上海電氣掘金“智慧風(fēng)場”

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

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上海電氣掘金“智慧風(fēng)場”

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

集成的運(yùn)維平臺將高效配置資源、大幅降低運(yùn)維成本，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性

“互聯(lián)網(wǎng)+”正越來越多地改變傳統(tǒng)設(shè)備巨頭們。日前，上海電氣風(fēng)電集團(tuán)首次將無人機(jī)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片巡檢，節(jié)約成本90%。其開發(fā)的風(fēng)云系統(tǒng)平臺，亦在利用“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行“智慧風(fēng)場”管理。

“風(fēng)電的特點(diǎn)是機(jī)組分散、數(shù)量多。這樣的特點(diǎn)，天然具有利用‘互聯(lián)網(wǎng)+’的優(yōu)勢?！鄙虾ｋ姎怙L(fēng)電設(shè)備有限公司控制中心主任黃猛告訴《上海國資》。

上海電氣風(fēng)電集團(tuán)開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的風(fēng)云系統(tǒng)，掘金“智慧風(fēng)場”。

無人機(jī)巡檢

“風(fēng)電設(shè)備的葉片，又大又長，所在位置又高，常規(guī)高50米到80米，還有的高150米，運(yùn)行兩到三年后，如果有裂縫等，非常難查。”上海電氣風(fēng)電工程服務(wù)公司海上運(yùn)維部副部長周衛(wèi)星告訴《上海國資》，以往葉片的檢查，往往采取吊車巡檢或者高倍望遠(yuǎn)鏡觀察的方式。

但吊車巡檢成本較高，一天需約5000元，安全性還不能保證。吊繩索上人的方式，更是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也存在安全問題。用高倍望遠(yuǎn)鏡，則易受霧霾天氣影響，還不能拍照。

上海電氣自2015年初開始考慮無人機(jī)巡檢。

無人機(jī)檢測技術(shù)作為一種新興的技術(shù)手段，已經(jīng)在電力線路巡檢、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，并逐漸形成了成熟的體系。

周衛(wèi)星告訴《上海國資》，有了利用無人機(jī)的想法后，他們開始在網(wǎng)絡(luò)上尋找合適的機(jī)型?！按蟛糠值臒o人機(jī)主續(xù)航時(shí)間多在15分鐘，而用無人機(jī)檢查一個(gè)葉片目前至少需要半個(gè)小時(shí)，所以我們最先尋找的是續(xù)航時(shí)間半小時(shí)以上的機(jī)型。另外遙控范圍要在150米左右，因?yàn)槿~尖高達(dá)150米，還要有拍照和視頻功能。”

一款高端無人機(jī)進(jìn)入他們的視線。公司采購部門進(jìn)行了幾家比價(jià)后，最終花費(fèi)四萬多元采購了一臺。他們要求配備四塊電池以備輪換，還完善了拍照平臺，為了便于運(yùn)輸，又配了折疊儀。

2016年1月這臺無人機(jī)到貨后，首先被用在陸上風(fēng)機(jī)檢查，最先檢查的是位于山東東營市廣饒縣的國華廣饒二期項(xiàng)目。

“目前該項(xiàng)目全部20臺風(fēng)機(jī)的葉片檢查已完成?！敝苄l(wèi)星表示，此后開展的山東棲霞項(xiàng)目40臺風(fēng)機(jī)的檢查，目前40臺也已檢查完畢?！耙殉晒Πl(fā)現(xiàn)并清除一例葉片隱患?！?/p>

周衛(wèi)星告訴《上海國資》，相較傳統(tǒng)的吊車巡檢方案，無人機(jī)巡檢在時(shí)間和費(fèi)用上都表現(xiàn)出了較高的優(yōu)越性。吊車巡檢造成的停機(jī)時(shí)間長達(dá)1.5個(gè)小時(shí)，巡檢單臺成本為2000元以上，而無人機(jī)巡檢每臺風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)間不足半個(gè)小時(shí)，巡檢單臺成本不到200元?！皢闻_巡檢成本較以往不足十分之一?！?/p>

