风力发电机折翼“倒春寒”

　　平价上网承压之下，频发的风机事故又为风电行业笼罩了一层阴霾。安全质量问题如何破解？可靠性设计如何加强？这关乎风电发展的未来。

　　冬春季节往往是机组事故的高发期，今年风电行业也未能幸免，陷入事故“倒春寒”。批量性的叶片故障、高额的赔付、风电机组起火、倒塔、人员伤亡，一台台折翼的风机暴露出机组系统各部件设计质量、生产、安装和维护弊病，揭露风电企业管理及现场人员运维技术水平及责任心薄弱的隐疾。

　　梳理风电行业的成长之路，除在2011-2012年因设备质量事故遭遇发展低谷期外，整体上处于快速稳健发展状态。把镜头拉至十年前，由于行业技术标准不完善，产品检测认证制度缺乏经验，企业在利润驱使下盲目扩张，忽视质量，且风力发电设备为多学科交叉的新兴产业，技术绝大部分由国外引入，由于技术引用惯性，在引进过程中并未进行深入消化、吸收，导致国外一些机型的缺陷也被带入并遗传下来。随着风力机运行时间的拉长，问题逐步暴露，故障的频出给项目业主造成损失。

　　彼时，行业发展缺乏整体战略规划，产业链上下游不协调，合格的关键零部件供不应求，严重制约整机产能的释放。同时，行业缺乏总体发展战略、深度协助和资源整合，产业发展混乱，效率低下。随着风电机组供求关系的变化，市场逐渐向买方市场过度，行业经历了洗牌“阵痛”。

　　业界迫切需要建立健全的风电技术标准和检测认证体系为风电设备质量“保驾护航”。在发改委和世行项目办支持下，中国船级社（CCS）、鉴衡认证中心（CGC）和中国质量认证中心（CQC）三个认证机构应运而生，为行业的质量技术水平提升、规范市场环境、助力风电后市场发展，及为企业“走出去”注入强心剂。

　　2014年9月5日，国家能源局发布《关于规范风电设备市场秩序有关要求的通知》，据此通知，自2015年7月1日起，风电开发企业进行设备采购招标时，应明确要求必须采用经过型式认证的风力发电机组，未获得型式认证的风力发电机组，将无法参加招标，这标志着风电设备认证从自愿认证走向了强制认证。

　　致力于走强的风电行业现状却依然疲软，机组漏油、叶片、齿轮箱批量更换、飙升不降的变桨轴承断裂事故令风电业主忧心。在工程建设质量方面，对质量缺乏有效监督，造成制造企业、施工企业对质量管控的滑坡，施工用料问题、混凝土强度问题引起的质量事故屡有发生。

　　相较于火电事故，风电事故似乎“不值一提”。然而，风电平价上网已迫在眉睫，频发的事故无疑是笼罩在风电发展前进之路上的阴霾。而想要走出国门的风电企业，如若在质量上走错一步，即宣告终点的到来。

　　风电安全质量问题如何破解？可靠性设计如何加强？行走在高质量发展路上的中国风电，该如何打造风电“名片”？

　　折翼的风机

　　2017年8月底，轮毂高度达137米的维斯塔斯全钢标准锥形柔性塔筒V110-2.0MW风机在山东省菏泽李村拔地而起，刷新了我国风电行业项目级（非样机）塔筒高度新纪录。

　　3月2日，仅半年，点缀在一片薰衣草之中的维斯塔斯137米风力机惨遭折翼。《能源》记者独家获取的现场视频显示，事故发生当天当地风力很大，风力机塔筒筒身随风晃动。另据事故现场图片显示，风机主机箱与叶片整体脱落，塔筒底部受损严重。

　　对此，《能源》记者致电事故风场业主天顺风能。天顺风能相关负责人答复《能源》记者称，事故系偶发事件，原因仍在调查，该项目已购买《风电企业建筑、安装工程一切险》，目前保险公司已介入。

