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大北山一期风力发电项目成本管理研究TheCostcontrolofDaBeishan(First-period)WindpowerProject作者姓名:丁阳领域(方向):项目管理指导教师:宋玉臣教授类别:工程硕士答辩日期:2015年5月24日
摘要大北山一期风力发电项目成本管理研究风力发电作为一种成本低、效益高、污染小的清洁能源,同其他能源相比具有良好的社会、经济和环境效益。特别是随着国民经济的快速发展,各省市用电量猛增,同时煤电的发展受到了国家的严格控制,而风力发电则是国家可再生能源法鼓励和支持的发电方式,这为风力发电项目提供了良好的机遇和广阔的市场。2004年欧洲组织签署了《风力12-关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》。计划在2020年全球的风力装机达到1231GW,年安装量达到15000MW,全球风力发电量达到全球发电量的12%。到2014年底,全球累计风电装机容量约369553MW,是新增装机容量最大的可再生能源电力,其中,装机容量最大的三个板块为亚洲、欧洲、美洲。数据统计,至2014年底,亚洲地区累计装机容量为14211.9万千瓦,欧洲地区装机容量13369.9万千瓦,美洲(特指北美洲)装机容量7793.5万千瓦。目前全球风力发电装机容量最大,技术相对成熟的三个国家分别为中国11476.3万千瓦、美国6587.9万千瓦、德国3916.5万千瓦,西班牙、印度风电装机容量也均超过2000万千瓦。自2005年《可再生能源法》颁布实施后,中国的风力发电场建设市场与风力发电产业发展十分迅速,截止2014年底我国的风力发电装机容量已跃居世界第1位。这对我国减少对石油、煤炭能源的依赖,改善能源结构具有十分重要的战略意义。虽然我国的风电行业发展十分迅速,但是发电成本过高,降低了企业对项目的基本收益率要求,对风电产业的发展形成阻力。因此,探索一条可以降低风电建设成本的道路,以促使风电产业更好更快发展,是具有研究意义的新课题。I
本文以中广核瓦房店大北山一期风力发电项目为研究对象,在我国电力经济市场面临改革的背景前提下,结合企业发展环境,及企业对成本管控问题的研究情况,在分析目前目标风电场建设项目成本管理工作基础上,对大环境下风电企业管理控制各阶段成本的方法进行了介绍,通过实际项目以及既定数据,分析了风力发电项目的成本构成及其因素,结合该成本结构,从项目开展前、项目开展中、项目开展后研究了项目各阶段成本管控面临的问题,并结合以上问题,提出了从项目前期开发、项目设计管理、项目设备选型和招标采购、项目工程施工、项目运维管理几个阶段成本控制的方式方法,以及降低风电场建设成本的合理改进措施。通过结论探索出一条有效控制和降低风力发电成本的道路。本文旨在从风力发电项目从开始到投运的流程出发,结合定性定量研究,分析如何合理控制项目总成本,增加投资资金的使用率,通过控制成本增加发电量,提升项目的基本收益率,特别是在目前还没有完整的成本估算体系的环境下,能够为今后寻求降低风电成本方法提供一定的理论依据。关键词:风力发电,项目管理,施工成本II
AbstractTheCostcontrolofDaBeishan(First-period)WindpowerProjectBeingakindoflowcost,highefficiency,lowpollutioncleaningenergy,Windpowerhasgoodsocial,economicandenvironmentalbenefitsthantheotherenergy,Especiallywiththerapiddevelopmentofthenationaleconomy,everyprovincialelectricitydemandisincreasesharply.andCoalpower’sdevelopmenthasbeenstrictcontrolbythethestate,andthewind,isthePowergeneration,whichisencourageandsupportedthenationalrenewableenergylaw,thisprovidesagoodopportunityandavastmarketforwindpowerproject.In2004theEuropeanorganizationssigneda"wind12-on2020windpowerreachedtheworld"stotalelectricity12%blueprints".Planstoreach1231GWintheinstalledcapacityofwindgloballyin2020,theannualinstalledcapacityreached15000MW,theamountofwindpoweringlobalreachglobalpowergeneration12%.AftertheRenewableEnergyLawhasbeenpromulgatedandimplementedsince2005,Chinesewindpowerplantconstructionmarketandwindpowerindustrydevelopedveryrapidly.Bytheendof2008,theinstalledcapacityofthewindpowerinChinahasjumpedtothe1stintheworld.Itisofgreatstrategicimportancetothereductionofthedependenceonpetroleumandcoalenergy,andtheimprovementintheenergystructure.ThewindpowerindustrydevelopsveryrapidlyinChina,buttheexcessivecostshinderthefurtherrapiddevelopmentofthewindpowerindustry.Therefore,itisthenewtopicwithresearchsignificancetoexplorehowtoreducethewindpowerconstructioncosteffectivelyandpromotebetterandfasterdevelopmentofthewindpowerindustry.III
Inthispaper,CGNPCWafangdianDabeishanWindPowerProjectistakenastheresearchobject.UnderthebackgroundofthepowermarketofChina,Referwiththeenterprise‘sdevelopmentquantic,andenterprise’sactionofcostcontrol,onthebasisofanalysisofthecurrenttargetwindfarm’scostmanagementoftheconstructionproject,introducethemanagementmethodofcostcontrolineveryphaseoftheenvironmentofwindpowerenterprise.Theinfluentialfactorsofthewindpowerplantconstructioncostsareanalyzed;then,themeasuresandmethodsofthecontrolineachstage(includingtheearlierstagefortheproject,thefeasibilitypreparation,design,construction,productionandoperation)andreductionofwindpowerplantconstructioncostsareanalyzedandstudied,soastofindaneffectivewaytocontrolandreducethewindpowercosts.Thispaperanalysistheprocess,whichfromthebeginningtooperation,combinedwithqualitativeandquantitativeconsider,analysishowtocontrolthetotalcostoftheproject,increasetheuseofinvestmentfundsrate,throughthecontrolofcoststoincreasethegeneratingcapacity,enhancetheyieldrateofproject,especiallyunderthecostestimationsystemisnotcompleteenvironment,toprovideatheoreticalbasisforthefuturetoreducethecostofwindpowermethod.KeyWords:windpowergeneration;projectsmanagement;constructioncostIV
