在搶裝的行業(yè)背景下，在建和在役風(fēng)場(chǎng)數(shù)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，電力企業(yè)的整體利潤(rùn)空間卻在被不斷壓縮。然而風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維工程量巨大，過(guò)程之中出現(xiàn)的問(wèn)題也日趨復(fù)雜，比如在役機(jī)組電量損失來(lái)源復(fù)雜多樣，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)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(yīng)發(fā)展需求。因此需要采取適應(yīng)市場(chǎng)變化、更為科學(xué)有效的手段，豐富和完善風(fēng)電場(chǎng)的管理模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)保質(zhì)量、控風(fēng)險(xiǎn)、提效率的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維建設(shè)目標(biāo)。
在2020年北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2020）的“風(fēng)電運(yùn)維后市場(chǎng)專(zhuān)題論壇”會(huì)場(chǎng)上，中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部數(shù)據(jù)分析工程師陳剛以“風(fēng)電場(chǎng)體檢及發(fā)電量后評(píng)估助力智能運(yùn)維”為題，帶來(lái)風(fēng)電機(jī)組健康管理方法，以及風(fēng)機(jī)發(fā)電性能改進(jìn)和優(yōu)化的措施。
風(fēng)電場(chǎng)健康體檢體系
中車(chē)株洲所基于故障預(yù)測(cè)及健康管理系統(tǒng)，做功能的進(jìn)一步完善和豐富，構(gòu)建出風(fēng)電場(chǎng)健康體檢體系，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合全面的分析，明確機(jī)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(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維轉(zhuǎn)變管理方式，在檢測(cè)完畢之后會(huì)為業(yè)主提供一份風(fēng)電場(chǎng)體檢報(bào)告，具象化了健康體檢的所有項(xiàng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性檢修和精細(xì)化維護(hù)，以智能運(yùn)維的方式，減少機(jī)組故障，甚至杜絕故障的發(fā)生。
陳剛介紹了風(fēng)電場(chǎng)健康體檢體系的幾個(gè)應(yīng)用案例。對(duì)于溫控閥故障，以前我們很難預(yù)知它的發(fā)生時(shí)間和方式。但通過(guò)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(shí)別模型。為驗(yàn)證此模型的準(zhǔn)確性，在接近一整年的時(shí)間里，我們對(duì)200余臺(tái)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)了29臺(tái)溫控閥故障機(jī)組，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了87.8%，為故障的提前預(yù)知和診斷恢復(fù)提供了充分的緩沖時(shí)間。風(fēng)電場(chǎng)健康體檢體系還建立了葉片開(kāi)裂故障診斷模型，可以持續(xù)監(jiān)測(cè)葉片開(kāi)裂故障特征，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)葉片開(kāi)裂問(wèn)題；轉(zhuǎn)矩控制特性分析模型能對(duì)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)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(jìn)行分析回顧，確保轉(zhuǎn)矩控制與設(shè)計(jì)相符，保證機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定；渦激振動(dòng)識(shí)別模型可及時(shí)捕捉機(jī)組渦激振動(dòng)的特征，評(píng)估機(jī)組渦激振動(dòng)抑制的效果，確保機(jī)組運(yùn)行安全。
發(fā)電量后評(píng)估
發(fā)電量后評(píng)估能夠全方位地對(duì)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電性能進(jìn)行評(píng)估，既能結(jié)合風(fēng)資源評(píng)估結(jié)果，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)校驗(yàn)，為新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供參考，又能通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)、機(jī)組的多維度電量分解及運(yùn)行狀態(tài)時(shí)間分布分析，揭示損失電量的構(gòu)成及來(lái)源。某些風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)時(shí)，可通過(guò)此評(píng)估方案，深挖電量損失根因，精準(zhǔn)定位優(yōu)化項(xiàng)點(diǎn)，降低電量損失。發(fā)電量后評(píng)估方案還可為風(fēng)電場(chǎng)持續(xù)開(kāi)展提效工作，基于各機(jī)組的增效潛力評(píng)估結(jié)果，來(lái)進(jìn)一步挖掘機(jī)組發(fā)電潛力，使收益最大化。
陳剛以若干發(fā)電量后評(píng)估的典型案例來(lái)詮釋風(fēng)電場(chǎng)的增效手段。例如通過(guò)多維度電量分解，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)維度、單機(jī)維度、故障維度的電量分析，揭示損失電量來(lái)源，精準(zhǔn)定位運(yùn)維優(yōu)化項(xiàng)點(diǎn)，促進(jìn)運(yùn)維方式及策略的改進(jìn)優(yōu)化；基于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)間分布，圖解機(jī)組各運(yùn)行狀態(tài)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，綜合場(chǎng)級(jí)維度、單機(jī)維度、故障維度等多維度運(yùn)行時(shí)間分布分析，直觀呈現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)間分布，快速制定優(yōu)化及改進(jìn)措施，減少發(fā)電量損失；葉片除冰技改潛力評(píng)估可以建立結(jié)冰檢測(cè)模型，結(jié)合事件詳細(xì)信息，識(shí)別葉片結(jié)冰數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)機(jī)組在冬季的葉片結(jié)冰損失電量，來(lái)評(píng)估技改工作的必要性和經(jīng)濟(jì)性。
在即將到來(lái)的平價(jià)時(shí)代，降本提效為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)提出了更加精細(xì)化的要求。傳統(tǒng)的運(yùn)維方式以定期檢修、故障檢修為主，不但容易出現(xiàn)過(guò)維修、欠維修及盲目維修等問(wèn)題，而且難以準(zhǔn)確定位在役機(jī)組的發(fā)電量損失來(lái)源，從而無(wú)法確定精準(zhǔn)有效的優(yōu)化措施。中車(chē)株洲所結(jié)合故障預(yù)測(cè)與健康管理平臺(tái)，通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)體檢及發(fā)電量后評(píng)估等系列手段，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維的自動(dòng)化和智能化，“因材施教”，特殊對(duì)待每一臺(tái)機(jī)組，定制個(gè)性化的控制策略及控制參數(shù)，來(lái)應(yīng)對(duì)地形、環(huán)境以及自身健康狀況帶來(lái)的差異，讓每臺(tái)機(jī)組的“機(jī)生”健康而圓滿。
來(lái)源：中車(chē)株洲所
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