　　《能源》记者查阅天顺风能年报了解到，山东菏泽牡丹李村（80MW）风电场项目系天顺风能于2016年通过非公开发行股票方式募集资金20亿元，投资27.97亿元建设的三个风电项目之一，据《能源》记者了解，进军风电场运营领域是天顺风能向风电产业链下游延伸的重要举措，有利于为该企业带来稳定的收益和现金流，提供新的业绩增长点。

　　致力于由风塔设备供应商转型风电开发商的天顺风能与维斯塔斯系多年合作伙伴，两者于2017年签订塔架长期供应协议战略合作协议，有效期为2017-2020年，两者的合作面向全球风塔的供应。

　　事故项目是两公司的高塔筒示范项目，维斯塔斯于2016年底获得的来自天顺风能的此项目订单包括40台塔筒高度137米的V110-2.0 MW风机，并宣称其负责为天顺风能的风场提供风机塔筒安装指导，希冀通过该项目在中国市场推广其高塔筒产品。

　　2017年9月26日，在维斯塔斯于山东省菏泽牡丹李村“高塔筒峰会”现场，维斯塔斯方面表示，其137米全钢标准锥形柔性塔筒在重量上明显轻于中国市场上广泛应用的120米全钢塔筒，不仅降低了客户的投资成本，而且可以使用有超起功能的650吨的吊车吊装，从而降低了吊装成本。施工过程中，维斯塔斯领先的工程技术方案解决了涡激振动这一长期存在的高塔筒吊装难题，确保了吊装稳定性。

　　一位不愿具名的资深业内人士担忧地对《能源》记者表示，柔性塔筒技术在业内存在争议，安全性上仍有一定不稳定因素，该事故可能会影响到维斯塔斯中国区高塔筒风机的前景。从现场图片来看，风力机损伤严重，需要认真对待，“摆动恐怕只有技术拥有方维斯塔斯才能给出权威解释。”

　　山东省相关政府人士告诉《能源》记者，山东省菏泽市风力较大，飑线风偶发，此前就因飑线风发生数起系统事故，此次事故的发生或与飑线风有关。此外，省级政府监管部门主要对系统运行安全，保证不发生大规模脱网事故，以及人身伤亡事故负责，面对百余个风电项目，一般采取以点带面的抽查方式，“此类事故的发生，地方政府应承担责任，谁审批、谁主管、谁负责。”对于设备安全事故，省级安全监管部门一般“民不举官不究”，如若没有群众举报，政府部门不会主动介入，一般是企业进行内部处理，落实主体责任，排查隐患。

　　4月19日，山东能源监管办官方网站显示，山东能源监管正着手部署开展全省电力建设施工安全专项整治行动责任督查，将根据各电力企业检查所属建设工程项目情况，进行专项督查和重点抽查。发现责任不落实，问题和隐患突出的单位，将采取通报、约谈、行政处罚等方式，严格安全执法。

　　3月17日，郴州湘水天塘山风力发电有限公司发生一起风机倒塔事故，暴露出电力企业风机检修、运行维护工作不到位，设备缺陷整改不力等问题。随即，湖南能源监管办印发《关于加强风电机组安全管理工作的通知》，对加强风电机组安全管理、防范风机倒塔事故提出监管要求。

　　3月25日，宁夏某新能源发电有限公司某风电场三期未进入240h考核期的C04风机，在定检维护过程中，发生风机倒塌事件。事故发生后该公司有关领导及安全部主要负责人着手调查工作，关于宁夏某风电场“3.25”风机倒塌事件调查处理情况的报告再次将事故讨论推到了风口浪尖，该事件也成为了各大风场警醒学习的经典案例。