目录第1章绪论.............................................................................................11.1研究背景.........................................................................................11.2研究意义.........................................................................................31.3研究方法和内容.............................................................................4第2章风力发电项目成本控制现状....................................................52.1项目概况.........................................................................................52.2风电场项目成本构成...................................................................13第3章风电场成本控制存在问题分析..............................................183.1风电场前期选址阶段的成本管理问题分析..............................183.2风电场机组设计方面的成本管理问题分析..............................203.3风力发电项目施工阶段的成本管理问题..................................273.4风力发电项目运行方面的成本管理问题..................................30第4章风力发电项目成本控制改进措施..........................................324.1做好风电场前期选址决策..........................................................324.2通过综合评估合理选用机型并做好采购工作..........................344.3做好工程招标工作和执行概算编制..........................................364.4做好运营设备维修保养工作........................................................39结论...................................................................................................40参考文献...................................................................................................42致谢...................................................................................................44V
第1章绪论1.1研究背景风力发电作为一种成本低、效益高、污染小的清洁能源,同其他能源相比具有良好的社会、经济和环境效益。作为主要的可再生能源,风能在使用过程中产生极低的温室气体和其他污染气体,对地球上生态系统和人类健康影响很小。从20世纪70年代石油危机开始,发达国家就广泛开展代替不可再生能源的新能源研究,其中的主要能源就是风能资源。我国的风力发电行业在2003年《中华人民共和国可再生能源法》颁布实施后,如雨后春笋般出现,并在短短数年里获得了突飞猛进的发展,至2014年底,我国的风能总装机容量已经跃居世界第一位。1.1.1国际风电发展现状风力发电在一些国家的能源供应中发挥重要作用。为了应对温室效应等气候问题,改善火力发电为主的综合能源构造,许多国家开始寻找优质风能资源,大量开发风力发电项目。结合世界各国风电发展经验可以看到风电发展比较快的国家都提出稳定的中长期风电发展目标,制定了发展战略和规划。同时,为促进风力发电技术,许多国家建立了体系完整且有效的激励政策,美国、德国、西班牙等国家为了优化能源结构,增加新能源,特别是风力发电项目的装机容量,经过多年的探索,建立了适应风力发电市场的常态经济机制,在创新电力营销市场的基础上,改善电网结构,对风力发电项目的上网采取先行调度,并适当调整市场竞争体制,将风电的上网电价合理规划到其他能源行业的综合市场中,并进行相应调整,确保风力发电的上网点亮,保证电力系统的稳定运行,稳固电网负荷能力。1
1.1.2我国风电发展现状自2000年以来,我国GDP大幅提高,相应地,对能源的需求也逐渐增大。自《中华人民共和国可再生能源法》颁布后,我国的风力发电行业迎来了新的时代,内蒙、新疆、西南等地的风电产业迅猛发展,在这样的大环境下,国家发改委与各大发电企业、电网公司相配合,制定了风电鼓励措施,如分担费用、电价分类分区、风电先行并网等,同时制定了区域风电规划制度,并要求地方发改部门、各设计院开设风资源管理机构与勘查机构,牵头组织特许招标企业审查、开展海上风电项目施工建设,为产业发展与技术成熟进步提供了巨大的推动力。经过多方、多年的优化、推进举措,我国风力发电产业规模、技术都得到了大幅增强,营销规模也得以增加。全球金融危机发生后,全球能源行业呈现出收益低、营销情况低迷背景环境下,我国风电行业仍保持飞速进步,技术也逐渐成熟。2001年,国家发改委提出我国风电发展基本原则,包括:确保统一、协调、有秩序地发展,以区域为单位,合理制定核准计划、制定规划方向,针对投资企业,应合理制定建设工期,建设规范,制定以规划发展、统筹管理的项目管理制度;坚持集中开发与分散发展并重;坚持陆上开发和海上示范同步进行;坚持协调市场开发与技术进度。我国风电发展总目标是:发展健全有序的风电行业大盘,加大风力发电在我国能源机构中的整体占比,确保风力发电行业能够起到节能减排,减少环境污染,优化产业结构的作用;努力使业务技术层面稳步迈向成熟,提升制造商的业务水平和技术规范,提高设备质量,增加风机可利用率,使国产风机具备更强自主研发水平,提高设备在国际上的战略性,最终实现成为行业主导性产业的目标。但是目前我国风电发展仍面临很多问题,如并网和市场消纳问题亟需解决;设备制造商在技术层面、营销层面的核心竞争力尚需提高;企业对项目的开发、施工规则缺乏进一步认识,制度尚不规范。2
1.2研究意义国内各企业关于风力发电项目成本管理的研究已陆续开展并取得一定共识,按照哥本哈根会议对于CDM的发放要求,以国家能源局提出的及到2020年需将可再生能源提高至15%的要求,到2020年我国的风电储备量将达到约1.5亿千瓦,随着各发电企业,开始了自负盈亏、自主经营的竞争。改善产业结构,加强管理,提升市场竞争力,成为电力企业一直在追求的目标和研究的课题,因此我国的各大风电企业将会进一步重视风电项目的成本管控。但与其他风电发达国家(如芬兰、西班牙、美国等)相比,我国风力发电成本依然偏高,并对我国风电发展,甚至新能源产业的整体发展造成阻碍。因此研究如何降低新建项目的单位发电成本,促进我国风电产业快速发展,改善我国能源结构有着重要的战略意义。降本增效是企业盈利能力的一个关键环节,从项目的初始投资开始,对项目成本进行全过程全周期管理,在项目成本控制在较低水平的前提下,提供价格低、工期短、质量好的项目施工服务,是项目最终获得良好的经济效益的前提。为企业提高成本管理水平,从粗放管理向精细管理转变,提升自身的市场竞争力成为企业面临的主要发展问题。国际上现有的成本管理制度、管理流程、管理模式以及管理经验,都可以成为我们发展中的借鉴。在激烈的市场竞争环境中,企业在保安全、保工期、保质量的要求下,还要确保成本管理,实现企业利润最大化。降本增效,提升竞争力,成为电力企业一直在追求的目标和研究的课题。这就要求从项目的初始投资开始,对项目成本进行有针对性的全过程全周期管理,将项目成本控制在较低水平。中广核瓦房店大北山风电场(以下简称大北山风电场)装机49.5MW,在风电场项目管理方面具有一定的典型性。在该项目建设过程中,机型选择不严谨,部分资源计划编制不科学、成本估算偏差较大、项目成本控制力度不够等问题,对项目建设以及运营产生了不利影响。本论文以该风电场作为研究对象,旨在3
寻求一条科学地开展项目成本估计与预算,应用项目成本控制方法认真开展全程成本管控的道路,为项目后续工作提供支持。1.3研究方法和内容本论文通过项目管理、成本管控等方法,进行如下研究内容:(1)对中广核瓦房店大北山风电项目所在区域的选址地点与选址方式进行调查与分析,分析前期选址对风力发电项目成本影响,并提出改进措施;(2)根据中广核瓦房店大北山风电机组的选型、技术和经济指标,选择在同样风资源情况下,发电最多的机型,并考虑机组投入商业运行时间,可利用小时数、故障损失率以及后期故障维修、定期维护、出质保后的维修成本等,来分析风电机组设备对风电成本造成的影响,并提出改进措施;(3)研究设计阶段对中广核瓦房店大北山风电项目成本的影响,对并提出改进措施;(4)由于工程的不可逆性,施工阶段研究如何进行成本管理是非常必要的,通过对中广核瓦房店大北山风电场施工阶段发生的成本风险进行研究,探索出如何有效的主动控制和预先控制,防止造成无法弥补的经济损失;(5)在运营管理方面,中广核瓦房店大北山风电场与我国大部分风电场一样,运行的管理主要参照火电厂运行方法,但该管理方式对风电场并不完全适用。而且需要分析是否有成熟的条件确保风机设备出质保后,如何最大的减少维修费用,以保证风电场正常运行维护并降低生产经营成本。4
