風(fēng)電智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)開發(fā)

風(fēng)電智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)開發(fā)【摘要】:中國的風(fēng)電場(chǎng)是一種新興的電力資源，近年來，科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文以風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行存在的問題、智能風(fēng)機(jī)技術(shù)介紹、打造智慧變電站、建立區(qū)域集中監(jiān)控中心、等幾個(gè)方面來闡述，以適應(yīng)風(fēng)電智慧運(yùn)維工作?！娟P(guān)鍵詞】:大數(shù)據(jù);智慧;數(shù)據(jù)分析;集中監(jiān)控;區(qū)域維護(hù)引言：在“大智能”的年代，網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)的深度結(jié)合，智能風(fēng)力電站也是一樣，智能風(fēng)電是一種新型的技術(shù)，通過智能設(shè)計(jì)、集中監(jiān)控、集中運(yùn)維，提高設(shè)備運(yùn)行效率，建設(shè)以數(shù)字化互動(dòng)為基礎(chǔ)的智能風(fēng)電場(chǎng)，從而達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，在運(yùn)行的時(shí)候，可以收集到大量的資料，建立正確的模型，優(yōu)化算法，從而提升風(fēng)電的綜合利用效率。智慧風(fēng)電系統(tǒng)由智慧風(fēng)機(jī)、智慧變電站，區(qū)域集控系統(tǒng)、集團(tuán)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等相應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成。一、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)管理存在的問題（一） 體制相對(duì)滯后上個(gè)世紀(jì)80、90年代，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展速度較慢，而如今，在小規(guī)模風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目中，已發(fā)展出“運(yùn)檢合一，一崗多能”或“運(yùn)檢輪崗，少而精”的經(jīng)營方式，為風(fēng)能發(fā)電的安全、有效地運(yùn)營提供了有利條件。但是近年來風(fēng)電廠的發(fā)展和設(shè)備的數(shù)量與日俱增，許多風(fēng)電項(xiàng)目公司仍沿用以往的簡(jiǎn)陋運(yùn)營和經(jīng)營模式，在人員配置和專業(yè)維護(hù)上都顯得力不從心，難以滿足現(xiàn)代化大型風(fēng)電安全運(yùn)行管理的要求，也就不能有效地達(dá)到“保發(fā)電量、保利用率、保安全生產(chǎn)”“三保”的目標(biāo)［1。］巡檢、檢修工作量大，流程復(fù)雜不實(shí)用不同電場(chǎng)、不同風(fēng)機(jī)的巡視、維修方法各有不同，要求員工填寫的表格較多，但巡查人數(shù)較多，所需的設(shè)備較多，因此工作量較大，對(duì)專業(yè)技術(shù)的要求也較高巡檢和檢修流程復(fù)雜、不實(shí)用，大部分的記錄仍處于人工操作的狀態(tài)，工作流程復(fù)雜，必須要有專門的人才來完成［2。］工作票混亂、不規(guī)范，流程復(fù)雜由于工作票的類型比較多，并且由于每個(gè)風(fēng)電廠工作票的形式也不盡相同，所以必須制定一套標(biāo)準(zhǔn)。工作票流程復(fù)雜繁重，要求采用一種“輕量級(jí)”的流程來管理流程，以防止繁瑣、不實(shí)用的流程，并能得到高效的控制。由于人工操作的原因，工作票務(wù)繁重、易出現(xiàn)差錯(cuò)。二、智能風(fēng)機(jī)技術(shù)介紹自適應(yīng)控制策略風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用了多個(gè)傳感器和多個(gè)算法，具有自適應(yīng)性的特點(diǎn)，可以對(duì)各個(gè)重要元件進(jìn)行有效的監(jiān)控。利用該控制體系，可以對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝置的發(fā)電功率進(jìn)行最優(yōu)，其主要內(nèi)容有：調(diào)整方向。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以利用其自適應(yīng)的算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)風(fēng)的準(zhǔn)確調(diào)控，降低風(fēng)力的損耗，預(yù)測(cè)風(fēng)速，并可達(dá)到設(shè)備本身的負(fù)荷需求。俯仰調(diào)整。利用控制策略，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以自動(dòng)優(yōu)化螺距角度?？烧{(diào)整操作的環(huán)境?；陲L(fēng)況、氣候、機(jī)組運(yùn)行狀況等因素，采用控制策略，對(duì)電力系統(tǒng)的輸出進(jìn)行優(yōu)化。自我檢查裝置的衛(wèi)生狀況。從傳統(tǒng)的基于感測(cè)器的故障檢測(cè)轉(zhuǎn)向了基于智能的檢測(cè)。完成了風(fēng)機(jī)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和功能模塊的運(yùn)算。開放的通訊協(xié)議開放的風(fēng)力發(fā)電機(jī)資料收集及開放的通信協(xié)定，使得中心監(jiān)測(cè)中心能夠與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行通信，完成單臺(tái)風(fēng)機(jī)及全風(fēng)電場(chǎng)的停機(jī)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)及全風(fēng)電場(chǎng)的恢復(fù)運(yùn)行，修改控制參數(shù)，收集風(fēng)機(jī)所有運(yùn)行參數(shù)。（三）其他智能系統(tǒng)（1）智能警報(bào)。智能風(fēng)機(jī)建立了一個(gè)智能報(bào)警裝置，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和智能算法對(duì)分鐘級(jí)、秒級(jí)風(fēng)機(jī)事故及傳感器進(jìn)行處理與分析，并向工作人員提供報(bào)警信息，使其能夠及時(shí)進(jìn)行更換，從而防止小型風(fēng)機(jī)的失效發(fā)展成更加惡劣的情況。（2）專業(yè)的故障分析。該系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有和未來的工作狀況，從系統(tǒng)的實(shí)際工作情況出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，自動(dòng)查找與故障的歷史數(shù)據(jù)相結(jié)合，由專家自積累、自分析得出故障的原因，并根據(jù)實(shí)際情況，提出相應(yīng)的解決方案和步驟（3）群集的智能化。