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苏州光格设备吴正明:综合在线监测技术在海缆高效运维中的作用探讨

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网    2019/9/18 14:04:32  我要投稿  

北极星风力发电网讯:“从国际电缆保护协会数据鲜明,海缆面临风险有几大类,主要是船只和作业占到了60%以上的比例,海缆老化和自然力破坏占到了16%和18%的比例。海缆被巨锚勾断之后还需要抢修,并且造成的经济损失是不可估量的。最脆弱的地方可能在海底,如何保护海缆,需达到预防故障,提前感知,发生故障的时候准确定位,防止故障海缆位置出现偏差,造成更大的损失。”9月18日,苏州光格设备有限公司海缆监测事业部技术副总监吴正明在2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛上发表了重要讲话。

专题:现场直播丨2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛

吴正明.jpg

以下为发言实录:

吴正明:我与大家分享一下综合在线进侧技术在海缆高效的作用,这是一个比较细分的行业。

今天主要就简单介绍一下需求以及系统,还有公司这几年在海缆监测一些经验,最后简单介绍一下公司情况。

首先从国际电缆保护协会数据鲜明,海缆面临风险有几大类,主要是船只和作业占到了60%以上的比例,海缆老化和自然力破坏占到了16%和18%的比例。海缆被巨锚勾断之后还需要抢修,并且造成的经济损失是不可估量的。最脆弱的地方可能在海底,如何保护海缆,需达到预防故障,提前感知,发生故障的时候准确定位,防止故障海缆位置出现偏差,造成更大的损失。

在舟山海缆保护统计数据,我们在运用整个海缆保护系统之后,2015-2018年传播的数据从违章抛锚的数据从200次到了100次,还有对于坎锚次数这个是在显著上升,是通过这个系统快速的识别对我们海缆造成的威胁。我们强行起锚也是得到了支撑。

它最底层的设备是基于光纤传感技术,另外,基于AIS和雷达和视觉管理系统。整个平台加上在数据库中心,在我们监控中心建立大的海缆数据库,实现海缆权声明周期这样一个运维和管理。我们是如何设计这套系统的呢?简单分享一下:

这是一个比较典型海缆综合在线监测的主界面,基于交通管理的平台,在平台中我们对海缆上方船只进行管理,还有停留的时间来预警通知我们危险的船只。我们主要是对海缆三大风险进行设计的系统,整个系统主要是对锚害的监测,我们还有海缆本体监测,演唱我们海缆服役年限。

我们对于海缆锚害的要求误报率要低于3%,在整个海缆运用过程中,几十米的海缆每一秒钟或者每一天,在几十公里海缆中干扰事件可能达到上千次,如果按照3%的误报我们运维过程中就会受到这样一个误报的干扰是非常严重的。这套系统肯定是不适用的,在整个工作中,我们把周误报达到了小于3次。我们怎么实现这样的功能?我们要做一些在设备层智能的联动和判断,首先是基于声场探测的系统,它会有效识别这个信号。再结合海缆路由上方船只的定位实行联动判断,降低了误报率。

这是典型海缆项目中,整条海缆中几十公里,大概二十公里范围之内声音的分布,可以看到是以蓝色为基底比较安全的状态,我们海缆埋伏在海底是这样子的状态,这个是我们得到数据之后图谱的结果。我们可以看一下这是我们将真实的海缆在我们用锚进行接触的时候,在进行拖动可以看到纵坐可以看到时间,对于拖动我们对于海缆影响是非常明显。我们特定这样一个识别,以及我们数据的一个学习的动能能够非常有效和高效提高我们这套系统的误报率。

另外,这套系统应用拓展的功能,这是我们经过海缆之后留下的轨迹,可以看到在时间的推移横坐标是位置,它在位置上有偏移,这个系统可以预知。其实这个系统在军事防控方面也有应用。

这个是海缆本体监测,这是我们在帮助业主在海缆运行过程中了解我们海缆运行温度和状况。大家看这个图,这个是一个月的变化,蓝色曲线表示海缆中买在海底的变化,这个曲线前十天是非常小的,随着载荷的降低它有大概一到两周的降低。我们可以看到在海底每一个点的温度是存在差别的,它的变化趋势表述这个位置点它一个风险的特征。所以,对于在线监测温度设备要有非常高的监测温度和分辨率,要保证长期可靠的运行。

海缆环境的监测,就是海缆冲刷监测,这个基于两点,一个是海缆声场数据分析,另一个温度数据分析。我们随机抽取某个项目中4月份到8月份温度变化的趋势,可以看到海缆中变化温度在这个位置处在后期出现了一些非常明显的异常,这就是海缆在被冲刷温度上面的体现,在扰动上有更多强度跟频率的信息得到验证。

埋深的监测

这个埋深监测比较关键。但是这个技术手段,不是在线监测或者这个费用或者监测时间是比较长的。

我们是这样做的:首先,不管是海缆气度还是辐射条件,我们把这些数据线获得原始的数据,然后将最初标定一个埋设的深度输入当中,建立一个埋深的模型。主要就是根据海缆的光单元,和外向气度形成一个稳定的热温度厂,根据不同热传导系数,根据海缆温度解析出深度变化的信息。

这些原始的数据存在很多的误差,这套系统核心获得准确的数据,通过大概一个月或者几个约束矩的累计,将原始的数据进行一个调整,也就是不断在校正原来模型数据参数,通过这样一个自校准的模型,能够非常准确把埋深监测能够做到0.3-0.5的精度。

海缆运维和统计分析这方面我们提供了比较专业的服务,不同项目存在差异比较大,我们作为专业运维方,给客户提供比较专业、比较严谨的报告,海缆在区域内的风险和运行的稳定性。

最后分享几个经验,这是我们在福建某个海域的一个风场项目温度数据这是5月份、6月份、7月份,7月份在275米处出现了比较明显的变化,这个变化主要是由于在海滩上一个挖沙的作业导致我们海缆暴露在外界当中,这个是非常危险的,系统能及时对这个问题预警,让客户处理非常棘手的问题。另外就是对故障点进行每一天的跟踪,这个定位的精度这套系统是非常高的,能高米量级,这是我们第一个也是我们海量在监测第一个户外项目,还是考虑我们设备可靠性和稳定性。

公司的情况

苏州光格设备有限公司2008年成立,也是国内唯一从核心的底层光纤传感设备到智慧物联网系统研发。公司有200多人有80人处于研发中心,保证产品和技术的领先。

在产品方面国外的方面也是打破了国外在产品方面这样一个垄断性能上面也和国外产品是不相上下的,这是获得了一些奖项,这是我们发明专利,由于时间关系,不想耽误大家太长时间。今天介绍到此为止。

(发言为北极星风力发电网根据速记整理,未经本人审核)

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