第2章风力发电项目成本控制现状2.1项目概况2.1.1选址概述瓦房店市位于辽东半岛中部西侧、大连市的西北方,界于北纬39°23´~39°29´,东经121°15´~122°20´。东与普兰店市毗邻,西濒渤海,南与金州区隔海相望,北与盖州市接壤。全市总面积3793.53km2,海岸线长461.2km。中广核瓦房店大北山风电场场址范围在瓦房店市泡崖乡,王家屯、后张屯区域内,东西长约13.2公里,南北宽约3公里,场区面积约39.6平方公里。大北山风电场地形以丘陵为主,高程在100~300m之间。风场位于东经121°33"~121°43"、北纬39°31"~39°34"范围内。泡崖大北山风电场工程地理位置示意图见图2.1。图2.1泡崖大北山风电场工程地理位置示意图5
根据《关于同意给予大连中广核风电公司辽宁分公司瓦房店泡崖大北山风电场开发权的批复》,大北山风电场场址范围如图2.2。本期新建66kV升压站为泡崖大北山风电场一期、二期、三期共用,升压站位置选择在三个风电场中间位置,规划总容量为150MW。图2.2大北山风电场场址范围2.1.2所在地风能资源概述本风电场处于北半球中纬度亚洲东部温带大陆性季风气候区,属于暖温带亚湿润气候。冬无严寒,夏无酷暑,季风明显,四季分明,年平均风速较大。冬半年盛行偏北风,夏半年盛行偏南风。场址风能资源较为丰富,具有风能开发利用价值。瓦房店市气象站1981年~2010年年平均风速为3.44m/s,测风年期间瓦房店市气象站年平均风速为3.6m/s,故须将实测年订正为代表年后对风电场风能资源进行评估。项目共分析2个测风塔的数据资料。1号测风塔(7010)安装在海拔高度约190m左右的山坡上,测风塔高度为70m。安装5层风速计(NRG)、2层风向标。风速计的安装高度分别为70mA、6
70mB、60m、50m、40m、25m,风向标安装高度为70m和25m。测风起止时间为2009年8月6日至2010年8月16日,其实测数据有效率满足《风电场风能资源测量方法》GB/T18709-2002中的相关要求。2号测风塔(7011)安装在海拔高度约234m左右的山坡上,测风塔高度为70m。安装5层风速计(NRG)、2层风向标。风速计的安装高度分别为70mA、70mB、60m、50m、40m,25m,风向标安装高度分别为70m、25m。测风起止时间为2009年8月16日至2010年8月16日,其实测数据有效率满足《风电场风能资源测量方法》GB/T18709-2002中的相关要求。2.1.3所在地地质和气候情况概述泡崖大北山风电场工程位于瓦房店市泡崖乡,地貌为剥蚀丘陵地带,属于复州凹陷区内。瓦房店市分布的主要断裂距离风电场均较远,场址属相对稳定地区,适宜建设。风电场地面自然海拔高度100~300m,拟建风电场近场区内断裂活动性较弱,可不考虑其对拟建风电场的影响。本风电场处于北半球中纬度亚洲东部温带大陆性季风气候区,属于暖温带亚湿润气候。多年平均气温9.8℃,多年平均降水量为617.5mm,最大冻土深度1.04m。场地除在局部区域见有少量的基岩裂隙水外,一般地段不存在地下水。场区内基本风压0.5kPa,基本雪压0.3kPa(50年一遇),拟建场地及附近未发现滑坡、泥石流、采空区等不良地质作用。场地内不存在矿产压覆情况。2.1.4风力发电规模本期大北山风电场开发面积约为39.6km²,工程规模为新建33台单机容量为1500kW的风力发电机组,装机容量49.5MW,本期新建66kV升压站,位置在泡崖乡,升压站总规划容量为150MV。2.1.5项目风机选型(1)风力发电机组的选型在一般行业行情下,风电机组的选型受到多方制约,如场址风资源情况,7
地质地貌环境、物流交通条件、基础浇筑条件、设备组装条件、集电线路、电缆设计条件等。在确保技术成熟、机组运转情况良好,故障损失率小、可利用小时数高的前提下,结合风电场基本收益率的计算结果,选择适应性良好、可操作性强、运行维护难度低、质量标准高的机型,同时结合场址实际情况,合理计算单组风机的全年并网电量,通过整体考量筛查,筛选出综合情况最好的型号。本风电场拟安装单机容量为1500kW的机组进行排布。(2)风力发电机组的布置风力发电机组具有常规性的排布方式,一般来讲,桨叶面向方向应应于主要资源风向相对。依据风电场风能玫瑰图分析,风资源主向为北北东,次向风能方向为北。(3)风电场年上网电量在风资源资料以及功曲图敲定后,将数据导入相关软件,算出风电场每台风机在满发或最佳发电情况下的电量,并对其风蚀、叶损、控流、风机可利用率、功率曲线保证率、气候因素、场地用电及线损等情况进行了折减。本工程风电场安装33台1500机型,西部安装30MW的机组;东部安装19.5MW千瓦的机组,总装机容量为49.5MW。年理论发电量为1.54463×108kWh,净发电量为1.02717×108kWh;年等效满负荷小时数为2075.11h;容量系数为0.2369。2.1.6风能资源情况(1)风能资源概述本风电场位于大连市所辖的瓦房店市泡崖乡境内,属温带大陆性季风气候区。风电场场区处于东经121°33"~121°43"、北纬39°31"~39°34"范围内,整个风电场面积约39.6km2,地势呈丘陵地貌,场内一般海拔高度在100~300m之间。本工程风能资源较为丰富,适合风能资源开发利用。(2)气象情况瓦房店市气象站现位于N39°38´,E122°01´,海拔118.7m,使用EN型测风数据处理仪,测风仪安装高度距地面13.2m。气象站1956年成立,具有35年以上,8
涵括各气象关键要素的测绘资料。瓦房店气象站位于泡崖大北山风电场东北侧边界约26.46km处,是距风电场最近的长期气象站。瓦房店市气象站自1981~2010年30年间,近30年、近20年、近10年年平均风速分别为3.44m/s、3.53m/s、3.40m/s。表2.1瓦房店市气象站近30年全年平均风速统计表年份(年)风速(m/s)年份(年)风速(m/s)年份(年)风速(m/s)19843.319943.520043.419853.319953.820053.419863.319963.920063.419873.019973.820073.419883.219983.820083.519893.319993.620093.219903.520003.820103.219913.020013.720113.319923.320023.620123.219933.320033.620133.61984~2013年3.44m/s从整体上看,气象站提供的每年数据呈波动起伏变化,年平均风速在3.0~3.9m/s之间。其中,1996年风速最大,1987、1991年为30年来最小风速年。9
图2.3瓦房店市气象站累年风速年变化直方图瓦房店市气象站多年风速年变化为:7月~10月(夏秋季)平均风速较小,其中8月、9月最小,为2.6m/s;2月~5月(冬春季)平均风速较大,其中4月最大,为4.4m/s,年变幅较大,表明全年风速有季节性变化。(3)各年风向波动表2.2瓦房店市气象站多年(1981~2010)平均全年各风向频率(单位:%)WSWNNN风向NNNEENENEESEESESSESSSWSWWNWCWWW频率15.96.81.12.43.912.56.16.96.53.43.95.42.73.25.96.17.6图2.4瓦房店市气象站多年(1981-2010)风向玫瑰图由图表可见:瓦房店市气象站多年主导风向为N,次主导风向为SE。10
(4)风电场风能资源初步评价通过对整理后的连续一年的两测风塔风速资料处理分析和25m、40m、50m、60m、70m高度处风能资源参数计算,可得出初步结论:风电场风功率密度等级达到4级,因此得出结论,泡崖大北山风电场风能资源是非常丰富的,应用于并网风力发电“好”。两塔的风速与风功率密度变化基本一致,5月~10月(夏秋季)平均风速与平均风功率密度较小,11月~4月(冬春季)平均风速与平均风功率密度较大,表明全年风速有季节性变化,冬春季节是风电场的高发时段,而风机的检修维护等工作可以安排在夏秋季节进行,以此提高风机的有效利用率。该结论符合辽宁地区的实际运维检修环境。综上所述,该风电场风能资源非常丰富,风品质较好,具备非常好的开发价值。2.1.7项目施工及运输条件风电场所处的泡崖乡位于大连市北直线距离约69km,瓦房店西南42km。泡崖乡交通运输极为方便。县级公路贯通南北,直接与国道201线相连。同时,也是通往大连、沈阳的必经之路,路面全部为柏油路,省级公路干线同区乡级公路形成了密集交错、四通八达的交通运输网。对拟建中的风电场将提供极为方便的交通运输条件。现场初步了解蒋屯、泡崖、长山、后张屯等村落现使用的生活用水大部分为国家资助的自来水深井,风场施工用水可取用就近村落的自来水。风塔施工用水、生活用水以及消防用水可采用DN100聚乙烯管供水。远离村落的风塔施工用水可采用12t运水车供水,并设置储水箱一个,以保证施工及消防用水需求。施工用电采用当地10kV电源和移动式柴油发电机供电组合方式。1.9.2风电场总用地泡崖大北山风电场本期工程共安装33台1500kW风电机组,风场装机容量为49.5MW。●风电场永久征地:2.2946hm211
