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案例研究
ECN 使用 @RISK 以确定离岸风电场的经济可行性

能源研究机构 ECN 正在使用 Palisade 的风险分析软件 @RISK 从运营和维护的角度,确定离岸风电场的经济可行性。其中与岸上同等设备相比,涡轮机需要经受更加严峻的天气条件,加上它们所处的位置,使维修和维护需要消耗更多的时间和金钱。在落实项目前,运营商希望先了解目前业界无法避免的长期关停所造成的成本影响。

背景
ECN 是一家总部位于荷兰的独立研究机构,提供为转用可再生能源管理的深入知识和技术。他们关注节约能源、可再生能源和高效清洁地使用化石燃料,正着手实施各种太阳能、风能和生物质能项目。

ECN 是少数致力于离岸运营和维护 (O&M) 领域相关研发的机构之一,他们从 2003 年 4 月开始为离岸风力发电机开发 ECN O&M 工具。 由于离岸风电场比较少见,因此导致其成本仍存在大量的不确定性。同时,由于其重要性与日俱增,因此也需加快工作以提升其经济可行性。

长期关停的财政风险
潜在的运营方希望先了解离岸风电场在经济上是否可行。其关键问题是离岸运营商必须面对的更恶劣的天气条件,例如更快的风速和更高的雷击风险。这些条件造成的维修和关停都会造成成本影响,在任何计算中都必须将其纳为考量因素。

例如,如果岸上涡轮机故障,其关停可能会是一或两天,因为要前往它们所处位置以进行维修,甚至安排吊车辅助都相对容易。与此相反,如果离岸涡轮机故障,便需要安排适合的船只和团队才能够进行检查。高昂的成本使得水上起重机并不常见,因此,一旦决定使用水上起重机,便可能需要等候它花费六个月的时间从世界其他地方驶至现场。除关停造成的机会成本外,运营商还需要支付 15 万欧元作为水上起重机驶至风电场的费用,另外,还要为与行驶费用相当的日租做好准备。

如果海况严峻致使检查团队难以到达故障涡轮机,关停也将相应延长,成本也随之而攀升。此外,要维修涡轮机,就需要有良好的天气条件,因为大风会损坏新的组件。

使用 @RISK 确定成本不确定性
离岸风电场仍处于起步状态,仍需要大量的开发工作才能找出替代的运营方法。例如,与使用船只相比,使用直升机进行涡轮机损坏评估可能会更有效率,在这种情况下,风电场运营商需要与直升机公司签订合约。

ECN 与其客户致力于研究各种各样的“假设”方案,以求确定最可行(如成本效益)的风电场维护方法。选出最佳的方案后,ECN 便使用 @RISK 模型进行概率分析,以确定所选方法的成本不确定性。

@RISK 确定关停和 O&M 成本中的不确定性
涡轮机故障频率是一个关键参数(@RISK 模型的输入项),它取决于组件的可靠性。虽然在某些情况下 ECN O&M 工具能够处理多达 40 个,但风电场运营商假设在大多数情况下只有 15-20 个涡轮机组件(各自拥有不同的故障频率和维修策略)。

大多数的现场数据都可以用于确定组件的故障频率,但由于该行业仍处于起步阶段,因此存在着历史记录信息缺乏的不足。即使有数据可用,成本建模工具中使用的故障率仍难以确定。这包括水上起重机和调查船的价格(因应季节而不同,甚至每天都会发生变化)、后备部件的成本、电价,以及部件和船只交收周期。

@RISK 帮助制定明智的决策
将输入项数据输入至累积密度函数 (CDF) 中的 @RISK 模型结果。此分布确定与离岸风电场关停和维护成本有关的不确定性,让项目开发人员能够制定明智的决策,首先要确定项目是否应该继续,如果应该继续,则需要确定最佳的实施方法。测量不确定性也有助于提高项目的经济可行性 - 银行不喜欢风险,尤其不喜欢未知的风险。

@RISK 模型的另一个结果是龙卷风图,它能够显示出哪一个输入项对输出项造成的影响最大。例如,它能够指出调用大型船只以进行维修和维护是成本不确定性中最重要的因素。有鉴于此,运营商可以与船只供应商进行商讨,支付较高的固定费用以建立长期合作关系,而不应选择成本可能会比长期合作要高的临时租用方式。

@RISK 模型还可用于确定人工成本对项目的影响,一个经常引起大量讨论的问题。但使用 @RISK 后,ECN 证实相对于普遍观点,这不会对最终维修成本造成重大影响。因此,@RISK 能够重新定义哪些方面在初期会耗费大量的成本。

@RISK 改善组件管理
另外,@RISK 为运营商提供了一个工具,用于帮助管理故障率较高并会对风电场盈利性造成重大影响的组件。使用 @RISK 模型中特定的计算以评估故障造成的影响,帮助开发人员与组件制造商就更优惠的保修协议进行商讨。

@RISK 使 ROI 计算简单明了
“任何商业项目中都必然存在着风险和不确定性,而在替代能源等新兴行业中其情况更是难以估计,”ECN 风能系统开发高级经理 Luc Rademakers 解释道,“但是,@RISK 模型能够处理大量的数据,然后以清晰易懂的方式显示出来,使投资风险量化变得更简单。因此,风电场开发人员以及潜在投资方,能够就离岸运营是否能够提供优质的投资回报而制定明智的决策。”

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