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趙廣宇:智能監測助力風電機組技改安全

2023-10-20 來源:能見APP 瀏覽數:453

10月19日上午,潤陽能源技術有限公司潤陽能源研究院智能裝備室主任趙廣宇在風電機組優化升級專題論壇上發表題為《智能監測助力風電機組技改安全》的主題演講。

2023年10月16日-19日,2023北京國際風能大會暨展覽會(CWP2023)在北京如約召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會,再次登陸北京,聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題,將歷時四天,包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月19日上午,潤陽能源技術有限公司潤陽能源研究院智能裝備室主任趙廣宇在風電機組優化升級專題論壇上發表題為《智能監測助力風電機組技改安全》的主題演講。

以下為發言全文:

大家好,我是來自潤陽能源的趙廣宇,潤陽能源是明陽智能的全資子公司,我的題目是智能監測助力風電機組技改安全。    

咱們的專題是后市場,就提一下后市場的痛點。目前后市場的痛點還多數存在這幾個維度,平價時代輕量化,會給風機有一些簡單的隱患,運維管理帶來的沖擊,運維的不當,后市場要保證風機的安全運行,如果是運維質量問題導致的風機問題都是大家不想看到的。    

說到痛點,咱們可以想象一下,如果咱們作為一個人去醫院治病,整體流程你得先去體檢,抽血、量血壓,經過體檢之后會定位你的問題,到底是什么病,是感冒還是其他的,最后去拿著體檢的結果,讓醫生給你出一個治療的方案。然后到怎么治,到底有沒有好,還需要一個定期的復檢。這是人看病的過程,風機看病問題也是一樣。大家反思一個問題,風電行業的核心是什么,是技術還是產品?我的理解風電行業,尤其是后市場這塊核心問題就是兩個字需求,最終所有的產品,所有的解決方案都是從需求推導過來的,我們對于這個需求的定位以及對需求的理解是至關重要的。

風電場的業主總有提高發電量的需求,還有把故障率降下來,最終目的是發電量,發電量上去,發電場盈利效果變好了,自然收入就增加了,他的需求是兩個維度。

后市場業務這塊要聚焦到業務層面,我把它梳理成幾個維度,可能有在座的不是搞后市場這塊,我理解四個維度,一個是綜合運維,第二個定檢巡檢,第三個是深度技改,第四個是提質增效,每個維度都有不同的痛點。

我們介紹一些方法、工具和平臺應用的過程。

首先第一個是檢測方法。我們以三個案例作為應用的場景,第一個是葉片加長,這是潤陽能源做過的案例,它的葉片是更換了。我們在廣東的某個風場葉片有一只斷了,業主說能不能找一個給我換上,這里找原廠的葉片很難。因為時間長,十幾年前的老葉片停產了。我們找了一個重量接近,葉形差不多的葉。但是裝上之后有問題,一個是振動這塊,機組發電量也不太好。后續我們通過其他手段,最終發現是安裝的問題,把安裝的角度調過來,能把振動問題解決掉。咱們這個會議不是技術交流會,大體的過程大家了解就行了,不平衡的振動數據特征也是比較容易去發現的,如果說咱們是做數據分析的同行,對數據分層是很敏感的。

下一個是葉片加長,我看今天好多業內的同行都提到了增功,葉片加長是增功來的最直接的。因為它直接通過風能公式,直接去提高有功功率的輸出。葉片加長面臨另外一個問題,因為葉片變長之后,葉片重量變大了,尺寸也變大了,它可能會存在掃塔的風險。當然大的機組葉片不加長也有這個風險。我最近看了一個視頻特斯拉的AEB主動剎車功能,我認為測量系統這套方案跟AEB有點像,當凈空值(凈空就是葉片的旋轉通過塔筒時跟塔筒的實際距離)有危險的時候跟主控有個聯動。這套系統能把主控的控制系統結合起來,形成主動剎車的作用。凈空風能展上大家都看到了有相關不同技術路線,有視頻路線還有激光雷達,還有毫米波的,這是目前常見的三條技術路線。最終我們要解決掃塔的痛點,其他都是通過產品的能力去解決我們的痛點。

這塊是我們在山東某一臺風機,是在水泥廠里邊針對塔筒和螺栓的監測,因為這個機組前期可利用率非常低,振動特別厲害,螺栓也經常斷。經過我們的改造之后,我們對這個機組加了一層保障,對塔筒螺栓、沉降、基礎做了相應的檢測,把在線監測系統做進去。