●风电场永久用地:11.6hm2●风电场施工临时用地:9.08hm2本项目施工方案为:基础挖成后,尽快开展基础坑位清理、外模建立、钢筋帮扎、角体螺栓打入等工作,在确定以上工作很好完成后,方可进行浇筑。清理、洒水等工作需在浇筑完成后开展,一周后,拆除外模,进行填回,此阶段后,如准备开展吊装工作,需要在混凝土具备规定强度后。吊装1500kW风电机组使用一辆500t汽车起重机与一辆100t汽车吊配合作业。要合理遵循初设图、以及安装图和规定流程开展风机组装工作,需要严格排查任何零部件导致的安全隐患;吊装过程中不能对设备造成任何损伤,按照整体吊装流程保护好风机各部件的完整性。桨叶需按照规定规则,在吊装前就进行与轮毂的组装。保证桨叶与机舱在吊装前符合基本的水平要求(为了保持稳定,在框架下放上一块钢板)。用吊车将叶片移向轮毂位置,调整角度按安装要求对接紧固。叶片和轮毂安装完毕后,将风轮的吊装工具固定在叶片上。将工具固定在吊装风轮的起重机上并拉紧吊绳。在固定工具的风叶终端,系上带有至少150m导向的口袋吊索。这些吊索在吊装过程中作导向和稳定作用。将支撑起重机的支撑吊索固定在第三个风叶的终端。本项目运输条件为:泡崖大北山风电场交通运输方便,风电场主要大件设备:塔筒分为三段,总重116t、机舱最重约为55.6t,针对本地区道路结构及运输设施,采用大型平板车运输以上设备较为便利。当在风电场区域内进入风场支线道路因坡度较大,受地形限制道路转弯半径较小,大件运输时须注意运输安全及有关运输作业事项,施工运输单位对大件设备运输时,事前应做好运输组织安排及编制应对紧急事故时的应急预案。2.1.8项目费用计算固定资产原值=静态投资+建设期利息-无形及递延资产价值-设备购置增值税抵扣金额折旧费=固定资产原值×综合折旧率维修费=(固定资产原值-建设期利息)×修理费率12
保险费=(固定资产原值-建设期利息)×保险费费率职工工资及福利费=职工人均年工资×定员×(1+福利费提取率)其他费用=年上网电量×其他费用定额材料费=年上网电量×材料费定额利息支出=流动资金贷款利息+生产期固定资产贷款利息本工程综合折旧率按6.33%考虑;修理费率平均取1.5%;保险费费率平均取0.25%;风电场新增职工人数按20人计,人均年工资按60000元估算,福利费职工福利费系数按工资总额51%(火电工程限额设计参考造价指标2009)计取;其他费用定额为30元/MWh,材料费定额为6元/MWh。2.2风电场项目成本构成风电项目建设成本管理贯通事前,事中,事后,由于各阶段有共通性,例如,项目前期开发和初设所需成本计入技术服务费,企业、项目日常管理产生费用计入工程建设管理费等,因此可以将总成本的构成概括为工程建设费、设备安装费、设备采购费、项目用地建设管理费及工程建设管理费、项目建设技术咨询服务费、生产准备费、清洁费、基础预留费费及其他资金使用等板块。13
表2.3泡崖大北山风电场基本成本要素分析表投资比编号工程与费用名称建安工程费设备购置费其它费用合计例(%)1机电设备及安装工程5057.828910.533968.372.11.1发电设备及安装工程3891.626362.430254.01.2升压变电设备及安装工程664.91568.22233.11.3保护、控制及直流系统10.0368.5378.51.4通信及控制设备及安装5.0148152.91.5其他258.3231.5489.81.6升压站系统保护通信228.072.0300.01.7风功率预测系统120.0120.01.8有功功率控制系统40.040.02建筑工程6932.26932.214.72.1发电设备基础工程2330.32330.32.2变配电工程37.637.62.3房屋建筑及附属工程1204.71204.72.4交通工程2614.02614.02.5施工辅助工程210.0210.02.6其他452.6452.62.7消防水池15.115.12.8综合水泵房59.859.82.9事故油池8.38.33其他4852.64852.610.33.1建设用地费2051.92051.93.2建设管理费1732.81732.83.3生产准备费489.6489.63.4勘察设计费578.4578.43.5其它0.00.0一至三部分合计11990.128910.54852.645753.297.14基本预备费(3%)1372.61372.62.95建设期利息(6.60%)1236.81236.8风电场工程静态总投资11990.128910.56225.247125.8100风电场工程动态总投资11990.128910.57462.048362.5单位千瓦静态投资(元2422.25840.51257.69520.4/kW)单位千瓦动态投资(元2422.25840.51507.59770.2/kW)14
如表2.3是对泡崖大北山风电场基建过程中的成本要素进行列表统计。风力发电不需要再单独采购生产资料就可以建成投产,所以风力发电场的总成本可看成是由采购成本、建设成本和运营维护成本三部分构成,以中广核瓦房店大北山风电场一期49.5MW风力发电场的实际投资情况为例,来说明风电项目的建设成本构成。该项目包括:机电、发电、升压变、通讯和控制、其他设备及安装工程费、建设工程费、发电设备基础工程、变配电工程、房屋建筑、交通、场内辅助工程费、建设用地、建设管理、生产准备、勘测设计、220KV对侧间隔、输电线路及光纤通信、基本预备费、工程静态总投资、建设期贷款利息、工程动态总投资等。通过分析风力发电项目的成本构成,以及中广核瓦房店大北山风电场的执行概算可以发现,要降低发电成本可采取节省建场投资和多发电两种措施。但是风力发电机的发电输出受风力发电场的风的速度分布影响较大,因此节省建场投资是可行办法,节省投资的方式包括合理选址、减少设计费用、节约施工成本来实现。同时根据中广核瓦房店大北山项目从风功率、发电量、可利用小时数、故障损失率、结算电价、税率等方面的数学公式计算结果,可知发电量对电价的影响很大,发电量每减少5%,电价将至少增加4.6%,因此对风力发电成本来说,风能资源也是重要因素。合理利用风能资源,需要做好风机选型工作,以及在项目投产运行后,减少设备维修率,提高可利用小时数,进一步加强收益。以上为通过实例得出的基本成本要素构成,即成本大类,包括采购成本、建设成本、运营成本,细分三类成本可以概括成如下几类:(1)风电场设计及设备安装成本根据发、配电两个部分来诠释风电场风机设备,发电装置包含主机(舱)、轮毂、增速器、发电机、偏航配套设备、风机桨叶、风机塔筒。配电装置包含主变(变压器)、箱(式)变(变压器)、SVG(无功补偿装置)、集电线路、开关系统、电缆、直流电源、电网适配装置等。在项目总成本中,最需要进行成本管理的是设计阶段、机组设备采购和工程安装建设成本。而在上述成本中,费用采购成本占总成本近七成,因此对设15
备采购成本进行合理管控是决定项目总成本是否得到有效控制的关键所在。分析设备采购成本管控模式,主要包括以下几点:一是分析何为最佳招标办法,对科学的设备价格进行定标;二是估算大额设备的市场情况。比如,组成风机塔筒的筒体、上下法兰(连接零件)、门框、梯子的材料大致为钢材、机制玻璃钢、防腐涂料等,作为主要材质的钢材价格取决于市场浮动价格、法兰成品出厂价和部件物流费,市场价格变化时,材料费用随之变化,但是该费用的变化浮动很小,且无其他客观影响因素,因此塔筒的成本仅需关注市场的小幅浮动率,所以该类价格可控性很强;而针对配网设施的两大成本,一是通过招标询价,和常规市场价格可得的既定成本设备(包括主变、箱变、集电、电缆、SVG、幵关系统、直流电源)。完全由市场价格决定成本的多少,经调查,该类设备的市场价格相对平稳。二是接入地方电网的适配设备,例如管理适配装配、调度装置、通讯装置等,此类设备成本与地方电网的关系密不可分,由于电网的要求是按照国家政策不断变化的,因此这类设备成本的变化非常大,无法通过只调查市场价格而进行评估,如想合理控制该类成本,除了掌握市场价格,还要与当地政府和电网紧密联系,适时了解政府的政策变化以及对电网需要造成的影响,通过汇总和估评估,形成基本概算。分析设备安装成本的构成因素需要从设备组装、实验调试和适配性配电装置安装、调试工作两部分入手。塔筒设备的组装成本,简称吊装成本,受区域环境制约较大,如风资源情况、地形地貌、压覆矿情况等,所以成本也面临大幅的波动,这一成本的管理工作需要作为重点工作来执行;适配性电器设备的安装成本和调试成本几乎是固定的,在总成本占用份额不大,正确的监控相应指标可以达到合理管理的目的。(2)工程建设成本风力发电项目施工过程中,建筑物的设计结构和施工难度远低于火电厂,大致分为:区域基础、楼体工程、道路工程、施工辅助工作等。(3)运行维护成本运行维护成本为风电场建成后,确保设备正常运行,或进一步增加风机发16
电量等工作产生的成本费用,大致包含:设备维修保养费、清洁费、备品备件采购,生产工器具采购、运行人员技术培训等。(4)其他费用成本风电项目其他费用成本包括项目的建设用地管理费、工程建设管理费、生产准备费、勘察设计费,以上费用简称“四项费用”,往往作为主工程成本的支线成本来估算。由于不同企业对费用的分配不同,四项费用的不具备很大的可控性,特别是建设用地管理费和工程建设管理费受实际施工情况的影响很大。勘察设计费和生产准备费往往根据风电场的施工规模和设计规则来决定的,这是一个随场地规模和行情不断变化的数据,无法在这里进行分析研究。最后,工程信息系统费用所占比重较小,且成本既定,无需管控。(5)基础预留费用任何项目的成本管理工作都是对可能出现的各种突发情况、处理客观因素变动影响工作的管理流程,所以,为了保证施工流程顺利,平衡成本管理浮动,需要在开工前进行合理的预算评估,预留一部分资金,使整个项目进展过程中的成本管控工作能够合力开展。经调查,大部分风电场的基本预留费用控制在在总成本的1%-1.5%之间。(6)财务管理费用财务管理费用是指投资方在融资过程中所产生的各项费用,以及资金使用中产生的其他费用,此类成本是动态的,与地方融资环境、政府法律法规相扣,也与工期长短及资金使用时间有关。综上,该风电场成本构成大类包括采购设计成本、工程建设成本、运行维护成本三种。所其中采购设计成本一般又可分为工程设计成本和设备采购安装成本,所以,风电场的最终成本构成包括:工程设计成本、设备采购安装成本、工程建设成本、运行维护成本4种,所占比重分别为10%、40%、30%、20%。根据实际工作,与以上成本相对应的工作包括项目选址、机组选型、工程设计、工程施工和运行维护。如想寻求合理的成本管控方法,需要从这5个方面入手。17
