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风电机组智能巡检技术研发和应用

北极星风力发电网  来源:北极星电力网    2020/9/28 11:50:09  我要投稿  

北极星风力发电网讯:为什么风电行业要推进数字电厂的建设?第一,目前整个风电行业追求度电成本越来越严重,发电的压力越来越大。我们集团有很多系统是相对独立,系统的独立性给生产人员带来了很多负担,没有解决我们根本的痛点,而且带来了很多负担。第三,目前整个风电行业的重大事故防不胜防,机组着火等等,这都是一些重大事件。因此,风电推行数字化,我认为是非常有必要的。新能源迫切的需要智能化电厂整个技术的推进。

——内蒙古华电蒙东能源有限公司生产技术部副主任李清东

为快速适应新形势下发展要求,精准把握行业发展趋势,引领行业方向,促进新技术、新成果和新产品在智慧电厂领域的转化应用,华北电力大学技术转移转化中心与上海电力大学技术转移中心、中国华电集团有限公司生产技术部、中关村华电能源电力产业联盟等单位于2020年9月27-28日在上海联合举办“2020年智慧电厂论坛(第一期)”。北极星电力网、北极星电力APP对会议进行全程直播。

内蒙古华电蒙东能源有限公司生产技术部副主任李清东在分论坛1——智能巡检+安全专场作题为《风电机组智能巡检技术研发和应用》的演讲。

分论坛1-李清东.jpg

以下为发言实录:

我们华电集团智慧电厂,我们叫数字电厂,风电我们集团就两家,一个是我们内蒙古蒙东能源有限公司,另外一家试点单位就是我们宁夏新能源公司,他做的智能诊断和智能检修。

我们这个项目投资是778万做的风电机组的智能巡检,我从以下六方面跟各位领导做汇报。

第一,为什么要建设数字电厂,实施背景,第二是数字电厂要建成什么样的,第三整个集团数字电厂的建设内容,第四就是我们做的模块,风电机组智能巡检是如何建设的,第五方面就是智能巡检平台的界面展示,第六方面就是智能巡检的经济和社会效益。

整个集团数字电厂的统一设计单位就是华电电力科学研究院,白博士把我们华电集团数字电厂的架构讲得很清楚,实施单位是国电南京自动化股份有限公司实施的,试点单位放在内蒙古华电蒙东能源有限公司。

我想说一下为什么风电行业要推进数字化电厂的建设?本来这次我们是来取经来着,看看有没有好的成熟的技术直接应用在风电机组的巡检上,结果我看到还是没有真正拿过来就能用的技术。

目前整个风电行业追求度电成本越来越严重,相当于十年的机组,现在整个从集团,从上到下,要求当新机组用,现在我们的可利用率要求是98%以上,每台机组一般停机72时,马上跟区域公司当面汇报,很严肃,现在我们这块发电的压力越来越大,度电成本怎么样最小的成本带来最大的效益,就逼迫着发电企业要转型,就是怎么样优化管理,怎么样把设备治理的更好,发电能力更高。

第二,我们集团有很多系统是相对独立,有远程诊断,有技术监督,有技术监测等等这些系统,这些系统都是独立的,都是每一家厂家单独独立完成,没有实现一个综合的统一的应用。最终来讲是服务于整个机组的每一条线形成一个面,系统的独立性给生产人员带来了很多负担,没有解决我们根本的痛点,而且带来了很多负担。

第三,目前整个风电行业的重大事故防不胜防,机组着火等等,这都是一些重大事件,领导不得不重视设备的管理。

风电推行数字化,我认为是非常有必要的,我认为中心思想是什么呢?数字电厂就是让管理智慧化,让设备智能化,最后让人员自动化,人肯定越来越懒的,包括你做生产管理,我以我们内蒙区域为例,我们内蒙区域横跨2500多公里,整个内蒙区域装机287万,22个风电厂,12个风站占,1900多台机组,火电厂是一群人对一个机组,风电的人越来越少,少部分人照顾多台机组,大脑不够用,无法监测到每一台机组,管理不到位就会发生重大事故。我们这次智能巡检项目的立项,也是这个思路,第一方面预防重大事故,第二是实现机组的正常维保和巡视检查。

风电还有一个特点,我总结三多三少,风场多、风机多、故障多,从事风电的人员人员少,经验少,盈利少。

以上几方面,新能源迫切的需要智能化电厂整个技术的推进,下面把我们集团的数字电厂介绍一下,目前我们华电集控病态和诊断平台覆盖17个区域,今年整个集团又在推行数字电厂,目的是整合各个子平台,整合成一个平台,就是数字化电厂建设平台,目的让各个系统的数据实现统一一个数据编码,统一的数据应用。

第二大部分就是数字电厂建设目标,我认为主要三方面,第一方面是实现管理的智慧化,主要是针对管理层的需要,1900多台机组,任何人的记忆力都无法掌握,每天有几台故障,每台故障什么问题,大脑不够用的,第一个就是解决生产管理痛点,就是让这些系统给领导展现出一个结果,目的是降低发电成本,提高上网电量。

二是设备的智能化,风机自我感知、自我保护,预防风电机组重大事故。预防设备的重大事故,目前整个风电行业智能巡检,风电机组的巡检,按照行业规程,有的项目是三个月,有的项目是一个月,风电机组也是一个发电设备,到底多长时间合适?周期长短这个怎么确定?我认为有的项目应该是实时监测的,有的项目可以一年进行一次巡视检查。有的关键的部件如果没有实现实时的监测,很快就会造成事故。

