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研华2016智慧城市案例精选集(九): 风电场智能监测,减少决策“盲点”

供稿:研华(中国)公司 2016/9/29 16:03:09

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  • 关键词: 智慧城市 智能风电场
  • 摘要:智能风电场通过对现场基础监测、中央监控室管理,省级集控中心技术支撑,总部信息中心的数据挖掘,实现对设备、人员进行实时掌握与管控,提高了风电场的管理与生产效益。

   智能风电场通过对现场基础监测、中央监控室管理,省级集控中心技术支撑,总部信息中心的数据挖掘,实现对设备、人员进行实时掌握与管控,提高了风电场的管理与生产效益。


   “因为建立了物联网系统,风电场能够对设备、人员的动态进行真实掌握,不闲置、不过度使用资源,实现了智慧创能——从现场运维到总部的信息中心,形成了一体化的保障体系,通过远程协助诊断故障,既解决了现场人员运维难题,刺激了其积极性,也有效地解决了高级技术人员的流失问题,大型设备的隐患也能够及时被挖掘,风电场的现场运行得到了多层次的保障。”


专访 | 国电联合动力技术有限公司吉国华
撰文 | 龙芳


   国电联合动力技术有限公司于2007年 6月成立,风机产品具备完全自主知识产权,已形成涵盖 1.5兆瓦、 2兆瓦、 3兆瓦、 6兆瓦四大平台的整机产品系列以及配套叶片、发电机和齿轮箱三大部件,适用于各类陆上风场,在低风速、海上、高海拔风机方面拥有技术领先优势。主营业务集大型风电机组设计研发、生产制造、销售服务为一体。


   随着“互联网 +”智慧能源发展指导意见印发,作为重要组成部分的风能发电如今被时代赋予了更多的智慧基因。我国的风电行业从 2006年后才开始抢规模、抢装机,到 2014年的效益挖掘、设备改造,然而相比于火电、水电、核电以及其他行业,风电场智能化真正起步着实很晚。


   我国的风能多集中在“三北”地区,地广人稀,环境恶劣,且风能开发受海拔、风速、季节、设备等各种因素影响,面临开发难度大、监控管理困难、发电效益不明显、人才流失大等难题。而借助日趋成熟的物联网技术,智能风电场近两年顺势崛起,大刀阔斧攻坚克难,迅速提升管理与生产效益,摇身一变,成为能源领域令人瞩目的智慧新星。


智慧创能,管理效益剧增
   跟火电、核电相比,风电的边际成本为零,故障处理多用一个小时,就减少了一个小时的效益,因此风电场的现场运行维护非常重要。风电场属于比较落后的单位,没有信息系统,网络能力较差,一旦设备出现故障,工作人员经常是驱车几十里去寻找并且逐一排查才能进行维护。


   国电联合动力的智能风电场由四个架构组成:基础信息层、中央监控室、省级集控中心以及北京总部的信息中心。在基础信息层,在重要设备、仪器、人员,部署了相应的信息化软件和硬件设备对数据进行实时采集与监控;在风电场中央监控室,搭建自动化的软硬件,风机数据在此汇集,经由软件自动统计与诊断,风机出现故障时就能精准、及时维护。


   在以省为单位的集控中心,把具体的风电场通过专线网络连接到每个省的中心城市汇聚起来,把需要的数据进行过滤加工,让升压站、风机、箱电设备信息在线显示出来,展现出在线风电场的大画面,后台能自动分析处理,形成更大的数据报表。工作人员可 24小时通过专线网络登录到风电场设备,对风电场进行监督与现场判断、辅助。


   而位于北京总部的信息中心,是更高级别的集控中心。不同于集控中心的是,还多了一个数据中心,数据中心通过软件模型对大数据进行挖掘,能对所辖风电场的 6000多台风机数据进行汇总分类跟踪,对设备状态进行长期监测,并分析批量的共性故障,以对缺陷进行整改,促进前端基础的可靠性。


   因为建立了物联网系统,风电场能够对设备、人员的动态进行真实掌握,不闲置、不过度使用资源,实现了智慧创能——从现场运维到总部的信息中心,形成了一体化的保障体系,通过远程协助诊断故障,既解决了现场人员运维难题,刺激了其积极性,也有效地解决了高级技术人员的流失问题,大型设备的隐患也能够及时被挖掘,风电场的现场运行得到了多层次的保障。比之以往不能常驻风电场,如今通过系统部署,主管领导能随时掌控管理 20个甚至更多的风电场,管理效益不言而喻!