第3章风电场成本控制存在问题分析3.1风电场前期选址阶段的成本管理问题分析风力发电场选址的确定是整个风力发电场建设、运行的重要环节,只有先决定了风电场场址才可能开始进行风电场的建设,决定了风电场投资效益的成败。所以要想做好风力发电项目的成本管理工作,首先要完成决策阶段的成本管理工作,而要完成决策阶段的成本管理工作必须先做好风力发电场选址阶段的成本管理工作。如果场地选择不合理,即使性能很好的风力发电机也不能很好地工作,相反,如果场地选择得合理,性能稍差的风力发电机也会很好地工作。例如,在不同气温条件下,适应不同气温的风机价格不同,相应的塔筒材质的价格也不同;设计单位往往通过增加桨叶轮体直径或塔筒高度以在风资源情况较差的地区来实现获取更多发电量,板材的增加就意味着造价的增加;山形复杂、矿业覆盖率高、林业面积广的场地相对于山形平坦、无矿产、无考古地、荒山范围大的场地造价要高很多;河套、海岸、海上风场高于内陆风场。因此,细致勘察项目风资源情况、气象环境、山形情况、地质情况才能选出高收益的机组,并根据情况设计出相应的的桨叶、塔筒和基础。风电场区在大地构造单元上位于中朝准地台(Ⅰ)胶辽台隆(Ⅰ1)复州台陷(Ⅰ14)复州~大连凹陷(Ⅰ14-3)。详见图3.1辽宁省构造分区略图。18
图3.1辽宁省构造分区略图中广核瓦房店大北山风电场建设场地地形地貌分为构造剥蚀低丘、坡洪积裙、冲洪积滨海平原,地形地貌条件复杂。构造剥蚀低丘地貌分布在拟建场地的西部、北部。山脊走向呈西南——东北方向,丘顶呈浑圆状~长梁状,山坡多为凸坡,坡度较缓,自然坡度15°~20°,主要由石英岩、砂岩、砂质页岩等组成。海拔高度在14.8—303.7m,最大高差为288.9m,区域内最高峰为大顶子,海拔303.7m。除少数丘顶陡崖基岩实裸露外,大部分丘顶、丘坡均覆有厚度不等的种植土、残坡积碎石土,厚度约0.5~1.5m19
风机全部分布于该地貌中;坡洪积裙地貌呈条带状、面状展布于山前地带,宽100~1200m,地面坡度5~8°,地面高程8.6~90m,主要由第四系全新统砂砾石、黄土状粉质粘土层、亚粘土组成,厚度为5~10m。下伏基岩为砂岩、页岩、灰岩等;冲海积滨海平原地貌主要分布在拟建场地的西部和南部,海拔高度1.2m~19.8m之间,地势平坦开阔,地形坡度一般1~3°。上覆第四系全新统洪冲积、冲海积地层,岩性以砂砾石。该区域地形地貌、地形条件复杂;地质构造较复杂;工程地质条件较复杂;水文地质条件简单;人类工程活动较强烈;现状地质灾害弱发育。在该选址工作中,过于复杂的地形直接增加了入场道路的修建难度,导致道路修建成本增加。所以,为了获得更多的发电量,风力发电机安装场址的选择十分重要。风力发电场选址包括三个阶段:风力发电场的宏观选址:区域风资源评估及风力发电场微观选址。而该阶段影响成本的因素包括:年平均风速、场地条件、道路交通、风电场联网要求、当地气候影响、环境影响、气象数据、围观选址等。3.2风电场机组设计方面的成本管理问题分析瓦房店大北山风电场规划总装机规模约为150MW,本期建设49.5MW。拟建66kV升压站一座,以66kV电压等级接入系统。本期以一回66kV线路接入桥东220kV变电站,最终出两回66KV线路。发电机端子电压0.7kV,首先进行升压,配合各机组的适配型变压器,升到35千伏。本期项目以10-11台机组为一组,按照组别,通过电缆接入场内集电线路,进入到适配35kv的66kV主变升压站,经所内主变压器升压至66kV。本期66kV母线采用单母线接线,66kV配电装置按1回出线,1回主变进线,1回母线设备共3个间隔设计。预留二期风电场1回主变进线条件,预留三期风电场1回主变进线、一回出线条件。35kV采用单母线分段接线。第三期风电场采用线路变压器组接线方式。主要电气设备选择:风力发电机组采用一机一变的单元接线方式,每台1500kW风力发电机配置一台1600kVA箱式变压器。升压站主变压器采用双卷油浸自冷有载调压三相变压器,型号为20
SZ11-50000/66。升压站66kV侧采用户内GIS型式。本项目风力发电机设备造价加上风力发电设备安装费人约占整个风电场建设总成本的83%,另外,风力发电场建成投产后,主要依靠风力发电机正常运行发电,所以,风力发电机机型的确定不仅决定着风电场项目建设投资效益,还影响着项目的运行成本和运行风险。选择风力发电机首先要以发电成本最小原则作为风力发电机选型的指标,在考虑性价比的同时,还要考虑以下几个方面:(1)必须符合当地电网安全稳定性的要求;(2)性价比最优的机型优先选择;(3)运输和安装风机设备费应考虑修路的建设成本;(4)选择机型时要进行调查,降低故障发生率和出质保期的维修成本。3.2.1与当地电网安全稳定性相符大连地区电网经过“十一五”的建设,完成了500kV金家变扩建、南关岭变改造、雁水变升压、瓦房店变新建及220kV联网工程的竣工投产,主干网架日益坚强,形成了500kV辽南、中南部的双环网和市区的三角环网。220kV熊宝线实现了电磁解环。截止2010年底,大连地区已投运的500kV变电站4座:南关岭变500MVA、金家变2000MVA、瓦房店变2000MVA和黄海变500kV开闭所。220kV变电站29座,变电容量共8680MVA,其中隶属于企业专用变电站3座(分别为大石化、金铁、宝铁),变电容量586MVA。截止到2010年,瓦房店地区220kV电网主要经宝兰线、佟宝线与金州区及普兰店地区电网相连,经220kV熊宝线与营口市电网相连,经220kV庄宝线与庄河地区电网相连。瓦房店地区现有220kV变电站6座,变电总容量1120.5MVA,其中220kV公用变电站4座,分别是复州城220kV变电站、万宝220kV变电站、桥东220kV变电站和松树220kV变电站,变电容量963MVA;用户变电站1座,为宝铁220kV变电站,变电容量126MVA;另外核备变1座,变电容量31.5MVA。瓦房店大北山风电场位于瓦房店市泡崖乡,附近有220kV变电站2座,即桥东220kV变电站(2×180MVA)和复州城220kV变电站(120+180MVA),66kV21
变电站1座,即泡崖66kV变电站(2×5MVA)。附近66kV线路有66kV复东线和复桥线,66kV复东线采用LGJ-300导线,66kV复桥线采用LGJ-240导线。泡崖大北山风电场规划总装机规模约为150MW,大北山一期风力发电项目建设49.5MW。拟建66kV升压站一座,以66kV电压等级接入系统。本期以一回66kV线路接入桥东220kV变电站,最终出两回66KV线路。瓦房店市一次能源短缺,所需能源基本上依靠外地输入。从能源结构来看,一次能源主要以煤炭为主、燃料油为辅和少量的新能源,一次能源消费中大量燃煤给环境保护带来沉重负担,节能降耗的任务艰巨;从能源消耗现状来看,随着工业、农业生产的发展和人民生活水平的提高,能耗消费势必增加,所消耗的能源数量逐年上升,而资源总量日显匮乏,所以建设节约型社会任务艰巨。设计适配当地电网的风电场,优化当地能源结构,降低电网的荷载率,符合地方电网的安全稳定性,是提高基本收益率的重要原则。3.2.2本项目机型选择在风电场建设工作中,机组选型工作往往与场地自然状况、设备起吊、物流有关。在保证科技成熟、运行情况良好前提下,选择收益切实可行的机组,并根据场内的风能资源状况和所选的机组,计算年发电量,选择综合指标最佳的发电机组。中广核瓦房店大北山风电场安全等级为Ⅱ类,场内地形复杂,各机位海拔较高,平均机位海拔高度190m左右。经计算,当安装轮毂高度为80m时,多数风机点位50年一遇最大10min平均风速大于42.5m/s,根据IEC61400-1标准,需要选用Ⅰ类风机,经过详细的市场调查,华锐、天津东汽、NORDEX、哈飞、金风等主要风机厂家没有满足此条件的风力发电机组,同时,考虑到区域内地形起伏大,山体陡峭,80m轮毂高度塔筒运输相对困难,因此本风电场不宜采用80m轮毂高度的风电机组。当安装轮毂高度为65m、70m时,各风机点位50年一遇最大10min平均风速在37.5m/s~42.5m/s之间,结合本风场风况特征,考虑到风机厂家的供货能力以及有效规避风险,初步挑选出满足泡崖大北山风电场工程Ⅱ类风况的1500kW风力22
发电机组共五种,安装轮毂高度为65m,70m。对五种风电机组进行发电量比较后,将采用经济效益最佳的机型作为建设机型。五种机型的性能技术参数见表3.1机型技术参数表。表3.1五种机型技术参数表技术参数单位WTG1WTG2WTG3WTG4WTG5额定功率kW15001500150015001500叶片数个33333风轮直径m82.977.47877.177.4风轮扫掠面积m253984657477846314657切入风速m/s33.5333额定风速m/s10.51111.511.311切出风速(10min平均)m/s2525252520极大风速(3sec平均)m/s59.559.559.559.559.5轮毂高度m7070706565风轮转速r/min9.7-199.6-17.312-219.7-19.59.7-19型式—双馈异步双馈异步双馈异步双馈异步双馈异步额定功率kW15201500156015501520容性0.95-感性0.95-容性0.95-感性0.95-感性0.95-功率因数感性0.90容性0.95感性0.95容性0.95容性0.90额定电压V690690690690690塔架型式—钢制锥筒钢制锥筒钢制锥筒钢制锥筒钢制锥筒叶轮t35.36234.90031.70033.30034.162机舱t55.61461.00052.00068.00055.614塔架t115.245111.870100.723121.484105.103五种机型风电机组的功率曲线详见表3.2功率曲线图。注:WTG2-1500机型切入风速为3.5m/s,对应输出功率为28kW。23
