在搶裝的行業(yè)背景下，在建和在役風場數(shù)量呈爆發(fā)式增長，電力企業(yè)的整體利潤空間卻在被不斷壓縮。然而風電場運維工程量巨大，過程之中出現(xiàn)的問題也日趨復雜，比如在役機組電量損失來源復雜多樣，現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的運維人員緊缺，診斷分析結(jié)果呈現(xiàn)碎片化等等，逐漸凸顯傳統(tǒng)的管理方法已經(jīng)難以適應發(fā)展需求。因此需要采取適應市場變化、更為科學有效的手段，豐富和完善風電場的管理模式，來實現(xiàn)保質(zhì)量、控風險、提效率的風電場運維建設(shè)目標。
在2020年北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2020）的“風電運維后市場專題論壇”會場上，中車株洲電力機車研究所有限公司風電事業(yè)部數(shù)據(jù)分析工程師陳剛以“風電場體檢及發(fā)電量后評估助力智能運維”為題，帶來風電機組健康管理方法，以及風機發(fā)電性能改進和優(yōu)化的措施。
風電場健康體檢體系
中車株洲所基于故障預測及健康管理系統(tǒng)，做功能的進一步完善和豐富，構(gòu)建出風電場健康體檢體系，對風電機組的運行數(shù)據(jù)進行綜合全面的分析，明確機組存在的疑難雜癥，需要檢修的內(nèi)容以及建議整改的措施。該體系可以幫助風電場的運維轉(zhuǎn)變管理方式，在檢測完畢之后會為業(yè)主提供一份風電場體檢報告，具象化了健康體檢的所有項點，實現(xiàn)預防性檢修和精細化維護，以智能運維的方式，減少機組故障，甚至杜絕故障的發(fā)生。
陳剛介紹了風電場健康體檢體系的幾個應用案例。對于溫控閥故障，以前我們很難預知它的發(fā)生時間和方式。但通過大量的數(shù)據(jù)分析，我們提取出了溫控閥的早期故障特征，并建立故障識別模型。為驗證此模型的準確性，在接近一整年的時間里，我們對200余臺機組進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了29臺溫控閥故障機組，識別準確率達到了87.8%，為故障的提前預知和診斷恢復提供了充分的緩沖時間。風電場健康體檢體系還建立了葉片開裂故障診斷模型，可以持續(xù)監(jiān)測葉片開裂故障特征，能夠及時發(fā)現(xiàn)葉片開裂問題；轉(zhuǎn)矩控制特性分析模型能對轉(zhuǎn)矩響應及跟隨特性、轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩反饋曲線、轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩給定曲線等轉(zhuǎn)矩控制特性進行分析回顧，確保轉(zhuǎn)矩控制與設(shè)計相符，保證機組運行穩(wěn)定；渦激振動識別模型可及時捕捉機組渦激振動的特征，評估機組渦激振動抑制的效果，確保機組運行安全。
發(fā)電量后評估
發(fā)電量后評估能夠全方位地對風電機組的發(fā)電性能進行評估，既能結(jié)合風資源評估結(jié)果，實現(xiàn)風電場的設(shè)計校驗，為新項目的設(shè)計開發(fā)提供參考，又能通過風電場、機組的多維度電量分解及運行狀態(tài)時間分布分析，揭示損失電量的構(gòu)成及來源。某些風電場發(fā)電量達不到預期目標時，可通過此評估方案，深挖電量損失根因，精準定位優(yōu)化項點，降低電量損失。發(fā)電量后評估方案還可為風電場持續(xù)開展提效工作，基于各機組的增效潛力評估結(jié)果，來進一步挖掘機組發(fā)電潛力，使收益最大化。
陳剛以若干發(fā)電量后評估的典型案例來詮釋風電場的增效手段。例如通過多維度電量分解，實現(xiàn)場級維度、單機維度、故障維度的電量分析，揭示損失電量來源，精準定位運維優(yōu)化項點，促進運維方式及策略的改進優(yōu)化；基于運行狀態(tài)時間分布，圖解機組各運行狀態(tài)的持續(xù)時長，綜合場級維度、單機維度、故障維度等多維度運行時間分布分析，直觀呈現(xiàn)運行狀態(tài)時間分布，快速制定優(yōu)化及改進措施，減少發(fā)電量損失；葉片除冰技改潛力評估可以建立結(jié)冰檢測模型，結(jié)合事件詳細信息，識別葉片結(jié)冰數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計機組在冬季的葉片結(jié)冰損失電量，來評估技改工作的必要性和經(jīng)濟性。
在即將到來的平價時代，降本提效為風電場運行維護提出了更加精細化的要求。傳統(tǒng)的運維方式以定期檢修、故障檢修為主，不但容易出現(xiàn)過維修、欠維修及盲目維修等問題，而且難以準確定位在役機組的發(fā)電量損失來源，從而無法確定精準有效的優(yōu)化措施。中車株洲所結(jié)合故障預測與健康管理平臺，通過風電場體檢及發(fā)電量后評估等系列手段，實現(xiàn)風電機組運維的自動化和智能化，“因材施教”，特殊對待每一臺機組，定制個性化的控制策略及控制參數(shù)，來應對地形、環(huán)境以及自身健康狀況帶來的差異，讓每臺機組的“機生”健康而圓滿。
來源：中車株洲所