智能化监测 现场运维无盲点
   不论集控中心、数据中心做得再完美,功能再强大,都无法取代与弥补现场的不足。从短期来看,在当前的风电场系统中,现场直接关系到发电量,因此占据着最为重要的地位。


   除了搭建基础设施,国电联合动力技术有限公司吉国华介绍:“风机的可靠性占了现场 90%的权重。如果风机不可靠,那么打任何补丁都于事无补 ,提高可靠性,50%在机械上,而以前都是以故障率来评判,并不是很完善。 ”现在引进的平均无故障时间更为合理,提高了风机的可靠性判断。


   风资源的监测与计算非常重要。随意安装风机,会导致建好而不能用或用处不大的情况,造成不可逆的资源浪费。同一个区域,地形、地貌、植被会对特定地点的风速产生影响,需经过长期的监测数据来进行测算,加之高度计算,方能安装风机。而对已经安装好的风机进行选型评估、性能评估后技改,可直接提升发电效益。


   以前对于生产的监控存在很多盲点,智能风电场则实现了对现场全方位无死角的监控如对风机状态、发电量、温度、压力等信息实时监控,智能诊断与分析故障;在风电场的升压站装置了监控系统;建立能量管理平台,能够在限电区域根据调度要求降负荷,保护风机;对小的箱变设备进行监控;在风机里装摄像头做音视频监控;对于建立在森林、草原易发生火灾区域的风电场,建立自动消防系统;在一些电缆被偷多发区,建立安防系统等等。


   国电联合动力对智能风电场的设备选择要求非常严格,选择的都是可靠厂家与可靠设备。值得一提的是,他们大量采用了研华的软硬件设备,包括风机管理的平板电脑,中控室的工控机、交换机,箱变设备的监控机,系统的远程模块以及 WebAccess等。吉国华认为,研华的软硬件能满足其基本需求,帮助他们缩短产品研发周期,“研华品牌、口碑、质量属行业一流,跟行业很多厂商相比,能够提供比较整体的解决方案。他们的整体方案拿过来经过简单部署和开发就能够满足要求,而他们投入了技术和开发人员提供定制化的行业开发,我们非常欢迎这种方式。”


多维提升,风电场未来更具“智慧”



   当前,在各行各业,都出现了物联网应用不同形态。风电行业作为新能源,因为国家对节能减排的高度重视更容易向前推进,风电场将在未来几年甚至几十年得到进一步部署与完善。然而风电行业对安全性、稳定性、可靠性要求更高,这就让智能风电面临更为巨大的挑战。


   今明年两年,我国将迎来风机大量出质保的几年,风机将迎来大规模技改期;风资源评估的重要性将与日俱增;管理方面仍需提升,“设备管理方面,资源的动态管理、调配还不够,还没有成熟的系统,目前的 ERP远远不够,因为设备代表的是活的东西,我们需要智能化实时分析、跟踪,配套管理模式的提升,才能提升效率。”吉国华说道。


   风电场将如何更智能则是行业未来更需思考的问题。在未来,通过智能化手段、平台搭建、管理模式的提升,提高获取信息的效率和故障处理的效率,丰富并提升管理手段和效率,管理人员获取更加及时、更为全面、更加客观的运行信息,从而全盘调动风电场的各方资源,决策时最大限度减少盲点,提高了决策人员与管理人员的“智慧”。


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审核编辑(王静)
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