表3.2五种1500机型功率曲线图由上表及上图可以看出,同一风电场内,风机的切入风速、切出风速、达到额定功率的最低风速及在该风电场主要风速区间内的功率输出量等参数,将是影响风力发电机组发电量的主要因素,因此需要经过对比,从而优选出适合该风电场风能资源特性的风电机组。评价一种机型的优劣,应以综合技术经济指标给予评价。除发电量对应的经济效益外,风电机组的价格、塔架、基础、箱变、电缆、运输、维护成本等也都是影响机型方案选择的重要因素。在计算风电机组的经济效益时,常以度电成本(Coe)作为衡量指标。指标的计算方式为如下:Coe=IR+Com/Pae公式中,IR为项目投资成本和资金回收系数,假设两者无限接近。Com为设备年度运行维护和检修所需资金,Pae为设备年度发电量。已知风机桨叶的长度对风电场度电成本具有一定影响,桨叶越长,风扫覆盖面积越大,桨叶获得的风能更多,但是,风机桨叶越重,长度越长,桨叶距离、传感设备的标准也会24
提高。一旦发电数增长率超出成本增加率,风电场的单度电成本则随之降低。假设10米高度的年平均风速分别为5.1,7.0m/s,模拟不同风电场(各风电场一组机型),桨叶长度分别为35,40。在风速符合常规分布前提下,假设风切变指数为1/6,风轮叶尖速为7.1,风能利用系数最大为0.46,最大叶尖速度为75/s,空气密度为1.231kg/m3,结合表3.1机组参数,计算所用的5种机组发电量与总成本比较(表3.3),Coe比较(3.4)。表3.3不统计组发电量与总成本比较风速(m·s-1)机组代号年发电量(Pae/MW)总成本(万元)WTG13618195WTG226091415.1WTG32818152WTG42797151WTG52688145WTG15719203WTG246811677.0WTG34917177WTG44809181WTG54783165表3.4不同机组度电成本COE比较(元/kWh)风力条件WTG1WTG2WTG3WTG4WTG5WF10.54820.45730.49790.47780.4584WF20.32510.29920.30010.29960.2993可见,总成本并无太大改变,而平均风速与风电机组发电量成正比,因而度电成本相应下降。如果在相同风资源情况下,比较不同机组的单度电成本,可得:风速越低,桨叶越长,度电成本越低;风速越高,较长桨叶的机组的基25
本收益率反而不高。因此在机组年发电量增加的情况下,即使总成本增加,但度电成本却得到了降低。要是在提高风力发电机组工作效率的基础上,再降低风力发电机价格,同时考虑风速、发电量与度电成本之间的关系,将会有效降低风力发电场的建设成本。由于本项目选址等多种因素,即使不能使用2MW及以上大型风电设备,但度电成本却并没有相应增加,在风电场投运后,将显著增加风力发电场收入。同时在选上述情况下,仍要考虑机组投入商业运行时间,可利用小时数、故障损失率以及后期故障维修、定期维护、出质保后的维修成本等,来分析风电机组设备对风电成本造成的影响。3.2.3风电场初设阶段成本管控问题分析根据设计院提供的风电场组成部分划分,风电场初步设计主要包括区域点位布置、升压站、主变位置设计、塔筒选型、浇筑基础设计、集电线路和电缆走向设计、办公生活区设计等。这些设计中任何一项设计是否合理都与工程造价的多少息息相关。所以,投资方首先应选择经验丰富、勘查能力强的设计单位,其次做好报告审计。对于非投资者的设计院来说,是否有必要降低工程造价并不重要,比如,风机供应商保证塔筒安全性,一般会选用安全系数较高的用料。再比如,设计单位在决定基础环(塔筒地基)施工时,为了保证塔筒稳定性,往往大幅增加混凝土、钢架结构的用量标准;对于集电线路走向的设计工作,由于对于征地问题和线路稳定性的过度保守估计,可能不会选择高空架线、短点走缆或同塔双回等经济方案;设计办公楼和主控楼时,过于浪费空间布局和楼体形式结构,都会不合理的增长施工资金。综上,如能对可研进行反复、严格的审查,针对可能会出现的不合理方案进行整改,会降低工程成本。中广核瓦房店大北山风电场采取集电线路优化方案,建设区域林地稀疏、树木高度较低、人口及房屋较少,风电场集电线路采用架空线路方式投资低于采用电缆直埋方式,因此本工程集电线路采用架空线路方式。一期风电场共33台1500kW风力发电机组,风机出口电压为690V,每台风力发电机配1台箱式变26
压器,采用单元接线方式将电压升高至35kV。33台风力发电机组分3回35kV集电线路接入66kV升压站的35kV母线。优化后的大北山风电场3集电线路工程,解决了一、二期_L程交叉混线问题,终端杆后移,减少绕行,缩短进站电缆长度。同时,中广核大北山风电场根据往期项目生产经营需要,设置管理机构,本着统一高效的原则实行企业管理。结合风电场特点,设置机构和编制人员如下:全场定员14人,运行维护10名,分两个班负责各风电机组的巡视、工作票填写、日常维护、值班;管理人员2人(一场长一专工)。为减少定员及生产成本,风电场的风力发电机组检修可采用外委方式。3.3风力发电项目施工阶段的成本管理问题3.3.1加强概算管理是控制工程造价的重要手段一般情况下,无法使用风电场设计阶段的预算来控制造价成本,概算只能作为估算和调整投资资金的参考。其中最为典型的是可研概算,可研一般作为项目前期过程中核准依据,其中的预算与实际的施工成本差距很大。这就要求投资方在开工前对可研中提出的概算进行评估,加以整改,作为成本控制的重要依据,形成风电场执行预算。执行概算的编制时间需要严格控制,如果过于提前编制,则影响成本使用的准确性。反之则无法使其在执行过程中进行有效管控。为了保证投资方的利益,执行概算必须做到精准以保证项目施工顺利。但是实际的资金使用情况是否会在投资方拟定的工程造价目标管控范围内,还需要有决算书和结算书进行证明。因此,造价控制也离不开决算书和结算书。中广核瓦房店大北山风电场建设33台单机容量为1500kW的风力发电机组,装机容量49.5MW,年上网发电量为1.02718×108kWh。(不含送出工程投资3500万)。在此过程中估算了工程静态总投资、单位千瓦静态投资、单位千瓦总投资、工程总投资、主设备风电机组价格为(不含运杂费、运输保险费、特大特重件运输增加费)、一座风机塔架每吨价格、一座风电机组塔筒(架)基础混凝土量、钢筋量、主变压器设备价格等、建设期贷款利率等,同时严格进行合27
同签订流程中的成本管控,并落实到人,这就要求相关人员均要了解情况,并采取多种形式确保合同顺利执行。影响中广核瓦房店大北山风电场建设成本的主要因素有项目质量、项目工期项目消耗物质情况等。而且由于风电场项目的特殊性,项目成本受到补贴政策因素、市场环境因素和技术进步因素的影响。(1)项目质量项目质量要求高,项目成本随之升高;项目质量要求低,项目成本随之降低。项目质量对项目成本的控制涉及投入产出两个角度。因此项目成本的管控不能以单纯的降低成本出发去考量问题。应该做好效费比衡量,寻求投入与产出之间的平衡。(2)项目工期项目成本与项目工期直接相关,当项目工期缩短,项目成本随之减少,当项目工期被拖延,项目成本也随之增加。项目质量是指项目能够满足客户需求的特征和性能。一般来说,项目质量需作为项目成本的重要考量因素。(3)物资消耗量项目成本的与物资消耗量直接相关。物资消耗量属于可控的因素,是成本控制的重要环节。风电场建设属于技术密集型的项目,涉及到多个环节,消耗物资种类繁多,控制物资消耗是项目成本管理中的关键内容。(4)风电补贴政策2011年11月,国家发改委确定的电价附加标准提高到8厘/(kW·h)国家对风力发电的补贴政策直接降低了风力发电项目的成本。(5)市场环境因素设备采购价格变化是导致成本变化的重要因素。由于大型设备价格受市场环境变化影响较大,是项目成本管理中的不可控外部因素。风电机组市场价格的下降趋势对于风电项目建设的影响就意义重大。风电机组的大型化、国产化趋势十分明显带动风电机组的采购价格快速下滑。从2008年均价5000元/kW28
下降到4000元/kW。受到产能过剩的影响,2011年风电机组的最低报价只有3500元/kW左右,比1996年8000/kW元的均价下降了56.25%,这也使得风电项目建设成本明显下降。(6)技术进步因素随着技术国产化之后,国产风电机组效费比明显提升,大型涉笔采购成本明显下降。风电产业中对于金属结构部件、齿轮箱、变流器、发电机、叶片等均已实现国产化,其成本大幅下降;相反风电机组的控制系统和轴承依然依靠国外进口,价格依然居高不下。妨碍了风电项目进一步降低成本。可研报告与实际建设对价格偏差较大的项目,作好记录并进行成本分析,寻求解决办法,对实在无法避免的项目,及时调整成本数量,保证风力发电项目成本管理工作的顺利进行。项目成本管理要求通过成本控制实现资源最优配置,通过管理和控制使得成本在合理范围内波动,并尽量靠近预算安排;尽可能缩小项目实际成本与预算成本之间的偏差,进一步分析偏差产生的原因,为纠正项目成本偏差奠定基础。3.3.2加强施工质量监督考核以控制工程造价投资方需派专门人员进行目标项目的审查或定点、定期核查,对项目负责人进行严格监督,以查找和纠正其在施工中的一切不合法不合规的行为,并进行整改,对控制施工成本是行之有效的。同时还要出台合理的奖惩标准和考核制度,可以有效激发负责人对成本控制工作的重视。成本管理中要求建立全过程的管理流程。吸取国内其他风电建设项目建立以下管理流程:(1)工程招标流程:(2)过程结算流程:(3)竣工结算流程:(4)进度款支付流程:(5)合同签定流程29
