直接影響海上運(yùn)營和維護(hù)成本，將降低60％。更高容量的渦風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要更少的維護(hù)資源，減少了運(yùn)行期間備件、船舶和人員的費(fèi)用。

運(yùn)營和維護(hù)成本（O＆M）考慮因素在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開發(fā)中發(fā)揮著越來越大的作用。專家表示，新的規(guī)劃工具、專用支持資源和改進(jìn)的站點(diǎn)訪問都將有助于降低維護(hù)成本。

Scheu指出，除船舶解決方案外，檢查無人機(jī)、遠(yuǎn)程操作車輛（ROV）以及不斷增加的自動(dòng)化將有助于在更惡劣的條件下進(jìn)行操作，擴(kuò)大適合開發(fā)的區(qū)域。

他說：“傳感器、監(jiān)測、人工智能和相關(guān)的高級數(shù)據(jù)分析算法將是這一趨勢的推動(dòng)者。”

根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）的調(diào)查，無人機(jī)每年可以減少每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)1000美元的海上風(fēng)力檢測成本。

每3.6兆瓦渦輪機(jī)每年的海上風(fēng)力檢查成本

行業(yè)專家表示，開發(fā)商現(xiàn)在正在將無人機(jī)與更快的處理能力相結(jié)合，以縮短檢查時(shí)間，并發(fā)實(shí)施更快的行動(dòng)。

在最近的一個(gè)例子中，Enel Green Power North America（EGPNA）公司與人工智能開發(fā)商Raptor Maps合作，部署了一個(gè)集成的無人機(jī)-人工智能解決方案，用于太陽能發(fā)電廠的實(shí)時(shí)檢測分析。

Scheu指出，需要更加標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)維實(shí)踐，包括數(shù)據(jù)收集，傳輸和分析，以最大限度地降低成本。

“考慮到不同系統(tǒng)存在多個(gè)供應(yīng)商，使用類似的基線來創(chuàng)建信息而不是大量數(shù)據(jù)，這是關(guān)鍵。”他說。

完全控制策略

風(fēng)力發(fā)電運(yùn)營商也在尋求引入新的風(fēng)力發(fā)電控制策略，以最大限度地提高現(xiàn)場收入。

ORE Catapult公司工程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Owen Murphy在最近發(fā)布的一份海外運(yùn)行和維護(hù)機(jī)會(huì)報(bào)告表示，應(yīng)該采用更加整體的方法，即在現(xiàn)場層面考慮控制策略，并結(jié)合電力市場價(jià)格以及資產(chǎn)壽命影響，應(yīng)該可以降低未來的成本。

去年12月，英國的碳信托公司啟動(dòng)了風(fēng)電場控制試驗(yàn)（WFCT）項(xiàng)目，以評估提高能源產(chǎn)量和降低成本的風(fēng)力發(fā)電控制策略。這些試驗(yàn)代表了首次在全面商業(yè)設(shè)施進(jìn)行海上尾流轉(zhuǎn)向的現(xiàn)場試驗(yàn)。

這個(gè)耗資230萬歐元的風(fēng)電場控制試驗(yàn)（WFCT）項(xiàng)目的行業(yè)合作伙伴其中包括Vattenfall、E.ON、ENBW、Innogy、Statoil公司以及幾家技術(shù)公司，預(yù)計(jì)2019年將取得全面成果。

英國碳信托的海上風(fēng)力發(fā)電經(jīng)理Megan Smith今年1月表示，其測試的結(jié)果可能會(huì)影響組件設(shè)計(jì)以及運(yùn)行和維護(hù)（O&M）實(shí)踐。性能數(shù)據(jù)可以為未來的陣列概念和其他領(lǐng)域提供信息，例如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。“我當(dāng)然可以看到未來影響風(fēng)電場設(shè)計(jì)的潛力。這可能是了解這一點(diǎn)的自然結(jié)果。”她說。

