特變電工8GW:一個光伏冠軍的成長史詩

新能源 特變電工 能源 藍籌股 索比光伏網 2017-06-14

根據市場調查機構IHS發佈的數據顯示,2016年光伏EPC廠商冠軍由特變電工蟬聯,以1505MW的年裝機量笑傲群雄。

時至今日,特變電工地面電站EPC業務總安裝量為7GW,算上離網系統3000套,特變電工的全球EPC安裝量已經超過8GW。

而作為國內最早從事光伏系統的企業之一,特變電工的發展,也是中國光伏系統集成環節從小到大,從懵懂到規範,從學習者到領跑者的歷程。

這8GW的項目庫,有東部有西部,有併網有離網、有山地、水光、農光,林林總總,一個光伏項目的博物館,一箇中國光伏產業的進化史。

一起來,看看特變電工是如何一步步成長為光伏EPC冠軍的。

第一章:光伏戶用系統,溫暖邊疆山村

這個故事是在一次行業聚會時聽來的,會上有人提議:“每人講一個自己進入光伏行業以來印象非常深刻的事情。”輪到特變電工新能源總經理助理鄭權時,他講了這麼一個故事。

“2003年,公司在執行‘中荷絲綢之路光明工程’,我被派往新疆喀什地區莎車縣最偏僻的一個村子裡培訓安裝太陽能戶用系統。這個村子位於沙漠的腹地,距離莎車縣20公里,可以接收到衛星信號,但沒有電網不通電,跟外界幾乎是隔絕的。”光伏在這時被賦予了支援邊疆建設,促進民族團結的歷史意義。

“我們坐村長的驢車到了這個村子,男女老少都來看我們。我們就住在這些維吾爾族同胞家中,挨家挨戶給他們安裝光伏戶用系統。這個村子只有24戶、109口人,村民十分好客,雖然這裡比較貧困,但有一個習慣是隻要家裡來客人就要拿出好吃的招待客人。我們在安裝戶用系統的時候,他們拿煮熟的雞蛋招待我們,不吃還不行,沒想到每家都煮了雞蛋,盛情難卻之下,我們幾個人輪流每家吃了一個雞蛋,其中一家最困難,但他們還是端了一盤沙棗出來招待我們,他們的熱情讓我們非常感動。”

“我們做的系統是光伏離網儲能系統,安裝好以後看到電燈,好多人都激動得哭了。在給村民培訓使用方法時,村裡有老人問有電以後是不是就能看電視了?我這才知道原來村子裡之前有人從外面買來一臺電視機,但是由於沒有電,只能用腳踏式發電機發電,後來很快電機壞了,電視機也放在那裡落灰。我們接通了電源,經過調試,正好出現的是新疆舞蹈節目,結果全村老少都跟著電視音樂跳起舞來,迅速進入了一片歡樂的海洋,一直跳了很久。”

這些年特變電工的光伏業務完全不可同日而語,但鄭權仍然記得那天晚上村民幸福的表情。“當時條件很艱苦,但這麼多年以來,一想到他們臉上的笑容,就覺得我們的工作是值得的。”

外方考察了許多國內項目承載企業,最後敲定特變電工與英利兩家。“我們不僅做過光伏項目,還有配套的揚水、照明、儲能系統,並和清華大學聯合研發,擁有自己的專利技術。”特變電工總工程師張盛忠回憶。

這也是最早一批光伏企業賴以生存延續的土壤,天合、陽光、層壓機廠家奧瑞特(現名羿珩科技股份有限公司)等廠家在吳達成先生等行業專家的推動下,得到發展空間,到現在都已成為各自領域的領軍企業。2008年,特變電工新能源公司在原來硅料、光伏逆變器的基礎上,正式成立了系統集成事業部,以工程服務為主,2015年12月30日,特變電工新能源產業以新特能源(1799)名義在香港證券交易所掛牌上市。“成立之初,我們一共才46個人。”張盛忠回憶,“那時市場還主要在歐洲,我們在為國內市場打基礎,做準備。”

特變電工8GW:一個光伏冠軍的成長史詩

在送電到鄉工程全部於2006年結束後,特變電工幸運的趕上了國家通信大發展的機遇。3G網絡和村村通工程需要建設大量的信號基站,而西部地域廣,地形複雜,光伏+儲能成為最佳的供電解決方案。這期間特變電工做了大量的移動、電信、聯通三大運營商的基站供電系統。同時中石油、中石化的輸油輸氣管道和油井供電也有部分是由特變電工承接的光伏部分。

