基于互联网云智能诊断中心建立的智慧风场系统研究

张巍国家电投集团内蒙古公司锡盟新能源公司生技部主管

【资料图】

大家好，我今天分享的题目是《基于互联网云智能诊断中心建立的智慧风场系统研究》，分为八大部分：

第一部分项目背景，敖伦风电场装机容量22.5万千瓦，总共装71台3.2MW明阳智能风电系统，我们传统风电运行模式以满足风电厂的生产需求为主，现在智慧风电运营模式通过先进的技术手段实现风电厂的智慧化手段和智慧运营，强调数字化和智能化程度。

强调数字化和智能化给我们带来什么呢？我们用数据管理、数据决策、数据创新，根据实时数据信息，加上信息预测功能，同时监测人员状况，保障人员安全，并且通过智能监测系统提高机组可靠性及增加发电量，实现降本增效。

锡盟新能源公司智慧风场技术架构，通过采集数据分析，给用户提供合理建议，用户可以根据采集数据情况实时掌握设备运行状态，实现动态研究。

总体原则总共有七个：

一是总体设计原则。

二是安全性原则。

三是高可靠性和稳定性原则。

四是统一开放原则。

五是可扩充性原则。

六是易用性原则。

七是标准化原则。

下来关键技术和创新点，通过九大系统应用与实施，实现了对场站数据全范围覆盖、采集与应用，还有分析，给用户提供相关建议，用户可以根据相关建议对数据进行进一步整理，根据整理数据合理安排检修，设备运行可靠性。

下面分别对这九大系统进行介绍。

一是智能集中监控系统。

二是智能辅助监控系统，通过螺栓监测，CMS实现对塔筒倾斜、基础沉淀异常场景，结合预警信息，评价其疲劳程度和安全性，进行计划运维、主动运维、实质机组研制。

三是智能能量管理系统。平台统一调度能量管理系统，综合调度需求，结合风机自身性能进行综合评估，给出最佳配比值。从而实现基于并网点的功率控制、能量分配、一次调频功能。

四是集中风功率预测系统，根据风功率预测结果，推荐出风机检修时间点，提高电网友好型。

五是机组亚健康预警系统，预判隐患和故障，提前合理安排检修，将设备失效消灭在萌芽状态。

机组亚健康预警是在健康模型基础上进行的报警，根据大量历史数据分析挖掘，根据预警模型判断机组是否运行在健康状况，并给出相应的预警系统，当机组出现亚健康隐患时排查并消除隐患，保障机组高可靠性。预警能继承分析国内主流的厂家系统数据，进行协同预警，可以基本实现基于状态的故障预警运维。下面这张图是可以通过不同颜色来区分机组运行状态，做到清晰明了，预警排查信息可以在报表中进行查询。

六是全生命周期机组健康管理。智能健康管理是指实现机组工作过程中全局健康状态和各个关键部件状态透明化，并在故障发生前预测部件健康、衰退征兆，评估运行风险，并预测剩余寿命，从而对机组进行维护，利用机组传感器，进行现状评估，从可靠度、生命分析，异常状态等多维度进行评估，通过对机组主要部件的模态分析计算，评估机组核心检测指标，从而建立健康检测模型，根据风电机组工作条件分析，进行机组子部件健康度健康分析，建立整体的机组健康度。

从机组运行数据出发，全生命周期机组健康管理系统主要是对12个子系统进行采集和分析，系统实现对机组整体和子部件的健康度监视及展示，通过绿蓝橙等颜色划分，可以清晰展示机组健康度状况。

七是智能风电场管理系统。一是智能排序系统检修项目任务池，提高检修效率；二是数字化运维系统以项目为主线、以派工单作业、支持手持移动终端进行业务操作，自动推送智慧风场系统内。数字化运维分为这六个方面。

八是业务可视化，基于历史运行数据、通过对标分析、KPI指标计算等进行机组设计性能验证，运行绩效打分，实现生产绩效可视化。

风电厂综合运营评价体系主要体现在发电性能，可利用率、可靠性、运维经济性四个大的层面，通过这四个大的层面可以有效评价风电厂的运营情况以及实际情况，系统运营仪表盘分不同维度和视角对风电厂指标进行展示，提供累计发电量、指标排名，提供健康度、PBA、TBA等数据，让疯长运行结果直观明了。不同的用户根据岗位能够动态、合理的展示其关注的内容，以提高系统的适用性，系统可根据用户设置项生成报表，也可以电机子报表查询详细信息。

九是智能单兵系统。

用户可使用移动终端，可以随时随地处理工作，收发邮件等功能，充分利用碎片时间提高管理效率，拥有权限配置功能，不同用户监视权限不同，能够展示关心的任意数据量，并推送重要告警，手持移动终端可以跟智能手环、智能安全帽等相连。

智能单兵系统用于辅助运维人员提高工作效率，实现移动运维，提升智慧风场信息化、智能化管理。

下面介绍一下各项目的创新点，分为大数据故障预警、全生命周期健康度管理、智能排程。

分布式光缆电缆故障测距系统，可以提高故障排查效率。

运营模式创新，主要利用智能发电控制、状态检修、定期工作自动化、人员安全管控等功能，基本实现了风电智慧运营模式。

与同类先进成果主要技术指标的比对情况，目前大型发电企业风电运营的基本模式、架构是集团、区域和项目现场三个模式，这样的架构使得产品管理分散，更多的是被动运维，人员需求量大、条件艰苦，信息孤立，造成成本居高不下，在现有条件下，实现运营管理优化，做到提质增效，尽可能降低成本，提高发电量。

锡盟新能源公司通过现场和服务相结合，高效合理整合所有资源，实现人财物的灵活调配，实现精细化管理和投资收益最大化。

一是减少电量损失，利用强大的后台数据和算法，快速解析电量损失，确定解决方案，同时整合数据和经验，提早发现隐患，避免损失；二是提升发电量，洞察提升发电量因素；三是降低人工运维成本；四是实现主动预防性维护，以智能故障诊断、大数据预警为核心的预防性维护体系，对设备可靠性进行主动监测，确保风电机组健康高效运转。

本项目发表专利2篇、技术论文4篇。

项目于2021年6月通过了查新，2021年8月通过成果评价，此科技创新项目于2022年1月被评为中国电力建设企业协会电力建设科学技术进步三等奖，2022年6月被评为中国设备协会设备管理与技术成果创新一等奖。

第七个是经济效益，每年可获得直接经济效益450万-560万元。

第八个是推广应用情况及前景，体现机组运行效率。

应用前景，项目投运后使公司整体管理水平和自动化水平的引领提升，树立公司良好形象，提高人们对社会责任的认同感，实现技术与产业相互融合，促进相互间的融合发展。