(6)变更及签证处理流程:总之,在整个项目建设期中控制造价的工作必须从始至终,从风资源勘查工作起到项目投产运行,囊括项目开发工作、组件采购、工程管理、安质环监督等阶段,该工作具备一般施工类项目成本管控的相似性,同时具备风电工程的特殊性。要想保证成节约的实现,必须严格将该工作贯彻落实到各个阶段。中广核瓦房店大北山风电场在可研编制阶段便指出,实现工程项目基本收益率极限化目标的工作远远高于使工程成本造价降低的工作,所以制定科学的造价目标就变的很有必要性。要有准确的基本数据、优质的设计,目标须与以往的投资收益、本项目的估算收益进行对标,并形成分析报告。常见的情况如,同地区不同风电场,如在瓦房店地区选用华锐1500的风电场,由于选用不适用于沿海风资源情况的国产机型,导致发电量没有选用高价Gamesa2000机型的风电场高。3.4风力发电项目运行方面的成本管理问题风力发电场运营维护是确保风机正常发电获取收益的重要阶段,运营维护成本指风力发电场建设完成后运营维护所需费用,一般指配件检修费用,人资待遇、资本金使用等。(1)备品备件的管理需要指定专人清点所有库存备品备件并登记在册,作出短缺备品备件采购计划与常用易耗品每月采购计划,建立备品备件出入库记录制度。(2)风机运营维护的管理需要建立风场日常报表制度,要求每个运营维护人员每天必须填写报表,以建立风场运行资料。(3)风场维护制度需要每日监控风机状态并填写运行日志,每日进行巡视检查,并填写巡视检查记录,每周进行风机运行状态分析,填写运行分析记录。中广核瓦房店大北山风电场风能资源丰富,资源主方向集中,根据设计院提供的风资源分布图分析,主导风向为NNE。为最大化利用风能资源,机组按主导风能方向布机,并结合相关山形地势进行落点。在综合比较后,本风电场30
推荐安装WTG1-1500型33台的排布方案,总装机容量为49.5MW,该项目年理论发电量为1.54463x108kWh;按照综合折减系数66.5%计算,上网电量为1.02717x108kWh;年等效满负荷小时数为2075.11h;容量系数为0.2369。然而在项目投产后,由于华锐风机的技术不到位,导致风机故障频发,故障损失率较高,风机年平均可利用小时数低于可研标准,导致维修成本加大,同时基本收益率降低。31
第4章风力发电项目成本控制改进措施根据以上对影响我国风力发电成本的因素分析,发现影响风电建设成本的关键因素有:电网成本、道路成本、经济成本、风机设备价格、融资成本等因素;影响风电场发电量的关键因素有:风能资源、风电上网价格、风电场运行维护成本等因素。所以降低风力发电单位成本可根据节约风力发电建设投资和多发电两条途径,采取以下措施:4.1做好风电场前期选址决策作好风电场决策阶段的风电场建设区域和风机机位的定位、风场气象数据核实、风机机型的确定工作,决策阶段的工作不仅能降低风电场建设成本,而且影响着风电场建成运营的经济效益;为控制风电场成本管理,项目部部必须联系计财部采取如下措施:将以上影响风力发电成本的因素分为不同的工作,并由相关部门负责与相关单位落实完成,再列出各项工作的预算成本与实际成本,并分析各项工作成本出现调整的原因,并寻求是否能减少成本的方法。准确制定工程进度表和工程执行序列表,使乙方在规定的工程建设期内,以及规范的工程序列中开展工作;同时充分考虑合同与各施工单位间的配合,避免不可控的情况发生,如工程阻工、政策导向变更等;强化工程每一个阶段的检查方式,加大整改力度,努力确保工程的优质性,特别是工程中可能出现返工或有安全隐患的节点,要指出具体检查步骤和整改措施;强化施工设计议案的重审工作,保证议案满足工程现场的要求。同时进一步优化设计方案。参与到设计阶段的成本管理工作中,通过设计方案优化比选、限额设计等措施来降低和控制风电场建设成本;合理利用风能资源,在风力发电场根据风力发电场的风资源,合理布置风力发电机位置,以充分利用风能资源。经过研究表明,同样条件下,6.5m/s的风力发电场的发电成32
本要比7m/s的风力发电场增加14%左右,8m/s的风力发电场的发电成本要比7m/s的风力发电场节约近30%。在多方资料收集完善、并基于资料进行全方位的研究后,方可确定风场技术执行方案。即可操作性强的方案需在严谨的分析与研究过程为前提下编制。(1)制定完善的研究标准由于我国农村、山区地域的经济条件与城市经济条件有一定的差距,这就决定了处于农村、山区的风电场所发生的部分费用标准需要与城市区分开来。但是,大部分设计单位仍然按照所处地区的城市的地方材料费用标准制定设计方案;有经验、有能力的设计单位往往使用设备宏观市场费用定额进行设计。在风力发电设计规则中,规定额度的设备装置费用、设备安装资金等均适用于风电的成本管控研究,然而地方材料的费用标准却无法作为参考,经过多次勘察、调查和研究,可得地方材料费用标准为:地方材料额度=地方额度×地方系数公式中,地方系数是该区域的主要材料报价除以报价与物流费之和的所得结果。(2)充分运用测风、资源配置、区域勘察软件,投资方项目开发人员往往选用诸如黄蜂,WPFM等软件,该类软件都是由风电高度发达国家如美国、西班牙等国家开发的高端勘测软件,该类软件在使用过程中有一定限制,如需要导入数据资源,或在既定的比例地图上操作,完成分析后,应尽快到现场进行实地踏勘,配合各方面的成本来确定风场位置。(3)微观选址(初步的分析结果)完成后,设计院人员应根据不同的情况和以往的经验,确立不止一种方案,并在与投资方沟通后,了解投资方需求,提出整改方案,进一步加强设计方案的可操作性。在最大限度满足功能的前提下,用项目价值研究公式,计算出可降低的费用。公式如下:V=F/C(4-1)式中:V代表项目基本价值;F代表项目功能费用;C代表项目成本。设计院人员应将公式代入到每一个阶段,通过施工成本计算综合成本,经33
过互相分析,统筹研究后,基本可节约在施工阶段无法实现的20%~35%工程费用。另外,需要强化内部计划管理,施工图纸到位后,要认真研读施工图纸,及时编制施工图预算,与执行概算对照,及时发现实际造价与执行概算的偏离情况,并采取措施使造价始终受控、在控。以执行概算为依据编制投资计划,指导采购和合同管理工作。4.2通过综合评估合理选用机型并做好采购工作在选用机组阶段,为了提高风电场发电率,需选用性能优良、可靠性高的机组,增加风电场与电网并网的协调性、可靠性,提高电力输出率,提高风电场运维队伍的维护水平,保证机组的高效工作率,以提高风电场的整体发电率;在机组选型阶段,项目中期对成本进行管控的重要事宜之一,即是严格按照工程序列(顺序)开展工作。结合场址的具体情况,合理改变工作顺序,时刻考虑该类成本的动态性,通过不同的阶段性工作研究最优的成本方案,以完成降本增效工作。例如,中广核瓦房店大北山风电场位于山地地带,根据可研和实际情况分析,最佳风机应为为70米高度的1.5万千瓦机组,风机基础浇筑完成后,按照工序开展机舱、塔筒和桨叶运输和吊装工作。以吊装工作为例,由于风电机组吊装工作的特殊性,仅有大吊(500吨位履带式车辆)可完成作业。租用大型车辆的费用为每天2.5-3.5万元,假设完成一台风机吊装的工作时间为3天,计入安装费和维护费,单机完成工作的成本约20万元。从理论上,为了进一步节约成本,设备和桨叶塔筒应同时进场,减少吊装车辆入场时间。然而,山地风电场道路过于曲折,转弯道路往往仅有7-8米宽,而且设备存放地点过小,对运输和存放造成了限制,导致每次吊装前,仅有一套机组进场。由于运输的问题,设备无法及时运到,增加了车辆留在场内的时间,租车费增加,导致施工成本随之增加。这就要求项目负责人准确把握每台机组之间,各阶段的操作顺序和操作时34
间,达到“头尾相扣,吊运向协”,完善施工序列,则需要以下措施:(1)随时掌握厂家和运输单位动向,对机组吊运时间进行较好的安排和分配,认真考虑每一次突发事项,如交通拥堵等,同时分析因素,尽快解决;(2)按照施工现场实际状况,适当增加2-4套的发货和运输的设备数量;(3)如设备存放场地不够,则运用其他空间,为运输车开设专位,以增加运输用车停车时间所需成本的方式,来减少租用吊装车所需成本。上述措施着重针对客观原因导致施工成本上升进行解决,本着基本收益率为优先的原则,按照现场实际情况对工程序列进行合理调配,完成成本管控工作。进一步完善采购流程,优化结构。做好招投标工作、合同管理工作、设备的采购工作,在风电场建设前就需做好成本预算,在建设期间,应时刻以成本预算为基础,采取各类成本核算、成本分析、成本考核等措施,有效控制建设成本;在可研编制和初设完成后,风电场进入设备和施工单位招标阶段。由于风电场设备和施工成本在总成本中占有大量份额,所以对采购设备和施工成本进行严格管控的措施也相应变得非常重要。如今,我国风力发电行业如雨后春笋般涌现,也伴随着一定的弊病,快速的行业发展使很多国产制造商崭露头角,由于技术上不够成熟,不同风机设备厂家的产品质量相差很大,很多设备故障损失率高,直接影响发电小时数和发电量。目前,能源局尚未出台制造整合的通知,在这样的大形势下,必须处理好每一个阶段的工作。(1)捆绑招标。捆绑招标是指使用集团的规模效应,对同类产品进行统一招标,此类招标采取“3家报价”形式,即询价采购。此方式适用于五大电力企业等国资委管理的中央电力企业,在对成本进行了合理的分析评估后,利用企业雄厚资金实力和影响力,扩大采购数量,而制造商也可以根据采购总量,削减装置成本。(2)正确提出意愿,设定标准。目前,风电行业的招投标均遵循低价中标35