時至今日,當年的46人大多都已走到了管理崗位,成為新特能源的EPC業務的中堅力量。從第一個光伏村級電站開始,到信號基站的供電系統,這個階段中國光伏產業都以離網的儲能系統為主現在儲能市場雖然尚未形成規模,但儲能企業卻已經大熱,歷史就是這樣不斷重複卻又存在差異,呈螺旋式上升狀態。

探索之年:質量與成本控制全面升級

2009年,金太陽示範工程啟動,特變電工積極參與了所有能接觸到的項目。“我們做的很艱辛,投幾十個標,能拿到一個就不錯了。”張盛忠說,“但不參與就沒辦法成長。”特變電工雖然擁有了離網系統的經驗,但對於併網光伏系統和BIPV,整個業內都很陌生。同年,如今與特變並列的EPC巨頭,當時最大的光伏組件廠家FirstSolar也開始了光伏電站之路,且藉助組件業務的助力,起點要高得多。

特變電工派出技術人員赴外考察。“我們去國外參展交流,去電站學習經驗。”據張盛忠回憶,自那時起,特變電工逐步深入了對光伏系統的認識,如何把光伏電站設計得更符合實際應用的需求。“每次投標我們都會分析,我們的優勢和差距在哪裡?尤其是對失利的項目,對技術、營銷、工程,都要做差距分析,看預算和價格體系,有什麼需要進步空間。”不斷總結,不斷學習,在特變電工已經形成慣例。

“早期由於組件價格本身比較貴,而且大部分離網光伏系統並非單純以盈利為目的,送電無人區或者給設備供電的任務佔更大比重,金太陽項目是國內第一次平衡質量和降低發電成本的嘗試。”張盛忠說。

順帶一提,筆者一直認為,雖然金太陽項目由於補貼辦法在業內多受詬病,但對行業的貢獻不容忽視,而且從另一個角度來看,政府對企業的信任,難道是劣質企業“做賊”的理由?

早期國內光伏基本都是委託電力設計院做規劃設計,但由於光伏電站很少有例可循,一開始設計院往往採用的是電力系統設計要求。“那時候設計的電站質量是嚴重過剩的。”張盛忠說:“我們第一個BIPV項目是在我們自己的廠房上做的。設計院嚴格按照建築規範要求,用大型工字鋼做了很龐大的基礎。”張建新意識到完全照搬電力體系標準做出來的光伏電站浪費嚴重。“那套鋼結構一個重幾百公斤,而光伏組件才十幾公斤,用幾百公斤的支架去支撐一個十幾公斤的組件,與實際需求不相符。”他當即下令,將已經建好的部分全部拆除並按照適合光伏電站的模式重新建設。

同樣的情況也出現在特變電工外部承接的電站。2009年下半年,特變電工中標了一家客戶的10MW光伏電站建設訂單。“那個項目我們按照設計來做的,整個項目現場用大型機械挖了1米多深做基礎,用工字鋼和槽鋼做支架,整個項目鋼材使用量近80噸。”張盛忠說。從此以後,特變電工的EPC方案都是前期就介入,有些項目特變結合實際經驗為主導。

特變電工8GW:一個光伏冠軍的成長史詩

類似這樣降本提效的方案特變還有很多。經過2009年發力,2010年沉澱一年之後,特變電工從控制成本走向創新道路。

2011年國內第二批280MW特許權招標項目啟動,特變電工聯合合作伙伴一口氣中了好幾個項目,當時每瓦投資成本仍然過高,張盛忠帶團隊不斷地完善方案,尋求降低度電成本的途徑。2011年下半年組件價格下調,結合特變的技術方案,這些項目順利完工。

張建新宣佈公司重獎技術創新人員,通過設計優化創新來提升在整個光伏市場的核心競爭力,最直接的體現就是特變電工2011年的銷售業績比業績目標翻了近10倍,從幾千萬的業績目標超額完成到超過3億。特變電工兌現承諾,對技術人員按項目進行獎勵。“很多技術人員以前都沒有想過可以拿這麼多獎金。”張盛忠說,“這也讓我們的技術團隊養成了千方百計搞創新,降成本的習慣。”