周衛(wèi)星表示，海上風(fēng)電是上海電氣的發(fā)展重點(diǎn)，無人機(jī)巡檢下一步也將探索應(yīng)用在海上風(fēng)電?！昂Ｉ巷L(fēng)機(jī)的葉片，出現(xiàn)問題時(shí)的聲音很容易被海潮掩蓋，不易被發(fā)現(xiàn)，加上海上的巡檢，除了吊車成本，還要加上交通船成本。一趟下來，要3000-4000元。天氣不好時(shí)，還會出現(xiàn)船靠不上機(jī)位點(diǎn)無法檢查的情況。無人機(jī)巡檢可以解決上述問題。不過機(jī)型遙控范圍要達(dá)到500-1000米，可能還需要有防水防潮功能?！?/p>

風(fēng)云平臺

除了利用無人機(jī)巡檢，上海電氣也嘗試開發(fā)“風(fēng)云平臺”解決運(yùn)維服務(wù)問題。

“風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度又很快，在風(fēng)場建設(shè)高速發(fā)展的過程中，運(yùn)維服務(wù)就出現(xiàn)很大問題。”黃猛告訴《上海國資》，這些問題包括維護(hù)水平低下，檢修和管理粗放，運(yùn)營績效評估缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目己梭w系，人機(jī)考核無法分離，對運(yùn)行維護(hù)人員的專業(yè)技能高度依賴等?！斑@造成風(fēng)場運(yùn)維費(fèi)用居高不下，增加了風(fēng)電的度電成本，大大降低了投資收益，制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！?/p>

黃猛表示，落后的運(yùn)維狀態(tài)和高速發(fā)展的風(fēng)電建設(shè)已經(jīng)成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈上面臨的主要矛盾。

為了破解難題，上海電氣開展了智能云維護(hù)平臺“風(fēng)云”平臺的設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施工作?！拔覀冊噲D用一種優(yōu)化式創(chuàng)新的方法，更新現(xiàn)有服務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)平臺：真正體現(xiàn)用戶導(dǎo)向，為用戶提升效率。近年來興起的‘互聯(lián)網(wǎng)+’概念，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能技術(shù)將成為智能運(yùn)維平臺的最佳載體?！?/p>

黃猛表示，“風(fēng)云”平臺致力于搭建一個(gè)風(fēng)電全生命周期的智能化服務(wù)平臺。

在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，用戶依據(jù)智能化的核心數(shù)學(xué)模型，快速計(jì)算出機(jī)位選址信息，依據(jù)風(fēng)資源情況自動選擇最合適的機(jī)型，完成機(jī)型機(jī)位的選擇，同時(shí)完成經(jīng)濟(jì)預(yù)估。

施工安裝階段，用戶以及上海電氣管理人員可以通過本系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)度，以及完成人員考核。

在風(fēng)場運(yùn)行維護(hù)階段，所有的風(fēng)場狀態(tài)數(shù)據(jù)、流程管理數(shù)據(jù)、風(fēng)資源數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)將通過云平臺匯集，并相互融合，通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，結(jié)合智能控制技術(shù)數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)輸出到風(fēng)場，協(xié)同用戶處理故障，預(yù)警風(fēng)機(jī)問題，優(yōu)化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，管理風(fēng)場資產(chǎn)。

“這樣一套集成的運(yùn)維平臺，將高效配置資源、大幅降低運(yùn)維成本，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，最終實(shí)現(xiàn)提高發(fā)電量，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高用戶運(yùn)營能力的效果。”黃猛表示。

“智慧風(fēng)場”

黃猛認(rèn)為，風(fēng)云平臺使得“智慧風(fēng)場”成為現(xiàn)實(shí)，有利于打通風(fēng)機(jī)運(yùn)行、后臺監(jiān)控、運(yùn)營維護(hù)單元節(jié)點(diǎn)，讓風(fēng)場自己“思考”、自我“管理”。