　　陨落的零部件

　　我国风电零部件制造企业壮大，生产供应体系趋向完善，但叶片、轴承和控制器等关键零部件的质量水平仍待提升。

　　对于我国风电行业设备零部件现状，一位在风电领域工作30余年的老专家十分担忧，连续对《能源》记者提出了三个“必须”：必须在风力发电制造业贯彻落实国务院办公厅关于印发贯彻实施质量发展纲要2016年行动计划的通知（国办发【2016】18号）文要求、落实《质量发展纲要（2011-2020年）》和实施《中国制造2025》，明确“《十三五》”风力发电工作重点，以提高发展质量和效益为中心，加强风力发电供给侧结构性改革，推动建设风力发电质量强国；必须强化在风力发电工业领域推广可靠性设计；必须推动风力发电设备质量技术万众创新。

　　《能源》记者独家获取的一份保险数据显示，国内某保险公司自2009年以来承保风电项目566个、累计承保保险金额6423.33亿元，该公司累计受理风电机组因叶片、齿轮箱、变流器、发电机、轴承、机架等零部件的故障案件5312笔、累计赔付金额达4.9亿元、损失金额巨大。每年由于风电机组设备质量问题（很多都是初级质量问题）造成的保险事故占当年赔付中的60%，并呈逐年上升趋势。

　　上述人士提供给《能源》记者的统计数据显示，自2005年引进国外风力发电技术以来到2017年12月31日，1.5MW-4.2MW的风力机就有近70台发生火灾被烧毁，并造成人员伤亡，有的火场坠落碎片引燃草场，总损失达八亿多元；内蒙古一风场32台风力发电机组，八千万风力发电机组资产一年下来因齿轮箱故障维修花掉4000万元维修费用（占资产50%）；2017年上半年丰宁某风电场的风力发电机组上的增速齿轮箱均出了故障；2017年下半年瓜州某60万KW风电场17台风电机组的增速齿轮箱全换。

　　值得关注的是，轴承问题、主轴断裂、叶片故障、发电机故障，往往还会出现批量性问题。目前国内风力发电机组的变桨轴承断裂事故率已达到50%以上，风力发电机组主轴断裂频发，有的在刚安装好，有的则在进行调试时就发生断裂故障。

　　叶片是风电场设备中质量稳定性相对较差的产品，其质量好坏对风电项目投资收益产生较大影响。曾经有国内叶片生产企业，因产品存在质量问题，导致涉及问题叶片的多个风场出现大面积质量事故，企业为客户更换叶片，不仅承担了巨额吊装费用，而且销售订单也大幅下滑，致使企业经营陷入困境。

　　该人士告诉《能源》记者，仅2015到2017年国内三个知名制造厂的叶片先后在云南、贵州、上海崇明岛、黑龙江、吉林、安徽等地出现批量性的故障，在巴拿马、澳大利亚、美国以及欧洲，中国风力发电机组的叶片也频出故障，“2018年一季度在河北某机型的叶片发生断裂，又是批量性问题。”

　　资深业内人士孙博源（化名）在接受《能源》记者采访时表示，我国风力发电设备制造业的可靠性设计仍有很大的进步空间，可靠性设计目前只有少数企业从近年才开始做，在1.0到2.0水平之间徘徊，“国外发达国家的企业和国内航天、航空、军工、电子、核工业、石油炼制业均作了可靠性设计试验与验证，且处在2.0或3.0的水平，中国风电企业可靠性设计任重而道远”。

　　因何失范？

　　行业媒体报道称，在近日的风电招标中，单位千瓦陆上风电机组报价已经非常接近3000元，不到一年时间下降了300元，在平价上网的重压下，或可能重蹈低价竞争的覆辙，质量可靠性更加堪忧。

　　有整机商负责人向《能源》记者透露，其品牌产品单位千瓦陆上风电机组报价不低于3700元，且下降空间有限。行业资深工程师闫东（化名）证实了该现象的存在。“3000元报价确实已经发生，且企业也是知名企业，但这是一场数字游戏”。闫东解读道，该风机是按2.3兆瓦卖的，但实际上的配置是两兆瓦的配置。