此時,行業為搶工期,工程質量下降問題凸顯。組件、逆變器等光伏零部件質量參差不齊,而裝到項目現場後,整場測試問題更多。“這個時候行業才認識到質量的重要性。”張盛忠說,“我們之前雖然對質量要求很高,但主要是在大體上管控質量,比如選擇國內外一線的零部件廠家,驗廠並要求廠家出檢測報告,對組件進行參數分檔包裝。”其它企業出現的問題給特變敲了警鐘,立即決定對質量管控體系進行全面升級。

特變電工開始從技術、採購等環節,與合作方針對具體問題簽訂承諾合同,要求對方保證技術和關鍵設備質量。並針對組件、逆變器等關鍵設備整理了多個關鍵質量點,同時派人員駐廠監造,做到整個流程質量“無死角”。

做為當時中國光伏EPC業務的三巨頭之一(另外兩家是中環和尚德),特變電工自己設立了嚴格的施工與驗收標準,同時對於項目開發、管控,第三方監理的流程都有了詳細的規定,這套標準經過多年不斷詳細,調整,沿用至今。

2009年金太陽和敦煌特許權招標項目標誌著中國光伏發展進入“快車道”,但這期間光伏電站EPC不同於已經成熟的組件環節,而是和逆變器產業相似:發展快速但根基薄弱。通過特變等一大批善學習且追求創新的優秀EPC企業,光伏電站的技術也飛速發展。

很快,中國積累了大量的規模化地面光伏電站,並開始向擁有自主知識產權之路的探索。

超越之年:百MW級大型光伏電站併網技術

2005年,國網的專家問光伏行業代表:“什麼是大型光伏電站?”光伏代表想了一陣,咬牙道:“100kW以上的光伏電站就能算大型電站。”

2009年,風電出現大規模脫網事故,引起了行業內外對光伏行業併網的擔憂。於是四年前,在國家十二五規劃863重大專項中提出了一個課題:大型光伏併網技術的研究。隨著中國光伏電站業務蓬勃興起,大型光伏電站的定義被改為20MW-30MW。中國一流的光伏專家一致認為,單體光伏電站規模將會超過100MW。100MW與100kW之間的體量相差千倍,原有的標準顯然已不適用。這麼大規模的光伏電站如何併網且保證電能質量?

特變電工8GW:一個光伏冠軍的成長史詩

這個課題分成了逆變器和電站整體兩部分,科諾、龍源等幾家從逆變器角度出發,而特變電工被委任研究百MW級電站整體系統併網技術,張盛忠任課題負責人。但如同“屠龍之術”的故事一樣,最大的難點是直到課題審批通過,中國也沒有一個百MW級的光伏電站。特變電工找了兩家央企合作,但最後都為各種情況擱淺。“央企比較嚴謹,而且當時都在挑最好的資源地區建設,他們要求在1700小時以上地區投資,又同時一次拿到這麼大規模的指標,難度太大了。”張盛忠回憶道。幸運的是,特變電工在新疆哈密拿到了2個百MW級的項目,他們在哈密產業園投入了大量資金做基礎性實驗平臺研究,對光伏電站設計優化,併網條件作了細緻深入的研究,提出了許多創新的方法。

2015年,這個項目順利完工,而此時光伏行業也恰好迎來了50MW-100MW光伏電站大量啟動的時期。此時特變電工在大型地面電站的研究早了2-3年,成為地面電站無可爭議的領跑者。

通過這個國家級課題,特變電工形成了光伏系統設計標準,取得了關鍵設備的突破,部分成果如下:

開發了一套光伏系統設計專業化軟件。在此之前,光伏電站設計都是分頭進行,需要各個部門配合,新的整個系統化佈置,到出圖,根據地形圖自動識別等高線,大大縮短了工期。

完成了斜單軸、平單軸、雙軸等跟蹤系統和聚光電池等幾個實證平臺。

完成了課題單機功率1MW以上的逆變器研製。促進大型電站開始考慮電網友好性,保證電網安全穩定。特變電工還專門與中國電力科學院聯合做了針對光伏發電對高鐵運行供電穩定性的研究。

