近日，全國首屆“全年無故障風電場建設”交流研討會在江蘇省蘇州市召開。中國電力企業聯合會、西安熱工研究院有限公司、大唐集團新能源科技研究院、華電電力科學研究院、哈爾濱電氣集團佳木斯電機股份有限公司、潤陽能源技術有限公司等單位代表參加了本次會議。

本屆研討會以“全年無故障風電場建設”為契機，重塑我國風電行業高質量發展新變革為主題。與會現場，領導、專家、企業負責人就“風力機技術監督與典型問題”、“在役風機提質增效技術應用”、“全過程智能運維作業安全管控”、“智慧風電場的理想形態”、“無故障風電場精益維護”、“老舊機組延壽增功探討”等二十余個議題，圍繞風電行業趨勢、運維技改、項目運營、前沿科技應用等多個領域進行了深入刨析和現場討論。

圖一 首屆“全年無故障風電場建設”交流研討會

在本次研討會上，潤陽能源技術有限公司副總經理劉昊結合“3060”戰略號召下的碳達峰、碳中和戰略發展規劃與風電產業發展新機遇、中國kW級風電機組現狀、老舊風場的等容/增容技改、MW級風機的深度技改、孤兒機組的深度技改等問題，針對“存量在運老舊機組的技改、優化”等主題與現場領導、專家進行了分享和互動。

圖二存量老舊機組技改優化方式探討

此次演講主要包括：風電后市場元年，碳達峰、碳中和戰略發展規劃和給風電行業帶來的機遇；存量在運老舊風場的現狀與“新增長點”；軟件定義風機，“孤兒機組”改造與案例分享等三個部分。

以下為演講全文：

2020年9月22日到2021年1月25日期間，國家領導人在七次國際會議上公開提出“碳達峰、碳中和“戰略發展規劃。在2020年12月12日氣候雄心峰會上，第一次對風電和太陽能等新能源裝機做了基本的要求。隨著國家的基調逐步定義，各大央企也是陸續出臺了相關的政策。

據相關統計：包括五大四小、國家電網公司和其他的石油石化行業集團在內的29家央企，已經初步制定碳達峰、碳中和戰略發展規劃具體方案路線。

圖片三 潤陽能源副總經理劉昊現場演講

據國家統計局統計：2020年底達到了歷史性的281.72GW，相對于2019年增長了34.6%，裝機量達到了近年來的峰值。與此同時，相對于存量機組的運行現狀，老舊機組所占比例也越來越多。2019年，運行五年以上的機組占比約48%；2020年底，初步估計約占到50%，運行超過5年的機組預計超過140GW。

據水規總院統計數據：1989年至2010年期間，風電裝機共有34483臺。2020年后，已經運行15-20年，面臨退役的老舊機組規模和數量將逐年增長；其中，兆瓦級以下風電機的機組面臨的升級、改造、退役等問題的處理需求也會越來越迫切。

目前，國內兆瓦級以下風電機組規模約11000余臺，總裝機約8700MW。機組年限老、效率低，但大部分占據著東北、西北、內蒙這些風資源比較好的這些省份。針對這些機組，政府相繼出臺了有關政策。參考2020年《財建4號文》內容，按可利用小時數分類風場，廣東及浙江基本為四類，內蒙、東北、甘肅多為一類及二類。與2400小時運行時長比較，現有部分風場利用小時僅為1200-1500小時/年。部分風資源好的區域，機組年度運行時長相差40%以上。

2020年12月，水規總院與風能協會共同舉辦了一場內部會議。在這次會議中，對即將退役的機組提出了包括：直接退役、更新、技改和延壽在內的四種處理方式。

退役，就是直接拆除所有的老舊機組，廠址不再建設新風場。更新包括兩類，一類是上網容量不變，另一類就是上網容量變大，利用原來風場的資源，把機組拆掉換成更大的。技改的定義范疇比較寬泛，在設計壽命內，在不改變風機基礎和底部塔筒的前提下，針對在役運行的機組進行技術升級、優化或部件/系統替換。最后是延壽，機組運行到達20年后，進行評估后壽命還能繼續，前二十年載荷沒有達到的情況下，可以通過優化讓風機使用周期繼續延長。

