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

2023-09-22 來源:國際能源網(wǎng)/風(fēng)電頭條 瀏覽數(shù):467

在風(fēng)電行業(yè),我們常常能看見TBA(時間可利用率)的身影。招投標合同中,TBA是風(fēng)電機組出質(zhì)保的必要條件之一,不管是國內(nèi)還是國外

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

招投標合同中,TBA是風(fēng)電機組出質(zhì)保的必要條件之一,不管是國內(nèi)還是國外,在合同中對單機TBA和風(fēng)電場TBA都提出明確的考核要求;行業(yè)對標中,中電聯(lián)通過TBA指標對年度區(qū)域最優(yōu)主機廠進行評選;生產(chǎn)運行管理中,TBA是評價風(fēng)電場運行好壞以及考核的關(guān)鍵指標。

因為數(shù)據(jù)統(tǒng)計方便、計算方式明確,使得TBA的應(yīng)用場景較為廣泛,行業(yè)認可度較高。那么用了這么多年的TBA,對于它我們真的了解嗎?

雙重視角看TBA

TBA(Time based Availability),全稱為時間可利用率,俗稱可利用率,也稱可用系數(shù),是考核設(shè)備運行可靠性常用的一項指標,從時間維度衡量設(shè)備在某一統(tǒng)計周期內(nèi)的利用情況。一般包含機組和風(fēng)電場兩個維度,即風(fēng)電機組可利用率和風(fēng)電場可利用率。

在國家能源局發(fā)布的《發(fā)電設(shè)備可靠性評價規(guī)程第6部分:風(fēng)力發(fā)電機組》和《風(fēng)電場運行指標與評價導(dǎo)則》,以及中電聯(lián)發(fā)布的《風(fēng)電場生產(chǎn)運行統(tǒng)計指標體系》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時間:

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

(2)氣象條件(包括環(huán)境溫度、覆冰等)超出機組的設(shè)計運行條件,而使設(shè)備進入保護停機的時間。

(3)不可抗力導(dǎo)致的停機。

(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),而不論其是否在運行,也不論其能夠提供多少出力。

公式中有兩個變量,一個是計劃停運時間,一個是非計劃停運時間。計劃停運時間反映了生產(chǎn)管理工作的計劃和組織能力,非計劃停運時間表示設(shè)備發(fā)生故障的時間,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因素影響。

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

可以看到的是,隨著機組質(zhì)量和可靠性大幅提升,目前國內(nèi)外大部分風(fēng)電場的TBA都達到了97%以上,很多甚至超過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)電場生產(chǎn)運行管理水平嗎?

TBA還能表征風(fēng)電場生產(chǎn)管理水平嗎

帶著這個疑問,我們選取了國內(nèi)不同資源、不同機型、不同運行年限的200余座風(fēng)電場,根據(jù)風(fēng)電場運行數(shù)據(jù)得出不同運行年限下的TBA平均值和故障頻次平均值,作圖如下:

本次對標,TBA計算方法依據(jù)國家能源局和中電聯(lián)發(fā)布的指標體系。

本次對標對“故障”的定義有嚴格的標準:

(1)一次停機超過15分鐘的故障;

(2)遠程復(fù)位次數(shù)超過三次的故障;

(3)單臺機組在運行,但累計通訊中斷時間超過1小時。

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

然而,對應(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,這說明某些風(fēng)電場設(shè)備可靠性和生產(chǎn)運行管理的效果并不理想,而近似一致的可利用率沒有表現(xiàn)出這一實際情況,TBA在生產(chǎn)管理上的作用似乎完全失效了。

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

某風(fēng)電場可利用率和運行情況

綜上分析,僅看TBA會模糊真實的生產(chǎn)運行管理水平。目前全國大部分風(fēng)電場的TBA都保持在97%以上,單個風(fēng)電場每年的TBA基本在0.5%上下浮動,實際上對于現(xiàn)場運維人員來說很難感知到要做什么才能提高小范圍波動的TBA,此時生產(chǎn)管理再看TBA其實效用甚微,還會導(dǎo)致生產(chǎn)管理計劃錯配,影響一系列運營動作的執(zhí)行。

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

一方面,通過故障頻次能直觀地看到機組之間、風(fēng)電場之間的設(shè)備可靠性差異,故障頻次高,說明其設(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)配置計劃時,一個區(qū)域應(yīng)該配置多少運檢人員,都要基于故障頻次計算得出。

因此,在生產(chǎn)管理期,通過故障頻次能夠掌握機組的健康度、運行穩(wěn)定性以及處理故障所花費的資源成本,這對下一步的生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)、采購、財務(wù)等人員的日常工作具有重要的指導(dǎo)意義。

TBA指標未來可能的變化

行業(yè)里有各種各樣的指標標準,但能把資產(chǎn)管理好的指標首先要有益于管理、易執(zhí)行、數(shù)據(jù)容易獲取。行業(yè)通常所說的故障一次性修復(fù)率、定檢機組過240率都與頻次有關(guān),且已被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)管理中。當然,TBA作為生產(chǎn)運行指標之一仍然發(fā)揮著重要作用。這里強調(diào)的是,在進行生產(chǎn)管理時要綜合分析各項指標的優(yōu)劣勢和運用指標時的邊界條件,從而正確地使用指標,根據(jù)不同指標多維度地評估生產(chǎn)管理水平或為一個更好的選擇。

另外,值得一提的是,TBA是單一時間維度評估設(shè)備可靠性和生產(chǎn)運行水平的指標,并未考慮到不同項目間資源稟賦不同帶來的發(fā)電水平差異,TBA高并不代表對風(fēng)的利用效果就好,比如大風(fēng)期停機1天可能要比小風(fēng)期停機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),更加準確地衡量機組性能以及測算風(fēng)電場的經(jīng)濟性。

而隨著新能源加入電力市場化交易,電價變成了波動因子,發(fā)電收入受到發(fā)電量和電價共同影響,又有行業(yè)人士提出資產(chǎn)管理的核心指標也應(yīng)該從時間可利用率轉(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態(tài)平衡,TBA指標也在隨著行業(yè)發(fā)展和市場變化而變化,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|第一期:異常的故障頻次),或是發(fā)電量、MTTR(平均修復(fù)時間)等,都需要我們先理解這些指標,只有準確地理解了各個指標的真實含義和發(fā)揮的作用,才能更好地指導(dǎo)風(fēng)電機組前期的可靠性設(shè)計、研發(fā)和后期的生產(chǎn)管理,對標也才是有意義的,才能進一步推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。


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