“目前風(fēng)云平臺已接入多個(gè)風(fēng)場，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)運(yùn)維監(jiān)控。”黃猛表示，2016年計(jì)劃接入更多，爭取盡快完全覆蓋上海電氣所有風(fēng)機(jī)。

“近期目標(biāo)是建立數(shù)據(jù)中心，有規(guī)模地進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)智慧風(fēng)機(jī)、智慧風(fēng)場?！?/p>

所謂智慧風(fēng)機(jī)，主要是指在風(fēng)云平臺下，風(fēng)機(jī)可以依據(jù)風(fēng)的情況以及平臺上其他風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況，同時(shí)結(jié)合自身的智能化算法，動態(tài)地、主動地、有預(yù)見性地調(diào)整風(fēng)機(jī)的控制策略、運(yùn)行方案，使風(fēng)機(jī)總是處在最優(yōu)的獲取風(fēng)能的狀態(tài)，既能最大限度地吸收風(fēng)能，又能降低載荷，同時(shí)令風(fēng)機(jī)處于一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)。也就是說，智慧風(fēng)機(jī)不僅可進(jìn)行前端感知，也可對環(huán)境變化作出“條件反射”，并可精確控制整個(gè)風(fēng)場的輸出電量。

而智慧風(fēng)場則是指從風(fēng)場規(guī)劃、選址、風(fēng)機(jī)生產(chǎn)、檢驗(yàn)、運(yùn)維等系列環(huán)節(jié)，通過傳感器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及監(jiān)控中心，將風(fēng)機(jī)、風(fēng)電場、測風(fēng)塔、電網(wǎng)、設(shè)備廠家、運(yùn)營商等聯(lián)接起來，實(shí)時(shí)采集、分析數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)“智能化風(fēng)場”管理。

以前期選址為例。風(fēng)機(jī)的選址決定風(fēng)能利用的效率，所以選好風(fēng)機(jī)位異常重要。以前，風(fēng)機(jī)位選擇之前，先要在大致目標(biāo)區(qū)域豎立測風(fēng)塔一兩年，積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后再結(jié)合地面測繪數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)位，現(xiàn)場勘測加辦公室計(jì)算，耗費(fèi)時(shí)間精力巨大。有了風(fēng)云平臺，由于平臺已經(jīng)預(yù)先輸入了過去多年的所有氣象數(shù)據(jù)，加上積累的數(shù)據(jù)同時(shí)結(jié)合地理數(shù)據(jù)，坐在辦公室里，利用平臺的“尋優(yōu)算法”，一兩個(gè)小時(shí)后，精準(zhǔn)的結(jié)果就呈現(xiàn)在用戶面前。“這個(gè)平臺可為客戶提供風(fēng)電場規(guī)劃、中尺度風(fēng)資源評估、精細(xì)化微觀選址等解決方案，幫助客戶提高風(fēng)場實(shí)際投資收益，控制風(fēng)場產(chǎn)能設(shè)計(jì)誤差，真正實(shí)現(xiàn)降本增效?！?/p>

同時(shí)，利用風(fēng)云平臺，上海電氣還實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化、風(fēng)場遠(yuǎn)程監(jiān)控、備品備件管理，并可與后臺資產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)行統(tǒng)一資產(chǎn)管理。

黃猛表示，風(fēng)云平臺的一大優(yōu)勢，是擁有此前上海電氣與西門子的合作以及企業(yè)自身業(yè)務(wù)拓展中積累的十?dāng)?shù)年的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。將此數(shù)據(jù)庫利用互聯(lián)網(wǎng)手段收集起來后，通過對比、分析，可以建立風(fēng)機(jī)健康診斷系統(tǒng)，預(yù)警故障、幫助維保。

黃猛表示，“未來，風(fēng)云平臺將是風(fēng)電資源智能監(jiān)控平臺、運(yùn)維服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)分析平臺、資產(chǎn)管理平臺等，還將拓展至光伏等其他電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)、電網(wǎng)交易等?！?/p>