2020年5月13日，遼寧省發布了《遼寧省風電項目建設方案》。該政策中，對一次性拆除全部舊機組，并在原址實施機組等容量更新建設進行了鼓勵。值得注意的是，在這一政策下，機組拆除之后需要轉平價，對風場業主來說并不是特別有優勢。

2021年2月26日，國家能源局下發了《關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知（征求意見稿）》，鼓勵業主單位通過技改、置換等方式，重點開展單機容量小于1.5MW的風電機組技改升級。鼓勵地方開展試點，在試點基礎上，國家出臺政策，地方制定具體細則并組織實施，促進風電產業提質增效和循環發展。

近期，各地方陸續出臺了更加具體的方案措施。2021年3月8日，山西省朔州市能源局發布《關于進一步梳理山西風電項目有關事宜的通知》，一方面對轄區內分散式風電項目進行梳理，另一方面了解運行5年以上風電項目情況，進行項目升級置換及擴容，提升風資源利用率。在挖掘風電潛能方面，《通知》聚焦已經運行5年以上的風電項目，要求在保證安全的前提下，充分挖掘風電場潛能，在原風場廠址內利用現有設備設施進行項目技改升級置換及擴容，提升風資源利用率。

政策的號召，為產業的發展明確了方向。碳中和的目標如何達成？第一個方向，是“3060”戰略號召下的新能源裝機容量的目標。隨著地理資源利用率越來越飽和，如何實現現有資源的最大化，是屬于我們這些后市場從業者應該關注的點。

首先就是盤活現有資源，如何利用好現有的老舊風場的風資源。其次是技改提效，如何讓在運風機發揮出更好的性能，讓其容量和性能相匹配。雖然我們現在裝機量達到了281.72GW，但實際的發電量還需要我們用技改提效的方式來達到。

當前，新增容量面臨的問題主要是場地越來越少、核準越來越困難。涉及到草原紅線區和區域環保的政策，內蒙和貴州已經有些拆除機組的案例，對于這些區域的項目核準也會越來越嚴苛。此外，風資源較好的地域當前基本都已經裝滿風機。如何盤活現有的資源？既要充分利用現有風場的資源——已經建好的升壓站、線路、道路設施，在現有資源的基礎上做一些“上大壓小”、增容置換這些技改方式。同時，也要充分利用現有風機設備資源。早期有些風機雖然是運行效率比較差，但是風機大部件還可以運行好多年。這個時候我們可以做一些深度技改，把風機重新恢復之前的狀態。即：利用新技術和新機型，讓發電效率越來越高。兩相合理，充分盤活現有的資源。

技改提效也分為兩個方面，即：發電量提升和可靠性提升。這就涉及到水規總院提出的更新、技改和延壽方式。在《遼寧省風電項目建設方案》政策提出后，潤陽能源在遼寧與當地業主共同開展了等容量替換試點。一批服役期年滿20年的550kW風電機組，在拆除10臺機組新建3臺MY1.5-82風力發電機組后，發電小時數已經達到2000多小時，業主投資回收期僅7年左右。

“上大壓小”也是一種較為典型的方式。某風電場有132臺750機組，裝機總容量100MW。拆除16臺750機組，新建4臺MySE3.0機組，技改容量共計12MW。改造后，發電小時數從當初的1200小時提升到2883小時，業主投資回收周期不到6.5年。以該風場為例，通過等容量置換，在總容量100MW不變的前提下，如果我們把所有的老舊機組拆除換成大兆瓦的機組，只需要用33臺的3MW機組就能實現132臺的容量。不止業主投資回收周期僅需要6.5年左右，設備的運維、經營成本也大幅度降低。如果是增容置換，在政策規定允許情況下，用一半的機位點就能達到擴容一倍的結果。原來是100MW現在可以達到200MW，土地、線路、道路都可以充分利用。

針對兆瓦級以下的小機組，我們可以用一種相對比較小的機組，就是我們開發的My1.X機組。這個機組以明陽MY1.5MW的平臺作為開發，葉輪直徑能到82米。在原有底段塔筒和基礎不變的情況下，額定功率從1MW—1.3MW的機組都可以替換。潤陽能源My1.X解決方案，充分解決了老舊機組發電效率低、運維成本高的問題。機組可靠性提高的同時，可以應用現在最新的控制算法，以達到發電量的提升和載荷的降低。同時，技改后的機組對于電網適應性更好、調試維護成本也更低。