至此,中國光伏產業在大規模地面電站方面的研究和應用計劃在某些方面已經超越了國際巨頭,不再照搬國外標準、規範,中國光伏產業從規模領跑逐步向技術領先邁進。

專打硬仗的矩陣式“戰鬥小組”

從2011年起,光伏行業幾乎每年都在“630”、“1230”等關鍵時間節點前集中併網一批。由於光伏電站審批手續複雜,同時部分項目冬季施工困難,往往會在3月前後接到6月要併網的項目。如果地形條件再複雜點,眾人眼中的“香餑餑”就會變成“燙手山芋”。

2016年3月,特變電工接到客戶發過來的2個200MW項目,進場日期定在4月,為搶到“630”的電價,這兩個項目要在6月20日前完工。升壓站外線設計施工徵地工作都沒開展,同時還存在當地村民惡意阻工情況。

這個項目業界無人敢接。但有感於客戶的信任,特變電工領導層指示,不僅時間要提前至6月初,還要將項目做成行業標杆。“這是我們的老客戶,早在2011年搶‘1230’電價時,我們就有許多合作。”張盛忠說,“他們相信,如果還有一個總包單位能夠讓項目按時完工,那就是特變電工。”

為保證搶裝期間多個電站同時推進,特變電工在實施項目時慣例會成立矩陣化管理的項目部,營銷、技術、預算等人員都是以戰鬥小組為單位,每天晨會統計各個項目中的問題,需要不同部門協調推進的馬上反應並解決,避免不同職能部門之間協調不暢、職責不清的情況。

為了寧夏的這兩個項目,特變電工在吳中成立指揮部,選拔各個部門最精銳人員,全部集中在項目現場,所有事情當場決策。用了50多天完成了光伏廠區基礎、支架建設和外線升壓站工程。並於6月初全部完成併網工作。

“這麼多年來,我們向客戶承諾按時併網的,只有提前,沒有一個延期。”張盛忠自豪地說。

在山西中電投華北公司的一個山地項目中,坡度比較大,支架裝出來後有些變形,當時電站裝完以組件方陣呈鋸齒狀,發現問題後特變電工馬上整改,重新出方案並追加了很多成本,保證了工程質量。這也讓特變電工積累了豐富的山地光伏電站經驗,在許多企業做山地、沉陷區等複雜地形下的領跑者項目無從下手時,特變電工卻顯得駕輕就熟。

天合雲南建水300MW光伏電站項目分了好幾期招標,特變電工承接了一期和二期工程。項目場地是喀斯特地貌,傳統的樁沒辦法使用。“當時我們出了很多方案,機械上不去,我們派了技術人員到雲南其它項目做考察、對標,根據地形地貌出了各種方案。打得下去的地方用灌注樁,打不下去的地方在岩石上打洞,放鋼筋、水泥和混凝土加固,在外面放樁。”張盛忠回憶,“尤其是設計部分,根本不像以前的項目根據地勘、測繪,然後就可以做設計了。很多現場設計測量圖,比例並不是很精確,有些局部地區測出來和實際不一致,很多圖必須現場設計,支架、立柱、樑都是現場針對性的設計。”特變電工做了可調節支架,由於基礎打在岩石上,不在一個平面,所以基礎高度也不一樣。在這種情況下,可調節支架立起來後確保組件是平的。“我們看了一些做可研的單位做的樁,用的都是焊接的辦法,高度不可調節,這種方式現場工程量更大。”最終天合的項目順利完工,滿意度非常高。

海外揚帆:與頂級高手過招

2015年,特變電工響應國家“一帶一路”計劃,開始在巴基斯坦等地建設大規模光伏電站。2015年5月5日特變電工新能源公司巴基斯坦100MW太陽能光伏電站竣工進行剪綵,這座投資2.15億美元,佔地1.4平方公里的太陽能電站是全巴基斯坦境內最大的光伏項目,位於中巴經濟走廊附近,後續700MW的項目也在規劃之中。

中亞、中東的多數國家本身缺少光伏產業人才,所以大多會請歐洲的諮詢公司做前期諮詢、項目監理和後期驗收。

巴基斯坦100MW太陽能光伏電站EPC和運營維護項目位於巴基斯坦巴哈瓦爾布爾QUAID-E-AZAM光伏區,是特變電工新能源公司承建的第一個海外大型太陽能光伏項目,也是全球最大的單體太陽能光伏電站,這個項目對於樹立特變電工新能源公司海外工程項目形象有著重要的意義。