下面是智能化工具的應用。智能化工具我們也有三個案例,給大家一一介紹一下。這里不得不提的是葉片巡檢,大家一提葉片巡檢想到的是無人機。無人機的發展我不知道大家怎么理解,好像一說無人機就是有個飛手去飛一下就完了,可能這是最早期、最原始的那種。隨著技術的進步,現在又經歷了好幾個階段。最新的應該就是咱們能做到通過部署機場,人不去干涉它,就能把巡檢的數據傳回來。無人機的數據輸出的表達回來是圖片或者是視頻,最終也是通過相應的算法模型來去把它的缺陷識別出來。識別出來只是其中的一個前期,類似于我們去醫院去看病,只是一個體檢,最終怎么治、怎么修是另外一回事。

這里提一下明陽智能單兵系統,在后市場運維主體還是以人為基礎,單兵作戰能力是很關鍵的。這里需要把運維的人員情況,以視頻指導、移動端的工具集成到一起,我們稱之為單兵作戰系統。激光雷達也是我們必須要提的,智能化工具,激光雷達只是其中一個載體,最終還是要把發電量提上來。還有巡游算法,當然搞算法控制這塊的同志知道,最佳槳矩角控制和最優控制增益的確定是一個動態的,而且是迭代的過程。當然這個算法的應用,咱們現在針對大機組已經很成熟,后市場這塊會提出來什么,因為1.5或者2兆瓦早些年沒有這些算法,就需要把這些新的算法移植到老舊機組,去提升發電量。最后是智慧化管理應用,我提了智慧運維三個支點,是圍繞著數據、模型和平臺來開展的,數據是最底層,有了數據之后才會有多診斷的模型和故障數的沉淀,這些模型和數在我們的平臺去做載體,整體的邏輯是這樣。

現在十年以上的老風電人對運維有時候還是老的模式,可能運維就是打打力距、做做維護。但是現在運維的新模式就要跟數據運行分析進行結合,制定新的運維方式。這個是數據邊界,對咱們整機的子部件維度的模式換了一個維度,它以傳感、感知測量、系統集成、軟件算法,對數據這塊各個邊界進行定義。數據價值基礎也是需要有一個過程的,我們把運行數據經過加工處理,再進行數據挖掘和特征分析,最終才能沉淀為專家經驗去指導運維。這里舉了個例子,數據挖掘以全場機組溫度作為挖掘點,比如我們可以去橫向的或者是縱向的去對比到底機組的某個測點溫度是不是異常,到底能不能確定出來哪些是手觸故障,哪些是連帶故障。手觸故障解決之后,連帶故障也就沒有了。故障診斷大體的方法各家差不多,在后市場運維這塊要新增系統,診斷和模型如何去把故障數做的更細化、更豐富、更準確。

這里要提到狀態檢修,前面所有的是工具和模型,最終應用場景還是要針對運維的質量和效率去做文章??赡茉缧┠晔嵌ㄆ诙z的特點,定檢特點就是第二條曲線,事后運維就是第一條曲線,等故障發生之后再去修。但是我們現在更提倡的是運用第三條曲線,基于狀態主動檢修,風機過運維、欠運維都是不太好的,最終還是要基于它的狀態主動去檢修。

這是我們的運維管理平臺,也是以下面的技術平臺為底層,以數據為依托,在應用平臺上去開發面向客戶端的各個系統,當然涉及到的人、機、物、費、場站智慧化的東西都在里面。這里還要提另外一個維護客戶端,這是明陽內部在風場用的比較好的,能方便業務流程進行管理,還有一個是對工作過程進行跟蹤。

下面講一下未來的趨勢,以前是定檢成本高、有隨機性,現在提到了數字化,狀態的監測,未來就涉及到安全高效,把人工智能跨界的東西引進到運維領域來,能實現風電場的收益最大化。這里做個預測,我認為后市場還是以數字化、網絡化、智能化為基礎,第二點是計算機視覺的應用,通過視覺圖像的捕捉和分析來去診斷葉片、其他的部件,可能現在目前做的比較成熟的是視頻消防聯動,如果真是說出現在某個機組或者是場站內的火災點會去觸發視頻、音頻的功能。還有一個是人工智能,人工智能今年提的比較多,有相關論壇峰會,這塊大家可以關注一下,跨界這塊我認為是必須得關注的,這個涉及到風場和算法,當然設備這塊是無人機和智慧機器人應用也是我們未來可以想得到能實現的。

最后我提個倡議,推動風機的智能化健康發展助力行業技術信息融合,因為現在各個專業的供應商也是比較給力,希望我們各大整機廠也積極去用,積極放到后市場推廣起來,謝謝大家!

 

(根據演講速記整理,未經演講人審核)


閱讀上文 >> 楊鳳志:沙戈荒大基地風場運行特性研究
閱讀下文 >> 吳錦錦:老舊機組產品升級與深度改造

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