對于風電場業主而言，相對于替換大機組，My1.X解決方案的單位千瓦造價更低。免征地、審批簡單、施工周期短、施工成本低、更快實現回報收益。由于采用1.5MW平臺開發，備件的成本相對來說也更低。同時，通過潤陽能源提供的資產托管、融資租賃和全生命周期運維服務，解決方案也變得更加靈活。

最后想和大家分享的是孤兒機組的改造，也就是用“軟件定義風機”。從國內現狀來看，孤兒機組面臨的最重要問題是找不到原廠家，進行日常維護、技術技改都特別困難，很多故障也很難得到有效排查和處理。

據相關統計：2010年，行業內約有70多家主機廠（非官方統計還有很多）。到2020年，只有不足20家主機廠家生產供貨，其余50多家廠商已經消失或者不再生產主機。沒有備件、沒有支持人員，存量設備一度淪為“孤兒機組”。類似這種：技術落后、部件老化、軟件無法更新、備件基本停產、發電效率低、SCADA功能不完善的機組，大多數業主選擇與潤陽能源合作進行深度改造。包括三大電控系統的改造、包括核心設備的國產化、大部件的維修，以及后期的運維與技改升級。

分享兩個典型的案例。A項目有1臺1.5MW半直驅的國外孤兒機組。機組發電效率低效、無法滿發、備件替換困難，且發電能力較弱。通過潤陽能源提供的深度改造方案，替換原機組主控系統，把易損、故障率比較高的核心部件更換為國產，技改后的機組由不到400小時/年提升至約1400小時/年，預計兩年多業主就能回收投資成本。

B項目是相對比較大的機組。該項目有40臺存在系統缺失、大部件損壞、生銹等問題的不完整2MW主機，業主需要整合為25臺可用機組，并完成風機的現場安裝。通過潤陽能源定制化的深度技改方案，對主控柜和大部件進行了深度改造，不僅風機能夠“枯木逢春”，機組”大腦“也升級為當前最先進的控制算法。

值得借鑒的是，類似B項目中的2MW機組，原有大部件如果還能繼續使用，只是運行效率比較差，業主可以選擇只進行主控的優化，更換主控制器，采用最新的控制策略，可以使得發電量獲得更大的提高。同時，基于主控改造后的風場數據、風資源數據、風機運行數據可以進行更為詳細的分析，進而實現更多的技改和提效。

例如，通過對數據的分析比對，將有助于進一步挖掘和發現諸如：發電效率差、故障率高運維方式不合理等類型問題的成因。基于分析結果，可以針對性的提出更進一步的方案，包括：葉片加長、葉片氣動優化、偏航對風優化包括控制策略優化，基于主控的改造的發電量提升的方案；機組防超速、機組防振動、機組防火災、機組可靠性技改等安全可靠性提升的方案；以及部件更換的周期、備件的管理運維管理、預防性維護、備件優化策略提升方案等。

針對在運的老舊風場，通過更新、技改等方式盤活現有資源，最關鍵的目標是使風場和風機達到性能和容量的匹配。“上大壓小”、My1.X技改、深度技改、孤兒機組改造都是當前較為主流的提質增效方式。

潤陽能源技術有限公司是明陽智慧能源集團股份公司（股票代碼：601615）旗下，風電場全生命周期價值管理和服務提供商。當前，潤陽能源全面布局陸上/海上風電場運維，深入老舊風場深度改造、風電場技改提效服務、風電EPC工程總包、風電場綜合運維服務、e聯儲備件共享平臺、風機部件維修再造、大部件保障業務、風機與風場后評估/再檢測、風電職業技能與專項培訓等九大主營業務板塊。六年來，潤陽人不斷戰勝各種困難和挑戰、滿足市場的需求和變化，致力于推動中國風電后市場良性發展。2021年，是中國風電產業充滿機遇與挑戰的一年，相信潤陽能源必將會打開新局面，譜寫新篇章！