　　当前，风电行业出现了2.X平台现象，“在控制策略上，机组在一定条件下可以超发，叶片与2.0的叶片是完全一样的，变速箱也是2.0的变速箱，发电机在一些方面可能会有改进，通过一些技术等辅助手段控制、改善散热问题，可以定义2.0到2.4兆瓦，而成本基本上没有大变化。”

　　闫东为《能源》记者算了一笔账，该风机实际上是3450块钱一个千瓦，2兆瓦的配置按2.3兆瓦来卖，3450除以2.3再乘以2，就等于3000了。一台风机容量是2000千瓦，价钱再乘以2000，这台风机就是690万元。

　　“企业这么做也颇感无奈，业内不是一家这么干，不得已被卷入到漩涡中了，行业内对此也没有太较真，用低造价买了不错的风机，好像变成一个皆大欢喜的事情。”对此，闫东向《能源》记者直言，“中国风电现状做得不够严谨，许多指标注水，表面文章泛滥。风电是绿色能源，做事应该要有使命感，如果不严谨、不较真，就给造假留下了可乘之机”。

　　在其看来，此举把供应商的未来提前透支，做多赔多，账面上只能算毛利，严重挤压了供应商技术设计的提升空间，长此以往供应商的未来就没有了。“片面的追求成本，低成本低价格，这个问题让我充满忧虑。”

　　“直接报3000元的很少，但是变相报到3000元的就比较多了，有一些企业在招标时将塔筒和吊装都放进去一起报，折算下来单位千瓦陆上风电机组报价就比较低了。但这也没办法，市场竞争已经到了这一步。”国内某知名整机厂商负责人王翰墨（化名）对《能源》记者解释道，随着征林征地费用的逐步提升、路条费用攀升、施工吊装成本居高难下，风电开发商的投资收益压缩，利润摊薄压力之下迫使开发商严控成本，不得不按电价、风资源和发电小时数倒算成本，倒逼合作伙伴，“价格打得太惨烈了，有时招完标，还要进行二次议价，要求价格再降，一层一层的脱皮。”

　　“从长远来看，我为开发商捏了把汗”，王翰墨对《能源》记者表示，“在同行里我们的规模大，在成本均摊上相对小企业有很大优势，现在都在盈利上承压了，小企业如何吃得住低成本呢？没有钱赚的生意会在产品质量和售后服务上埋下隐患”。此外，开发商若因低价选择质量不可靠的厂家的产品，毛利率缩减后，市场呈集约化发展，开发商未来还将面临合作伙伴不再从事新的风机研发，甚至不再提供服务的风险。

　　王翰墨的观点是，行业日子再艰苦，也必须要匀出钱做研发，“为了让日子好过削减研发投入，会步入恶性循环怪圈。压力越大，就越要做好基本功，提升风机的产品质量和发电效率，才能够为未来不过苦日子做好准备。但是行业内不是每一家企业都有这个决心和勇气。”

　　对于频发的设备质量问题，孙博源把原因归咎于风电发展之初，大规模引进风机技术时就已把问题引进来了，并遗传成为现在的后患，这是由于风电行业没有全部消化和识别问题所造成。此外，设计研发也有缺陷，对外国技术进行简单的几何形放大，成本虽低，但后患无穷。“中国风力发电设备制造业在可靠性设计、试验薄弱，只有少数企业近年才开始，是否达到1.0水平还有待评估。”

　　值得关注的是，一些地方政府在招标过程中要求投资者使用本地风电装备，地方政府保护主义为批量性问题出现埋下了不稳定因素。据孙博源透露，某些地方政府有不成文的规定，若不用本地制造设备，就不批土地。

　　闫东对此表示，购买当地设备可以促进地方产业发展、方便售后服务、降低运输成本，政府过多的干预看上去是好意，但生产要素进行优化配置是市场经济的本质，资源在充分的流动中优胜劣汰，最后达到最优配置、产生效益的目的。如果人为的设置壁垒，对行业、对企业来讲都会埋下祸根，“地方设备供应商拿订单太容易了，就没有创新、改进质量的压力和动力，问题可能就被掩盖了。”

