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在全球碳中和趋势和中国“双碳”目标推动下,中国开始快速行动,一方面通过全生命周期管理提升和技术创新,持续减排、协同减排,打造自身低碳优势,从而落实全社会大幅减排的目标。
截至 2021 年 12 月底我国风电装机容量约为 3.3 亿千瓦,同比增长 16.6%,在役风电机组数量超过 15.5 万台,在加快构建以新能源为主体的新型电力系统,大力发展光伏、风电等新能源的基调下,中国新能源市场迅速增长。
政府多项政策加持,大型风电、光伏基地建设,光伏分布式与集中式并举,加大光伏、风电新能源配套服务体系建设等,带动光伏板、 风电装备、后运维产业链的发展。
随着风电技术日趋成熟,风电产业链上下游各个企业百花齐放。
但随着技术开发的深入,风电运营者需要管理多个不同地域的风电场,有时风电机组型号厂家各不相同;甚至在某一区域内的大型风电场有多达几十上百台风电机组、且距离相隔遥远路况较差等等。
诸如此类的复杂实际情况,成为了风电运维中的巨大挑战,如果靠人力巡检,就会产生高额成本,效率低速度慢更是不可避免的问题,严重时还会发生安全事故。
天鹤物联基于上述风电传统运维及检测而存在的实际问题,围绕智能运维服务开发了风电场远程集中监测系统、风电机组健康管理系统等核心产品,这套解决方案可为用户提供风机运行状况远程监测服务、风机故障诊断与预警服务以及风机定期健康体检服务,将有效降低风机故障发生频次和运维成本,延长风机寿命,为风电机组提供全生命周期智能运维解决方案。
该方案采集和整合各风电场及分散式风电机组数据,以Web页面及手机APP,从风场、风机以及部件三个层次,直观呈现每台机组发电量、出力、运行状态、发电态势、故障信息等重要参数,实现随时随地监视风机运行状况。系统基于标准化数据接口实现了故障分析、报表统计、日志查询等功能,能够灵活地满足用户的定制化需求,从而实现用户对风电场的智能管控。实现了多个风电站多台风电机组的运营管理数字化、智能化、自动化,减少了运维 人员并提高了各项数据的实时准确性,提高了运营效率和保障了运营安全。
同时,基于风电的远程监控系统,对发电机组各个设备部件采集监控和以及变电站运转进行数据监控,远程运维系统涉及设备运行控制、部件运行检测、等多个子系统,由前端数据采集、数据传输和终端数据报表等部分组成。
第一、前端数据采集通过采集器采集机组运行状态、运行数据、故障记录;通过转速传感器、 振动传感器对风车叶片状态进行监测;通过风力计、风向计、温湿度传感器等获取环境参数;通过传感器对变电站内汇流箱、逆变器、变压器、配电柜等设备进行监控。
第二、前端采集的数据通过数据采集终端管理器上传到云平台,这时云平台进行存储、整理、分析后生成报表,运维管理人员通过显示终端实时监控并查看历史数据、统计数据、故障记录等不同报表来判断风场机组运行情况。
远程监控系统实现 24 小时全天候智能监控,基于传感器、边缘计算以及云端数据的统计与分析,达到故障早期预警、故障判定、精准定位故障的效果,实现智慧机组、智慧风电场运维。
风电风场应用环境复杂,要求工业级温差;电磁环境恶劣,需要设备具有较强的抗电磁干扰能力。风力发电机组在线振动系统主要由振动信号采集单元、风电场数据处理中心、 远程数据诊断中心三部分组成。
信号采集传输单元实时采集风力机机舱传动部件的振动信号,通过信号调理转换为电压信号,经 ADC 转换器转换为数字量信号,由数据采集器进行信号整合,通过网线接入风场SCADA 光纤监控网络中;
风电机组健康管理系统采用机器学习的智能算法集成专家经验,建立了风电机组健康状态量化评价体系,将存在隐性问题的机位或部件及时、准确地推送给运维人员和设计人员,同时提供原因分析和维护建议。通过该系统,用户可随时随地了解每台风电机组健康状况,故障诊断和预警结果可直接推送至管理端,从而实现对风机的预防性维护,降低重大质量问题发生机率,提升机组可利用率,减少因故障停机引起的发电量损失。
天鹤物联融合先进的前沿技术,借助智能数据平台,探索智慧风场建设,不断丰富能源物联网的基础支撑,推进智慧能源的新发展。
本篇文章来源于微信公众号:天鹤节能研究院