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研華2016智慧城市案例精選集(九): 風電場智能監測,減少決策“盲點”

發布日期:2022-04-27 點擊率:69 品牌:研華_Advantech

  • 關鍵詞: 智慧城市 智能風電場
  • 摘要:智能風電場通過對現場基礎監測、中央監控室管理,省級集控中心技術支撐,總部信息中心的數據挖掘,實現對設備、人員進行實時掌握與管控,提高了風電場的管理與生產效益。

   智能風電場通過對現場基礎監測、中央監控室管理,省級集控中心技術支撐,總部信息中心的數據挖掘,實現對設備、人員進行實時掌握與管控,提高了風電場的管理與生產效益。


   “因為建立了物聯網系統,風電場能夠對設備、人員的動態進行真實掌握,不閑置、不過度使用資源,實現了智慧創能——從現場運維到總部的信息中心,形成了一體化的保障體系,通過遠程協助診斷故障,既解決了現場人員運維難題,刺激了其積極性,也有效地解決了高級技術人員的流失問題,大型設備的隱患也能夠及時被挖掘,風電場的現場運行得到了多層次的保障?!?/p>


專訪 | 國電聯合動力技術有限公司吉國華
撰文 | 龍芳


   國電聯合動力技術有限公司于2007年 6月成立,風機產品具備完全自主知識產權,已形成涵蓋 1.5兆瓦、 2兆瓦、 3兆瓦、 6兆瓦四大平臺的整機產品系列以及配套葉片、發電機和齒輪箱三大部件,適用于各類陸上風場,在低風速、海上、高海拔風機方面擁有技術領先優勢。主營業務集大型風電機組設計研發、生產制造、銷售服務為一體。


   隨著“互聯網 +”智慧能源發展指導意見印發,作為重要組成部分的風能發電如今被時代賦予了更多的智慧基因。我國的風電行業從 2006年后才開始搶規模、搶裝機,到 2014年的效益挖掘、設備改造,然而相比于火電、水電、核電以及其他行業,風電場智能化真正起步著實很晚。


   我國的風能多集中在“三北”地區,地廣人稀,環境惡劣,且風能開發受海拔、風速、季節、設備等各種因素影響,面臨開發難度大、監控管理困難、發電效益不明顯、人才流失大等難題。而借助日趨成熟的物聯網技術,智能風電場近兩年順勢崛起,大刀闊斧攻堅克難,迅速提升管理與生產效益,搖身一變,成為能源領域令人矚目的智慧新星。


智慧創能,管理效益劇增
   跟火電、核電相比,風電的邊際成本為零,故障處理多用一個小時,就減少了一個小時的效益,因此風電場的現場運行維護非常重要。風電場屬于比較落后的單位,沒有信息系統,網絡能力較差,一旦設備出現故障,工作人員經常是驅車幾十里去尋找并且逐一排查才能進行維護。


   國電聯合動力的智能風電場由四個架構組成:基礎信息層、中央監控室、省級集控中心以及北京總部的信息中心。在基礎信息層,在重要設備、儀器、人員,部署了相應的信息化軟件和硬件設備對數據進行實時采集與監控;在風電場中央監控室,搭建自動化的軟硬件,風機數據在此匯集,經由軟件自動統計與診斷,風機出現故障時就能精準、及時維護。


   在以省為單位的集控中心,把具體的風電場通過專線網絡連接到每個省的中心城市匯聚起來,把需要的數據進行過濾加工,讓升壓站、風機、箱電設備信息在線顯示出來,展現出在線風電場的大畫面,后臺能自動分析處理,形成更大的數據報表。工作人員可 24小時通過專線網絡登錄到風電場設備,對風電場進行監督與現場判斷、輔助。


   而位于北京總部的信息中心,是更高級別的集控中心。不同于集控中心的是,還多了一個數據中心,數據中心通過軟件模型對大數據進行挖掘,能對所轄風電場的 6000多臺風機數據進行匯總分類跟蹤,對設備狀態進行長期監測,并分析批量的共性故障,以對缺陷進行整改,促進前端基礎的可靠性。


   因為建立了物聯網系統,風電場能夠對設備、人員的動態進行真實掌握,不閑置、不過度使用資源,實現了智慧創能——從現場運維到總部的信息中心,形成了一體化的保障體系,通過遠程協助診斷故障,既解決了現場人員運維難題,刺激了其積極性,也有效地解決了高級技術人員的流失問題,大型設備的隱患也能夠及時被挖掘,風電場的現場運行得到了多層次的保障。比之以往不能常駐風電場,如今通過系統部署,主管領導能隨時掌控管理 20個甚至更多的風電場,管理效益不言而喻!