规则。该规则使风机设备厂家在忽略设备安全质量的情况下降低产品造价。在一般招标流程里,技术、造价、业务比为3:6:1。投资方在寻求合作商时,不仅要考虑造价,还要考虑技术安全,并以此为依据设置招标意愿。对于招标流程中的比例应根据实际情况进行适当调整,适当提高技术占比,如技术、造价、业务比为5:4:1。同理,制造商低价中表示,更应该考虑投资方要求,按照投资方对低价中标,安全优先,设备优良的意愿。(3)制定合理的标书模板。投资方在开工前,需与各部门协商,综合多方意见制定标书,该标书能够保证制造商的设备能够达到确保各阶段顺利运行的标准,也能提出在设备采购过程中,可能出现的质量问题如何整改的意见。只有投资方标书模板制定合理,投标单位标书才会满足相应需求。4.3做好工程招标工作和执行概算编制一般情况下,工程招标使用单价招标形式,该招标形式也分为两种,一种为招标过程中,招标方拆解施工流程,施工单位勘察场地后,经过分析,结合成本总量评估工期及工程规模,按照拆解后的施工流程为模块,对每个模块进行相应报价,此种方法为固定单价招标。该类招标过程,由于有实际的成本数据,以及既定的勘测场地,估算的工程规模与报出的规模无太大差距,确保了成本管控工作的进行;另一种为招标过程中,投标单位对项目进行整体报价,其他因素计入其中。该类招标看起来固定了项目的工程成本,突发变化发生的几率很小。但在正式施工时,通常因为客观因素而增加成本,例如村民阻工,政府改变政策等,施工方在出现上述情况时,往往将责任推卸给投资方,导致双方僵持不下,增加成本。另外,施工方在发现利润较少或无法得到利润时,时往往会采用各种办法来找回所失利润。经与之协商,即使妥协,也会延误工期导致成本增加。根据比较,单价招标更为合理,经过严谨的分析研究成本,合理的模块拆解,合理的报价,利用“边施工边管控”的方法才能顺利的管控成本。积极进行施工图阶段的设计优化,严格控制各种引起造价增加的设计变更及施工方案变更,确需发生的,需进行逐级报批。工程建设过程中必须发生的36
设计变更、标外项目、施工方案变更按照以下权限进行审批,同时必须及时完成财务审批流程:(1)影响工程造价在额定金额以内的设计变更,项目公司经理签认;(2)影响工程造价在额定金额以上在额定金额以内的设计变更或10万元以内的标外工程或施工方案变更,由工程区域总监签认后实施;(3)影响工程造价在高额定金额以上的设计变更或在低额定金额以上的标外工程或施工方案变更,由分公司总经理批准后可以实施;单项工程签证必须由项目经理审核签字,重要项目必要时需工程区域总监审定;施工中发生的一切与工程造价有关的未决、纠纷、索赔事项,必须及时报分公司总经理审批并以合同为依据,及时处理,以减少工程索赔。以上事项发生后,需及时报计划财务部,以据实掌控工程概算执行情况,合理确定工程暂估转固金额;设备材料的仓储、运输、保管及报废严格执行公司物资管理标准,减少物资积压,减少材料损失;对于供应商的选择,工程事业部要汇同分公司提出意见,甄选出资质满足要求、施工经验丰富、当地人脉广、协调能力强的队伍,以保证工程进度,减少不必要支出。对于建设用地费的成本管控,项目开工前,概预算工程师应第一时间对下达的概算(未下达按可研概算),按占地区域、土地性质、占地面积、补偿标准、地上附着物、税费等补偿信息进行分解(格式参见附件二)若实际情况与概算金额出入较大,应尽早向公司反馈,申请调整;对于征地费支付,必须要有与当地签订的征地协议或框架协议;立项时必须一事一立,杜绝一笔立项对应多笔支付的情况;支持性文件要齐全,包括:征占地补偿协议及签字、补偿地块费用标准等文件;对于超标补偿、阻工严重等特殊事项,应事先商分公司共同拿出解决办法,报风电公司批准,否则发生的费用一律不予支付。对于工程建设管理费的管控,工程前期费,要在开发阶段严格按照公司下达的标准成本进行管控,确保不超概算。同时要考虑与工程的衔接问题,以免留尾巴或给后续工程施工造成困难,增加相关费用;工程建设管理费,要严格按照风电公司下达的年度四项费用、可控管理费用、人工成本等预算执行,在37
党中央“八项规定”、“四风建设”的倡导下,严格控制各项费用支出;项目咨询、评审费等,要按公司要求办理,确保费用发生的缘由真实、金额合理。对于生产准备费的管控,生产准备工作开始前,风电场场长(项目副经理)要提前将该项概算进行分解,若实际情况与概算金额出入较大,应尽早向公司反馈,申请调整;要合理统筹规划,对于多项物品可由一家供应商提供的在保证质量的前提下应优先考虑集采,以降低采购价格;生活、办公家具、电器、用品等采购不要一味追求品牌,在保证质量的前提下,把价格压到较低或合理水平。对于勘察设计费的管控,应关注设计优化方案的实现,确保款项支付合理。对于工程预留费的管控,必须先经工程总监、总经理审批后,方可使用立项,否则务预算审核不予通过。对于建设周期费的管控,计划财务部要根据工程进度进行款项支付把控,确保款项支付进度与工程进度相匹配;财务人员要对工程中遇到的阻工、特殊政策等疑难问题及时掌握,以合理安排提贷计划,避免类似于“风机晒太阳”等问题造成财务费用的增加;工程项目相关人员要树立成本控制意识,合理把握付款进度,在不影响工期的提前下,尽可能的通过推迟支付等方法来实现财务费用节约,同时实现工程造价的节约。在施工执行概算设定结束后,要在建设过程中必须引入概算全过程审计。通过对项目的每一个阶段,每一个细节都进行管控,保证建设期间,各方都能够准确、切实地管理资金使用。进而控制项目成本。目前,工程建设过程中,出现不少“三超”问题,例如初设工作不深入,不细致导致项目在前期工作中出现漏洞,正式开工后引发合法合规问题,加大开发和工程双方的工程量,增加施工成本;再如,对于员工的调配工作没有重视、设备不够,导致人无设备,或者设备无人,都会使工程造价出现不合理增长。因此,加强执行概算的审计督查工作,从始至终完成将成本管控监管工作贯穿于项目前、中、后,是非常必要的。结合工程结算及竣工决算的编制,从管理程序的合理性、监督测量手段的有效性、资金使用的合理性,对整个工程建设过程中造价管理相关的各方面,特别是设计变更控制和合同管理方面,进行全面总结,并提出管理制度建设的改38
进建议。项目主管会计、概预算工程师,要以概算为基础,分别逐笔统计各单项概算的执行情况(概算、立项、合同、每笔支付金额等)并按月核对,确保发生项目一致、口径一致、金额一致,对于有超概风险的事项要及时预警;为更加有效的控制辽宁区域工程造价,对于分公司总经理审核不到的流程,流程发起人应在发起支付时予以抄送,财务根据总经理批示付款。4.4做好运营设备维修保养工作在风电场运营阶段,要时刻做好风电场维修保养工作,确保风电场正常运营,减少故障损失率,增加可利用小时数实现投资效益。设备质量是风电场日常工作的重中之重,各类设备运行情况良好,备用零件质量较高,可以有效提高风机可利用率,减少故障损失,降低风电场运维成本。场内运维人员需学习招标文件中技术要求,明确机组构成机制、机组结构、零件保养方法、运行步骤、调度任务等,在需要检修时,可向检修方提供相关资料,也可在出质保后自主维护维修,保证设备质量,降低成本;必须要求厂家提供每批次设备的第三方质检报告,以及安全质量认证书,以确保设备主材质量合格;如需更换零件,需派专人监控重要零件的生产制造环节,了解生产环节的相关情况,并到生产现场进行实地检查。另外,需高度重视设备出场检测工作、现场交接实验等。此的工作必须严格执行;因为这类实验检查设备基本功能,可以直接体现出设备的实际质量。时刻填写备品备件出入库表单,尽力避免机组或附属设备被施工被损坏或在现场丢失,导致成本增加。39
结论本文以中广核瓦房店大北山风力发电项目为研究对象,从业主方方面分析和研究了风力发电场项目的成本构成,并分析和研究在项目决策、设计、施工、运营各阶段应采取什么样的措施和方法,能有效得地降低和控制风力发电场的建设成本。通过研究发现在各个阶段实施必要的措施,可以实现控制和降低风力发电场成本的目标。纵然风力发电场的规模、投资、设计、机型、接入系统具备很大的多样性,但是各阶段的成本管控问题与相应对策基本一致。本文得出的成本控制结论如下:(1)针对目标项目区域的风资源情况、山型地势、进场道路、集电线路走向等资料进行准确、完整的收集;(2)初步设计工作需与场地实际工程环境相结合,在决策前,需考虑多种突发情况,并进行整改优化,形成一种以上初设方案;(3)在设备采购招标工作中严格把关,由于设备采购阶段对整体成本影响最大,因此投资方合同商务部门需要合理控制采购招标流程,通过与供应商的多方接触,保证设备成本的可控性,为施工阶段提供有力保障;(4)合理制定成本分析执行条例,确保在风电场建设期各阶段的成本数据在可控范围内;(5)强化工程项目动态成本管控工作的开展力度,当出现不可控问题时,需与财务部门相沟通,并将讨论后得出的可调整成本结果作为基础参考,通过分析,形成一个完善、细致、合理性强、可操作性强的解决方案以控制成本;(6)细化标准化制度,以制度和多种奖惩措施规范设计方及施工方行为,确保各项计划可以有效执行;健全人力资源培训管理制度,开设成本管理相关的培训,做到“人人懂技术、人人可管理,人人控成本”;风力发电产业正处于大力发展的时刻,但目前过高的发电成本阻碍着风电产业进一步快速发展,但随着国家能源结构的调整,风电建设规模的扩大,风40
电发电成本逐步降低,风力发电必将成为国家重要的能源形式,并为国家保护环境,实现社会可持续发展发挥重要作用。41
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致谢我要感谢我的导师宋玉臣给予我支持与帮助,从他的身上,我不仅学到了知识,更学会了做人的道理。治学严谨,为人慈善的宋老师,在论文的写作中没有给我任何压力,给予我充分的发挥空间。而当迷惑与不解出现时,老师总能及时帮助我克服万难,给我关怀、给我力量、给我启迪,这对于我来说,是再好不过的求学机会。在此,我也要向每一名辛勤栽培我、鼓励我、支持我的恩师们表示我最真诚的感谢。44'
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