解碼可靠性指標(biāo)（三）| 近乎高位一致的可利用率，還能表征風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)管理水平嗎？

在風(fēng)電行業(yè)，我們常常能看見TBA（時(shí)間可利用率）的身影。

招投標(biāo)合同中，TBA是風(fēng)電機(jī)組出質(zhì)保的必要條件之一，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，在合同中對(duì)單機(jī)TBA和風(fēng)電場(chǎng)TBA都提出明確的考核要求；行業(yè)對(duì)標(biāo)中，中電聯(lián)通過(guò)TBA指標(biāo)對(duì)年度區(qū)域最優(yōu)主機(jī)廠進(jìn)行評(píng)選；生產(chǎn)運(yùn)行管理中，TBA是評(píng)價(jià)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行好壞以及考核的關(guān)鍵指標(biāo)。

因?yàn)閿?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方便、計(jì)算方式明確，使得TBA的應(yīng)用場(chǎng)景較為廣泛，行業(yè)認(rèn)可度較高。那么用了這么多年的TBA，對(duì)于它我們真的了解嗎？

雙重視角看TBA

TBA（Time based Availability），全稱為時(shí)間可利用率，俗稱可利用率，也稱可用系數(shù),是考核設(shè)備運(yùn)行可靠性常用的一項(xiàng)指標(biāo)，從時(shí)間維度衡量設(shè)備在某一統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的利用情況。一般包含機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)兩個(gè)維度，即風(fēng)電機(jī)組可利用率和風(fēng)電場(chǎng)可利用率。

在國(guó)家能源局發(fā)布的《發(fā)電設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程第6部分：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組》和《風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行指標(biāo)與評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，以及中電聯(lián)發(fā)布的《風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系》中，都賦予了TBA明確且相同的定義。用公式表示為：

公式中不包含以下情況引起的停機(jī)時(shí)間：

（1）電網(wǎng)故障（電網(wǎng)參數(shù)在風(fēng)電機(jī)組技術(shù)規(guī)范范圍之外）。

（2）氣象條件（包括環(huán)境溫度、覆冰等）超出機(jī)組的設(shè)計(jì)運(yùn)行條件，而使設(shè)備進(jìn)入保護(hù)停機(jī)的時(shí)間。

（3）不可抗力導(dǎo)致的停機(jī)。

（4）“可用”的定義：設(shè)備處于能夠執(zhí)行預(yù)定功能的狀態(tài)，而不論其是否在運(yùn)行，也不論其能夠提供多少出力。

公式中有兩個(gè)變量，一個(gè)是計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間，一個(gè)是非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間。計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間反映了生產(chǎn)管理工作的計(jì)劃和組織能力，非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間表示設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)間，受設(shè)備本身的可靠性、維修水平和備件等資源的管理能力等多個(gè)因素影響。

可見，TBA既是設(shè)備可靠性指標(biāo)，還是風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)管理指標(biāo)，是設(shè)備可靠性、維修能力和生產(chǎn)管理計(jì)劃組織能力的綜合反映。

可以看到的是，隨著機(jī)組質(zhì)量和可靠性大幅提升，目前國(guó)內(nèi)外大部分風(fēng)電場(chǎng)的TBA都達(dá)到了97%以上，很多甚至超過(guò)99%。這讓人不禁疑惑，處于高位且近乎一致的TBA，還能表征風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理水平嗎？

TBA還能表征風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)管理水平嗎

帶著這個(gè)疑問(wèn)，我們選取了國(guó)內(nèi)不同資源、不同機(jī)型、不同運(yùn)行年限的200余座風(fēng)電場(chǎng)，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)得出不同運(yùn)行年限下的TBA平均值和故障頻次平均值，作圖如下：

本次對(duì)標(biāo)，TBA計(jì)算方法依據(jù)國(guó)家能源局和中電聯(lián)發(fā)布的指標(biāo)體系。

本次對(duì)標(biāo)對(duì)“故障”的定義有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)：

（1）一次停機(jī)超過(guò)15分鐘的故障；

（2）遠(yuǎn)程復(fù)位次數(shù)超過(guò)三次的故障；

（3）單臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行，但累計(jì)通訊中斷時(shí)間超過(guò)1小時(shí)。

從圖中可以看到，不同年限的風(fēng)電場(chǎng)TBA平均值均保持在98%上下，說(shuō)明機(jī)組的可靠性、風(fēng)電場(chǎng)整體生產(chǎn)運(yùn)行水平普遍較高。

然而，對(duì)應(yīng)的故障頻次表現(xiàn)得卻不像TBA那么穩(wěn)定，從第6年開始逐年增加，這說(shuō)明某些風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備可靠性和生產(chǎn)運(yùn)行管理的效果并不理想，而近似一致的可利用率沒(méi)有表現(xiàn)出這一實(shí)際情況，TBA在生產(chǎn)管理上的作用似乎完全失效了。

單一風(fēng)電場(chǎng)更為明顯，如下圖所示：可利用率指標(biāo)高位穩(wěn)定，但機(jī)組故障頻發(fā)，故障檢修和計(jì)劃性出工應(yīng)接不暇。