　　王翰墨则认为，近几年中国风力机在质量可靠性上没有大的问题，故障率平均数系被早些年前的风机质量水平拖了后腿，“出身决定命运，风机的折旧年限是20年，虽有问题出现，但没有到寿命周期终止，如何拆换问题备件确实是行业需要思考的问题”。

　　一位不愿具名的资深风电从业者向《能源》记者透露，认证机构应为风力机设备的质量、可靠性保驾护航、为最终用户负责，“已发现有风力机设备认证机构并没有向最终用户负责，怕失去风力机发电设备制造商的订单而纯商业化，转而发了感情证书、关系证书。”

　　目前国内的认监委并没有认真对在中国的各个国内外认证机构进行精准监管，也造成中国风力机设备的质量、可靠性得不到保证。且风机检测与出质保均为同一检测认证机构检测，认证机构既做运动员又做裁判员，此问题有待纠正。

　　如何破局？

　　相较于火电事故，风电事故似乎“不值一提”。然而，风电平价上网已迫在眉睫，频发的事故无疑是笼罩在风电发展前进之路上的阴霾。此外，分散式风电发展前景可期，因更接近人口密集区，如若出现风机事故伤亡或将影响风电项目的审批。而对于想要走出国门开辟海外市场的风电企业而言，如若在质量上走错一步，即宣告终点的到来。

　　据《能源》记者了解，若风机发生设备事故，供应商提供事故报告以求得施工方的认可，进行相应赔付，结果达到双方满意即可；若不能达成一致，则通过鉴衡认证中心（CGC）、中国船级社（CCS）、中国质量认证中心（CQC）等认证机构，或邀请中电联的专家，以中电联的名义进行专业事故认定，通过第三方平台达成共识。

　　《能源》记者查阅文献了解到，发达国家政府对产品质量和工程质量的监督职责十分明确，学界的观点是，市场良性运行的前提是完善的法制环境，还要有严格的监督和执法手段作为保证。风电行业可以借鉴发达国家的成功经验，由政府负责制定产品质量和工程质量的法律法规，从宏观上进行监督管理；由行业协会负责制定技术标准体系和质量监督管理制度，一些技术性的强制要求可作为法律法规的附件，必须强制执行。与此同时，再辅以政府对质量的日常监督检查，以有效保证质量管理目标得以落实。

　　近日，国电电力出台首个《风力发电重点反事故措施》，以原标准为基础，增加了叶片损坏、风机倒塔、轮毂叶片坠落、风机着火、风机超速、自然灾害、雷击、交通等8个大项，结合最近颁布的国家、行业、设备制造等电力规范、标准及国内外100多项风电事故案例，对风电行业的各类安全隐患进行了梳理和剖析。

　　4月24日，鉴衡认证针对柔性塔架技术易对机组整体设计提出更高挑战性的问题，成立技术规范编写工作组，以提高机电机组的安全性设计门槛。此外，鉴衡认证拉高了风电关键部件运维准入门槛以促进风电设备后市场技术进步，被行业人士解读为风电行业对设备质量安全的日益重视。

　　成熟的市场经济具备完善的信用体系，孙博源对《能源》记者表示，未来应把船级社对船舶质量检验和控制的成功做法移植到风力机设备的认证上，做到认证机构终身负责制，学习我国船舶制造在中国船级社（CCS）对船舶质量检验和控制、监督保驾护航之下坚持可靠性设计，使中国船舶制造业从落后到超过韩国、日本而位居世界第一，不断壮大船舶工业，又反哺国防和海军建设。

　　在闫东看来，风电行业质量问题的提高应循序渐进，不能一蹴而就，“中国风电的高质量发展还在路上，风电毕竟还年轻。”但行业必须正视这些问题，扎扎实实地向高质量方向转型，逐步摆脱“倒春寒”。（席菁华）