智能化監測 現場運維無盲點
   不論集控中心、數據中心做得再完美,功能再強大,都無法取代與彌補現場的不足。從短期來看,在當前的風電場系統中,現場直接關系到發電量,因此占據著最為重要的地位。


   除了搭建基礎設施,國電聯合動力技術有限公司吉國華介紹:“風機的可靠性占了現場 90%的權重。如果風機不可靠,那么打任何補丁都于事無補 ,提高可靠性,50%在機械上,而以前都是以故障率來評判,并不是很完善。 ”現在引進的平均無故障時間更為合理,提高了風機的可靠性判斷。


   風資源的監測與計算非常重要。隨意安裝風機,會導致建好而不能用或用處不大的情況,造成不可逆的資源浪費。同一個區域,地形、地貌、植被會對特定地點的風速產生影響,需經過長期的監測數據來進行測算,加之高度計算,方能安裝風機。而對已經安裝好的風機進行選型評估、性能評估后技改,可直接提升發電效益。


   以前對于生產的監控存在很多盲點,智能風電場則實現了對現場全方位無死角的監控如對風機狀態、發電量、溫度、壓力等信息實時監控,智能診斷與分析故障;在風電場的升壓站裝置了監控系統;建立能量管理平臺,能夠在限電區域根據調度要求降負荷,保護風機;對小的箱變設備進行監控;在風機里裝攝像頭做音視頻監控;對于建立在森林、草原易發生火災區域的風電場,建立自動消防系統;在一些電纜被偷多發區,建立安防系統等等。


   國電聯合動力對智能風電場的設備選擇要求非常嚴格,選擇的都是可靠廠家與可靠設備。值得一提的是,他們大量采用了研華的軟硬件設備,包括風機管理的平板電腦,中控室的工控機、交換機,箱變設備的監控機,系統的遠程模塊以及 WebAccess等。吉國華認為,研華的軟硬件能滿足其基本需求,幫助他們縮短產品研發周期,“研華品牌、口碑、質量屬行業一流,跟行業很多廠商相比,能夠提供比較整體的解決方案。他們的整體方案拿過來經過簡單部署和開發就能夠滿足要求,而他們投入了技術和開發人員提供定制化的行業開發,我們非常歡迎這種方式。”


多維提升,風電場未來更具“智慧”



   當前,在各行各業,都出現了物聯網應用不同形態。風電行業作為新能源,因為國家對節能減排的高度重視更容易向前推進,風電場將在未來幾年甚至幾十年得到進一步部署與完善。然而風電行業對安全性、穩定性、可靠性要求更高,這就讓智能風電面臨更為巨大的挑戰。


   今明年兩年,我國將迎來風機大量出質保的幾年,風機將迎來大規模技改期;風資源評估的重要性將與日俱增;管理方面仍需提升,“設備管理方面,資源的動態管理、調配還不夠,還沒有成熟的系統,目前的 ERP遠遠不夠,因為設備代表的是活的東西,我們需要智能化實時分析、跟蹤,配套管理模式的提升,才能提升效率?!奔獓A說道。


   風電場將如何更智能則是行業未來更需思考的問題。在未來,通過智能化手段、平臺搭建、管理模式的提升,提高獲取信息的效率和故障處理的效率,豐富并提升管理手段和效率,管理人員獲取更加及時、更為全面、更加客觀的運行信息,從而全盤調動風電場的各方資源,決策時最大限度減少盲點,提高了決策人員與管理人員的“智慧”。


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