某風(fēng)電場(chǎng)可利用率和運(yùn)行情況

綜上分析，僅看TBA會(huì)模糊真實(shí)的生產(chǎn)運(yùn)行管理水平。目前全國(guó)大部分風(fēng)電場(chǎng)的TBA都保持在97%以上，單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)每年的TBA基本在0.5%上下浮動(dòng)，實(shí)際上對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)很難感知到要做什么才能提高小范圍波動(dòng)的TBA，此時(shí)生產(chǎn)管理再看TBA其實(shí)效用甚微，還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)管理計(jì)劃錯(cuò)配，影響一系列運(yùn)營(yíng)動(dòng)作的執(zhí)行。

上圖中數(shù)據(jù)還顯示，同樣的風(fēng)電場(chǎng)TBA指標(biāo)很高很穩(wěn)定，故障頻次卻相差甚遠(yuǎn)。這給我們一個(gè)啟示：生產(chǎn)管理中關(guān)注TBA的同時(shí)還要關(guān)注故障頻次。

一方面，通過(guò)故障頻次能直觀地看到機(jī)組之間、風(fēng)電場(chǎng)之間的設(shè)備可靠性差異，故障頻次高，說(shuō)明其設(shè)備可靠性差或者存在反復(fù)維修的情況，反之亦然；另一方面，故障頻次代表了運(yùn)檢人員的出工次數(shù)、車輛出勤和備品備件消耗情況，而這些與風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)管理的成本息息相關(guān)。尤其是在做區(qū)域檢修的人數(shù)配置計(jì)劃時(shí)，一個(gè)區(qū)域應(yīng)該配置多少運(yùn)檢人員，都要基于故障頻次計(jì)算得出。

因此，在生產(chǎn)管理期，通過(guò)故障頻次能夠掌握機(jī)組的健康度、運(yùn)行穩(wěn)定性以及處理故障所花費(fèi)的資源成本，這對(duì)下一步的生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)、采購(gòu)、財(cái)務(wù)等人員的日常工作具有重要的指導(dǎo)意義。

TBA指標(biāo)未來(lái)可能的變化

行業(yè)里有各種各樣的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，但能把資產(chǎn)管理好的指標(biāo)首先要有益于管理、易執(zhí)行、數(shù)據(jù)容易獲取。行業(yè)通常所說(shuō)的故障一次性修復(fù)率、定檢機(jī)組過(guò)240率都與頻次有關(guān)，且已被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)管理中。當(dāng)然，TBA作為生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)之一仍然發(fā)揮著重要作用。這里強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行生產(chǎn)管理時(shí)要綜合分析各項(xiàng)指標(biāo)的優(yōu)劣勢(shì)和運(yùn)用指標(biāo)時(shí)的邊界條件，從而正確地使用指標(biāo)，根據(jù)不同指標(biāo)多維度地評(píng)估生產(chǎn)管理水平或?yàn)橐粋€(gè)更好的選擇。

另外，值得一提的是，TBA是單一時(shí)間維度評(píng)估設(shè)備可靠性和生產(chǎn)運(yùn)行水平的指標(biāo)，并未考慮到不同項(xiàng)目間資源稟賦不同帶來(lái)的發(fā)電水平差異，TBA高并不代表對(duì)風(fēng)的利用效果就好，比如大風(fēng)期停機(jī)1天可能要比小風(fēng)期停機(jī)10天損失的發(fā)電量多得多，而發(fā)電量和生產(chǎn)管理收入直接相關(guān)。于是行業(yè)提出了基于發(fā)電量的能量可利用率（PBA，production-based availability），更加準(zhǔn)確地衡量機(jī)組性能以及測(cè)算風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性。

而隨著新能源加入電力市場(chǎng)化交易，電價(jià)變成了波動(dòng)因子，發(fā)電收入受到發(fā)電量和電價(jià)共同影響，又有行業(yè)人士提出資產(chǎn)管理的核心指標(biāo)也應(yīng)該從時(shí)間可利用率轉(zhuǎn)變?yōu)槭杖肟衫寐剩≧BA，revenue-based availability）。

任何事物都在變化中追求動(dòng)態(tài)平衡，TBA指標(biāo)也在隨著行業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)變化而變化，需要辯證看待。而不論是第二期中介紹的MTBF（解碼可靠性指標(biāo)②故障頻次與MTBF，既生瑜何生亮？），還是第一期中描述的故障頻次（解碼可靠性指標(biāo)|第一期：異常的故障頻次），或是發(fā)電量、MTTR（平均修復(fù)時(shí)間）等，都需要我們先理解這些指標(biāo)，只有準(zhǔn)確地理解了各個(gè)指標(biāo)的真實(shí)含義和發(fā)揮的作用，才能更好地指導(dǎo)風(fēng)電機(jī)組前期的可靠性設(shè)計(jì)、研發(fā)和后期的生產(chǎn)管理，對(duì)標(biāo)也才是有意義的，才能進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。