這個項目巴方請了德國公司監理,嚴謹的德國人對零部件是否在他們內部的短名單上,組件逆變器的原材料,施工規範都提出了嚴格的要求。“巴基斯坦項目的監理單位是德國的監理公司,他們通過項目LOD設計進度計劃表的編制,嚴格控制設計工作的時間進度,這樣就可以更精確的規範設計圖紙數量。這是我們在國內項目設計中鮮少遇見的問題,非常值得我們學習和參照執行。”巴基斯坦項目設計負責人坦言。

“德國監理人員都會自己買輻照儀,用柵欄圍起來放在廠區,與電站實際發電量作對比。”張盛忠對德方的專業表示欽佩。

儘管在巴基斯坦項目開工建設過程中,遇到重重挑戰,特變電工新能源公司也獲得了海外太陽能併網電站建設的寶貴經驗。特變電工新能源公司在短短的幾個月內完成573份設計圖紙的設計工作,800多箱集裝箱產品的運輸工作,高質量、高效率地保障了巴基斯坦項目建設的進度。

2015年4月,項目全部竣工,全部符合歐洲規範,藉助這個項目的成功,標誌著特變電工決定全面進軍海外市場。“國內光伏市場前幾年有100%的增長,後來每年增量不大,繼續發展還需要走出去。”張盛忠說,“我們現在已經全面佈局了中東、非洲、東南亞、澳大利亞、南美等市場。”

這是代表著中國光伏電站最高水準管控體系與國際頂級規範的碰撞。海外揚帆對於中國企業工程項目建設質量有很大提升。從那時起,原本已經在國內做到頂尖水準的特變電工的規範進一步細化。以組件採購為例,對背板、EVA、焊帶、玻璃、邊框都提出了相應規範。

入微:系統級領跑讓效率提高10%

2015年,領跑者項目開始實施,第一批落戶大同。領跑者項目除了對組件、逆變器等零部件有要求外,還專門提出電站整場效率不得低於81%。

“實際上我們在2013年就啟動了這個課題。”張盛忠告訴筆者,“光伏系統效率如何定義,如何檢測,業內眾說紛紜。在領跑者計劃實施之前我們就提出發電量測算,為業主承諾發電量。”在2014年初,筆者曾經參加過一個西部省份的會議,在會上特變電工的專家就在介紹如何讓光伏電站的效率達到80%以上,業內都說太高了,因為當時國內的普遍是70%-75%。高出來的10%究竟從何而來?“精細入微。”

這是特變的答案。張盛忠強調:“電站整場效率是做減法的工作,每個環節都要精細化管理,儘可能減少損耗,避免風險。”

特變電工8GW:一個光伏冠軍的成長史詩

領跑者二期項目啟動以後,特變電工中標了芮城50MW、陽泉100MW、新泰100MW、包頭100MW總計300MW電站投資還有漳澤電力的100MWEPC業務。

要實現系統級領跑,特變電工採用了三階段的精細化管理:

精細化設計:針對不同地形、不同氣候、不同資源,做出相應的成本最優、發電量最高、度電成本最低的方案。

精細化選型與佈局:技術人員要根據地形情況,設計發電單元規模,隨後進行相應的支架、逆變器、組件配置,同時考慮電線電纜、集電線路如何做到最小損耗?方陣規模多大才是最合適的?

精細化對比:用各種軟件模擬不同方案的表現,挑選最優方案。

“入微”不僅讓特變電工電站效率提高,同時也為業主和自己開發的項目規避了大量的風險。

張盛忠問了筆者一個問題:“你如果在戈壁灘投資一個光伏電站,會考慮防洪問題嗎?”大部分業主在新疆投資時根本不考慮防洪設計,但在某些特殊地區,是存在洪澇可能的。此外,在特變做的位於吐魯番小棗湖的國內最大的風光互補項目中,風速可達30米/秒,建設光伏電站如果抗風設計做不好,存在全部掀翻的可能。“那地方曾經被風吹翻過火車。”張盛忠說,“我們在迎風向西側和北側做了擋風網,基礎做了額外加固,組件固定方式也用了加強設計,現在每年春季大風我們都會關注,什麼問題都沒有。”

FR:光能雜誌

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