采用場(chǎng)群優(yōu)化技術(shù)，能達(dá)到風(fēng)電廠總體最佳功率，并能保證場(chǎng)級(jí)設(shè)備的故障容錯(cuò)率。通過對(duì)實(shí)際工況和實(shí)際工況的分析，確定了一種最優(yōu)控制策略，并針對(duì)不同的機(jī)組輸出和負(fù)載狀況，確定了最優(yōu)控制策略、限電分解策略、場(chǎng)級(jí)尾流優(yōu)化控制和預(yù)測(cè)尋優(yōu)控制［4。］（四）完善的故障穿越系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備具有完整的穿越線路，主要有低壓穿越、高壓穿越、有功調(diào)頻和調(diào)壓等。三、打造智慧變電站（一）總體設(shè)計(jì)智能化變電所是指對(duì)一次裝置進(jìn)行運(yùn)行、保護(hù)和監(jiān)視的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的各種裝置和饋線的監(jiān)視、控制和保護(hù)等功能。智能化變電所的自動(dòng)控制體系是“三層兩網(wǎng)”的開放式、分層的結(jié)構(gòu)，“三層”是站控層、間隔層和流程層，“兩網(wǎng)”是站控層/間隔層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)。二）系統(tǒng)架構(gòu)智能化變電所的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控都是通過集成設(shè)備和智能化設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，它以光纜取代了大量的電纜，消除了原有的變壓器/電壓變壓器的高容量輸入環(huán)從而解決了由于電線的電磁兼容、傳輸過電壓、二次接地等問題。從根源上改善了系統(tǒng)的抗千擾問題，并改善了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。(三)智慧變電站的意義智慧變電站。智能化變電所將電力系統(tǒng)的工作及設(shè)備狀況分級(jí)，采用智能化報(bào)警與遙控閱覽技術(shù)，達(dá)到了對(duì)用戶需求的要求，降低了管理的工作量，增加了對(duì)信息的利用率，并對(duì)數(shù)據(jù)建模和圖表進(jìn)行了手工的保養(yǎng)，保證了同一地點(diǎn)的同步性、一致性，達(dá)到了一個(gè)維修就可以直接應(yīng)用的目的。統(tǒng)一的功能和接口規(guī)范，通信標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)1EC61850標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)智能化變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和表示，使其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化。智能化變電所采取的是一種信息分享、一站分享、多個(gè)站點(diǎn)的方式，為不同的系統(tǒng)提供了一個(gè)統(tǒng)一的通訊規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)垂直的、水平相接的變電站。它能夠?yàn)椴煌南到y(tǒng)應(yīng)用程序提供一個(gè)通用的界面，能夠進(jìn)行信息的交流與分享，從而充分地反映出信息的完整性、規(guī)范化、獨(dú)特性。四、建立區(qū)域集中監(jiān)控中心(一)網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)在風(fēng)電遠(yuǎn)端集控中心的微機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)中，采用開放式、層次、分散的體系架構(gòu)，主要包括生產(chǎn)信息查詢層、控制層、非控制層和接入層。該系統(tǒng)能夠?qū)λ膫€(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通訊和操作控制方式，對(duì)每個(gè)風(fēng)電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該控制中心由一條專用線網(wǎng)路與所屬的風(fēng)力發(fā)電廠連接，與各風(fēng)電廠的通信站進(jìn)行通訊，以確保對(duì)所接場(chǎng)站的可靠、合理、完善的監(jiān)測(cè)、測(cè)量及控制。對(duì)各個(gè)分站的模擬量、狀態(tài)量、電能量、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置信息、風(fēng)機(jī)監(jiān)控、能量管理平臺(tái)等進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)分站上設(shè)置了風(fēng)電機(jī)組的智能化通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的升壓站、電能計(jì)量、風(fēng)機(jī)、功率預(yù)測(cè)、AGC/AVC等進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集，并將其進(jìn)行了分析和傳輸。風(fēng)力發(fā)電專用通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)站設(shè)備可以直接與遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等現(xiàn)有的風(fēng)場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行連接，同時(shí)對(duì)下支撐與風(fēng)場(chǎng)通用通信規(guī)范進(jìn)行對(duì)接，并將對(duì)上的支援轉(zhuǎn)送到更高的控制中心。(二)遠(yuǎn)控智能巡檢系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控是指對(duì)施工工人進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，根據(jù)GPS進(jìn)行線路規(guī)劃，可以進(jìn)行巡檢等。圖1風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及無線傳輸系統(tǒng)結(jié)語：在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)迅速發(fā)展和擴(kuò)展的背景下，開發(fā)并建設(shè)一套全新的運(yùn)行系統(tǒng)是公司從高速發(fā)展向提升經(jīng)營能力的“內(nèi)涵性”轉(zhuǎn)變的必然選擇，同時(shí)也是一種有效的經(jīng)營管理方式。它以集中監(jiān)控、少人值守，體現(xiàn)著集約、簡(jiǎn)約；以區(qū)域檢修、快速響應(yīng)、高效的方式，以統(tǒng)一管理、優(yōu)化資源，書寫著平衡與雙贏。參考文獻(xiàn):楊挺，趙黎媛,王成山?智