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研究表明技術(shù)進(jìn)步將大幅降低海上風(fēng)電的運(yùn)營成本

   2018-10-16 世紀(jì)新能源網(wǎng)95920
核心提示: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
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(jí)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(jí)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(píng)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。”
 
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