三是解放现场人员检修的双手,目前来讲现场配置人员越来越少,没有人巡检,只能结合设备的故障情况去巡检,怎么用智能化的手段来解决现场人员劳动强度问题。我从事智慧电厂的建设有两年的时间,目前行业内智能巡检有两条路,一条路是管理层倒逼着现场检修人员做一些事情,如果不做,你不拿这个设备,到这个风机上某一个部位去扫这个码,就证明你没有干这个工作,这是倒逼式的。我们智能巡检的思路目的就是解放现场人的双手,解放人,解放劳动力,否则智能电厂建设毫无意义了。当时我们整个设计目标就是通过基础数据的分析,我们要解决70%的巡检项目,另外20%通过现代化的手段,把人工的巡检量控制到10%以内,不可能不用人,风电机组从上到下有很多设备。火电厂也分为几米几米的,不一样,每一层,每一个设备多装一个摄像头也不现实,将来维护摄像头都维护不过来。

数字电厂的内涵我认为这个面太大了,我们就做了一个智能巡检,所有的工作都可以和数字电厂相关,我不再详述。

再就是设备的智能化,如果设备发生故障了,要自动发送给维修人员,我们也做了风机尝试,我们在会议室里面开会热了,原来开一个窗户,现在我再开一个窗户,让整个房间形成一个对流,实现一个自的降温。我们这套技术目前在这个行业内也实现一个批量应用,而且是非能动的,也不用电,纯是完全符合风特性的技术,我只是举了一个例子,但是风电机组上我阐述一个什么观点呢?我们的设备要自我保护,自我调解,这是我们数字电厂终极的目标。

数字电厂的架构白博士讲得很清晰了,我就不说了。

下面我讲一下智能巡检,就是风电机组怎么实现智能巡检的。

第一,基于目前这些运行的数据,包括这些诊断数据,现有我们叫两个平台,基于两个平台数据基础上开展的一个类似于大数据分析,像风电机组按照行业标准有15个巡检部位,包括基础、塔架、电器柜、偏航系统、叶片与变桨系统、轮毂、主轴、齿轮箱、联轴器、制动器、发电机、液压系统、外观检查、水冷系统、避雷接地系统。我们做了七个模型,这7个模型要解决风电机组70%的巡检的工作任务,包括发电机系统、叶片、变桨系统、偏航、变流系统、冷却系统、主控系统,这七个模型就解决风电机组15大里面的70%的任务。

另外20%就是增加了一些辅助的先进的设备,这些设备有哪些呢?视频、红外成像、塔筒监测等一些先进的手段,也在我们本期建设项目里面。另外一部分就是手持终端人工辅助,这部分是控制在10%以内。

这就是红外成像监控技术,在行业内都比较成熟的技术,我就不再赘述了。

声音监测这套系统,如果在座有成熟的技术,可以联系我们,我们也在寻找可以成熟落地的供应商,我们的需求是什么呢?风级里面的变桨螺栓发生断裂了,因为一直在运行,目前这个风机报不了故障,这个螺旋把里面的线砸断了,才能发现这个螺栓断了。我们想达到一个简单的目的,比如说螺旋断了,这个异常声响非常大,能够监测出来,就相当于高级工程师在远方听设备,把这个故障发给值班人员,目的就达到了。

另外就是无人机巡检,因为本次智能巡检项目主要分为风电机组,就是风机的巡检,还有机电线路的巡检,我们就全委托给无人机做这个工作,目前我们无人机和东风电厂一个设计思路,无人机加机库,一键无人机起飞,一键无人机回来,人都不用动,换摄像头都不用管。

还有叶片在线监测系统,主要是监测叶片到塔筒之间的距离,如果说里面的骨架和潜在的因素变形不当就直接进行报警。

还有塔筒晃动,另外一部分就是手持终端,就是人必须拿着手持终端每年两次,有些机组必须人去,目前现代化手段实现不了,机器人也实现不了。

我们整个智能巡检工程还有一部分,因为要想实现风机和远方的实时互动,包括数据的传输,包括远方人员和就地人员的互动,比如说一早风机某一个二维码,就知道这个机组要做哪些工作,或者现场遇到那些检修故障,我是一个新维修员,我经验不是很足,我可以通过无线网进行远程协调,包括视频、声音,我们是自己搭建了一套无线网络覆盖网,走的都是内网。

这个是我们智能巡检初步的设计界面,现在正在研发,团队正在做这个工作,这也是我们的要求思路,整个大界面就是区域地展示,上面有一些关键的KPI指标,包括全场的风机完成度都在上面,包括缺陷统计。

我们智能巡检平台设计界面整个的思路就类似剥洋葱,先剥一层,再剥一层,目的就是领导和上面看得是一个结果,再想详细看,看到哪一个风厂,再详细就看到某一台风机,再详细可以看到某一个部位,再详细看到某一个设备,这是整个设计思路。

下面是巡检界面的闭环,怎么实现现场人员拿着手持终端和我后台数据平台的交互,包括现场发现问题和缺陷了,怎么形成一个闭环管理,整个是一个工作流程。

数字电厂我认为建设最终的社会效益和经济效益,第一点就是与国家战略同步,目前来讲五大集团都在做智能电厂,只不过名称不一样,而且这次会我也深刻的感受到,我们也是讨技术了,讨成熟的技术。第二就是新能源迫切需求,我认为火电这块,这块非常成熟了,风电才刚刚起步,风电这块说简单也简单,你只要把一台搞明白了,基本上都搞明白了,共性基本上一。第三就是解决人的问题,我们集团最根源的目的就是我们人少,人员一再的压减,工作量越来越多,倒逼着你用现代化的手段转型。

以上就是我对我们智能巡检项目的汇报,有些不足的地方,请各位专家多多指正,我这里有电话,希望专家有成熟的技术联系我们,我们互相实现融合,谢谢各位!

(来源:北极星电力网,如需转载请完整转载全文不允许删减)

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