新的硬件

風(fēng)力發(fā)電供應(yīng)商正在合作，以適應(yīng)不斷上升的海上渦輪機(jī)容量以及在更深水域的位置進(jìn)行部署。

今年6月，風(fēng)力發(fā)電廠商Vestas集團(tuán)和Maersk供應(yīng)服務(wù)公司（一家主要的海運(yùn)和物流集團(tuán)）建立了合作伙伴關(guān)系，以開發(fā)物流和安裝技術(shù)，以降低陸上和海上風(fēng)電的成本。

該公司表示，第一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目是一臺(tái)新的垂直安裝起重機(jī)，它將顯著降低資本支出，并消除對海底自升式船舶的需求。這個(gè)起重機(jī)解決方案可用于所有位置，包括深海場地。這兩家公司主要針對固定式海底風(fēng)力發(fā)電機(jī)，但該解決方案也可用于浮式海上風(fēng)電場，因?yàn)殚_發(fā)商尋求更好的離岸風(fēng)力發(fā)電的部署地點(diǎn)。

隨著歐洲海上風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電運(yùn)營商將受益于專用運(yùn)維中心提供的更廣泛的支持服務(wù)。這些中心將支持持續(xù)的船舶創(chuàng)新和改進(jìn)的備件戰(zhàn)略，其中包括集中儲(chǔ)能設(shè)施。

行業(yè)領(lǐng)先的海上風(fēng)力發(fā)電開發(fā)商Orsted公司最近在英格蘭東北部港口格里姆斯比建造了英國最大的海上風(fēng)電運(yùn)行和維護(hù)（O&M）樞紐。該樞紐最初將支持Orsted公司的210兆瓦Westermost Rough風(fēng)力發(fā)電場，573兆R(shí)ace Bank風(fēng)力發(fā)電場，以及1.2 GW Hornsea Project One風(fēng)電場。Orsted公司承諾，到2019年，在更廣泛的Humber地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電投資約60億英鎊。

行業(yè)新進(jìn)入者

跨行業(yè)的創(chuàng)新，特別是石油和天然氣集團(tuán)的創(chuàng)新，將為海上風(fēng)電項(xiàng)目帶來新的效率提升。

早在2016年，Orsted公司首席執(zhí)行官Henrik Poulsen就預(yù)測，隨著石油巨頭越來越多地進(jìn)入該領(lǐng)域，海上風(fēng)力發(fā)行業(yè)將受到這些市場新入者競爭的影響。

Poulsen 說，“我們所說的是擁有巨大資本和執(zhí)行力的大公司。”

石油和天然氣集團(tuán)將能夠向風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目采用其數(shù)十年致力于健康和安全、船舶物流、安裝效率和運(yùn)行和維護(hù)實(shí)踐的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。

美國海上風(fēng)電公司Magellan Wind公司首席執(zhí)行官Jim Lanard表示，石油和天然氣公司還可以轉(zhuǎn)移長期供應(yīng)和服務(wù)合作伙伴關(guān)系，從而提高效率，并降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

“石油和天然氣擁有非常強(qiáng)大的批準(zhǔn)供應(yīng)商名單（AVLs）和成熟的供應(yīng)鏈，大型石油和天然氣的巨大規(guī)模將帶來所有海上風(fēng)電將受益的供應(yīng)鏈。”他說。

Murphy在其報(bào)告中表示，海上風(fēng)電運(yùn)行和維護(hù)（O&M）為該行業(yè)的新進(jìn)入者提供了“相對較低的進(jìn)入門檻”，這應(yīng)該鼓勵(lì)來自其他行業(yè)的廣泛創(chuàng)新。他指出，新技術(shù)和更深層次的服務(wù)公司可能會(huì)看到主要電力供應(yīng)商在海上風(fēng)電場運(yùn)營中的作用日益減弱。

他說：“在未來，我們可能會(huì)看到在主要公用事業(yè)公司將會(huì)出現(xiàn)更全面的服務(wù)專家層，在某些情況下，隨著時(shí)間的推移，預(yù)計(jì)他們將會(huì)采取不干預(yù)的態(tài)度。”