风电场生产成本分析及探讨

风电场生产成本分析及探讨

摘要：本文首先分析介绍了风电场生产成本的构成部分，再结合其特点提出了控制风电场生产成本的措施。

关键词：风电场成本控制能源局势

目前世界各国的经济发展和工业发展都是以能源为基础的，工业革命以来，人们对能源的需求达到了前所未有的地步。工业和经济的发展都需要消耗大量的石油、天燃气、煤等能源，但这些不可再生能源迟早会有耗尽的一天，目前，随着不可再生能源的大量消耗，全世界都在面临着能源紧张的问题。在此情况下，风能等可再生能源被人们普遍关注，现在世界上的很多国家都在开发利用风能，对风能的利用主要是通过风力发电的形式来进行，越来越多的风电场建设完成并投入了使用，但是风电场的运行模式和一般的发电厂不同，其成本构成也不同，本文作者对风电场生产模式有着深入的了解，下面将详细的对风电场的生产成本进行分析。

一、风电场生产成本构成

风电场生产成本主要由固定资产初始投入折旧、财务费用、运行维护检修费用和人员成本组成。在生产过程中虽然无燃料等的消耗，但设备的使用性能会逐渐下降，所以维修成本大体上会逐年增大，除此之外，由于风能资源的差异，单位发电成本受年发电量影响很大。

（一）折旧费及财务费用

折旧费：折旧费在风电发电成本中所占比例最大。固定资产取决于设备初期成本，即主机及配套设备造价。目前一般风电项目折旧年限为20 年，折旧率5%。如果加速折旧，折旧率将提高，导致发电成本增加、利润率降低，影响股东初期收益，但设备寿命过程中的收益增加。

财务费用：当前商业银行长期贷款基准利率为6% 左右，该利率的变化与国家宏观经济政策有关。

（二）管理费用

1. 人工费用

人员工资和福利是风电场管理费用中最大的部分之一。应在满足运行和检修

需求的前提下，优化人员结构，实现人员成本和生产率的最佳结合。

2. 内部管理费用

强化内部管理是实现风电场管理费用控制的最有效方法之一。通过制定预算定额，严格费用审批制度，使费用得到有效控制。

（三）、运行维护成本

德国国际太阳能技术研究所（ISET，目前属于IWES）WMEP 数据库提供了大量陆上风电场的数据，据此可以进行较为可靠的测算。对于海上风电场，由于投入运行的数量较少，所以得到的数据有限。以下分别对陆上和海上风电场的运行维护成本进行分析。

1、陆上风电场

陆上风电场积累了多年的运行经验，已经趋近成熟，并且有大量翔实的数据可以参考。根据2006 年WMEP 数据库中的数据，每千瓦运行和维护成本随着风电机组额定功率的增加而降低（图1）。

2、海上风电场

由于海上风电场的运行维护数据较少，这里首先通过模型估算，然后与实际运行数据进行比较分析。根据近年来的研究，列出典型的海上风电场维护成本（包括风电场的基础设施和土木结构等的维护成本）：

（1）预防性维护：0.003~0.009 欧元/ 千瓦时

（2）消缺性维护：0.005~0.010 欧元/ 千瓦时

有意思的是，消缺性维护大约是预防性维护成本的两倍。原因在于一是安装海上风电设备需要使用吊装船等昂贵的辅助设备，二是其效益损失远大于陆上风电场（需要等待风平浪静才能靠近风电机组进行维护）。分析显示，效益损失约为消缺性维护的50%~80%，而上述数据由于下列因素而导致很大的不确定性：风电机组的故障率、消缺性维护的需要用来靠近风电机组的交通工具和吊装设备的价格波动浪高和风速可能导致无法靠近风电机组离岸距离其他运输方面的因素（库存、交货期、人员配备等）

（四）风电设备故障成本

非计划检修：风电机组如果发生故障，需要较长时间停运进行修理，未按照规定列入计划的修理称为非计划停运和检修，一般是因大部件出现损坏而进行的检修。如果经常发生非计划停运，对风电场发电量和成本影响较大。从图2可以看出( 不完全统计)，近10 年来国际上风电设备故障分布发生了一定变化。齿轮箱、发电机、偏航、叶片的故障在减少，而电气、电网以及变桨距、变流器、液压等其他故障明显增多。

图2、国外风电机组不同部件故障频次的分布

图2中仅表明故障发生的频次，实际影响发电量和成本的是非计划停运时长和检修费用的多少，反映故障的危害程度。如齿轮箱、叶片和发电机，一旦发生无法在机舱内维修的故障，费用就会比电气器件损坏产生的费用高很多，有备件

的电气部件故障一般只需要停机几小时到 2 天时间，损失相对不大，即使等厂家备件送到现场，1 周左右时间故障就可以修复。

如果齿轮箱等大部件损坏，故障判断需要时间，安排吊车也需要时间，因此停机时间较长。吊车需要进出场费和台班费，进出场费由几千元到数万元乃至几十万元不等( 视距离和吨位而定)。如果直接更换新设备，停机时间会短一些。如果拆卸并送厂家维修，停机时间可能延长至数月，维修费、运输费和吊车费都很高。

二、降低风电场运营成本的措施

（一）加强计划检修

风电场应根据设备制造厂家的要求制定年度检修计划。除按照计划每半年进行一次定期维护外，应安排专项检查和试验，做到及时发现和处理设备问题。在计划检修中需要注意变电系统和风电机组的技术监督工作。技术监督是检测设备状态、提早发现问题和督促解决问题的有效途径之一，包括绝缘、金属、化学( 油品)、通信、电能计量、环保等内容。目前有关部门正在制定风电设备的技术监督规程，以指导各风电场做好技术监督工作。

（二）预防性检修

运行维护的根本目标不是被动检修，而是要提倡主动式、预防性检修，即运用专业技术，对设备进行状态监测和数据分析，并建立设备档案、状态数据库，对各部位数据的变化趋势进行分析。采用机械振动、电气信号等进行检测，提早发现设备隐患并及时检修，防患于未然，降低发生故障的频次，避免事故扩大，达到降低成本的目的。

（三）提倡风电设备对标管理

所谓对标是指一些运行指标在行业内的水平，如最高、平均和较低水平。各风电场将自己的运行数据与行业水平对比，看出自己的位置，从而提高本风电场的管理水平。主要对标指标有：

1. 可利用率

可利用率对发电量影响如前所述，风电机组可利用率反映除电网故障、特殊气候条件、不可抗力外的设备可靠性。行业内对风电机组的可利用率要求是95% 以上，否则厂家将进行赔偿。因此95% 可用率应代表行业平均水平，并作为风