風電場智慧運維平臺,建設智慧電廠,依托 RFID、智能芯片、二維碼等智能識別技術結合各類設備狀態監測傳感器、在線監測裝置等感知元件,構建了電網運維設備物聯網系統,實現電站電力設備信息互聯互通,建立數據模型,實現設備識別、狀態感知、狀態分析的無縫銜接,為管控配電設備狀態提供依據。隨著現代電子技術的不斷進步,感應取電技術、低功耗技術、無線無源技術、物聯網技術的不斷成熟,我公司研發全新的系列產品:無線測溫傳感器、五合一(特高頻、暫態地電波、超聲波、溫度、濕度)智能局放傳感器。該系列產品通過開關設備狀態在線監測系統進行數據采集、數據顯示、數據存儲、數據管理。
利用開關設備狀態在線監測系統的監測和分析,捕捉設備運行異常,及時發現設備事故的早期征兆并采取有效措施,預防嚴重事故的發生。采用該監測系統可以達到如下的目的:
·彌補人工巡檢的不足,減少人工維護成本;
·征兆式報警,將事故消滅在萌芽階段,防止事態的升級、惡化;
·傳感器采用無源無線溫度傳感器,正常環境使用壽命可長達 10 年;
·傳感器具備防水、耐高溫、耐老化,并具備在強電磁環境下正常工作的特性;
·現場通信設備可采用定向無線網絡或移動互聯網組網,可方便地將現場數據實時上傳到網絡服務器;
·后臺采用 BS 結構,聯網的移動終端可實現隨時隨地監控的需要;
·實現全天 24 小時不間斷在線監測,監測數據一越限即報警。
由于風電機組往往地處偏遠、環境惡劣,塔架太高,設備維護人員難以實施離線振動監測,而通過對風電機組實施在線振動監測,可及時將數據上傳與共享,極大地提高設備管理工作效率。
創新點
本平臺是基于先進物聯網技術開發的集成系統,它用一個開放的系統軟件平臺,將各類傳感器進行有機結合,根據項目及實際需求,建設風電用箱式變電站在線監測系統。項目包含了無線溫度傳感器、USS、TEV、環境溫度傳感器、環境濕度傳感器、振動傳感器、磁吸附式超聲波傳感器、高頻電流傳感器,將箱式變電站的基本運行安全指標實時采集,通過物聯網網關上傳至服務器存儲、處理、展示、報警等。項目所選用的相關設備可在-40℃至 80℃正常運行。系統設備在實際環境溫度低于零下 20℃的環境下運行穩定,數據精準。
該系統存在以下特點:
該系統的應用軟件引擎小,服務采用模塊化,具有自主可控、高穩定性、高保密性、數據精確權威、訪問速度快等特點。系統能夠提供實時、穩定、精準的監測數據,各項性能指標滿足技術協議的要求,系統一直處于正常模式運行,并保證數據質量高保真。
通過對箱式變電站的局放、振動、溫度和濕度進行在線監測并進行除濕,為箱式變電站的正常運行提供有力保障。可直接實時反映設備運行狀態并在運行過程中發現問題,如風大時,因設備負荷大可直接反映出會導致設備溫度上升的狀態,并發現了個別接點溫度可達 70℃以上,報警可能存在超溫隱患。通過項目的實施,總結在風電系統中箱式變電站的智能化運維的經驗,避免箱變長
期處于滿負荷運行狀態,變壓器油、鐵芯或裸金屬體過熱而使臨近的固體絕緣材料局部過熱,固體絕緣材料老化分解及電弧放電等問題。
項目實施完成后,海威眾達積極組織研討,并探討出系列升級及優化方案。如將監測系統與風場信息系統數據融合分析,通過分析研判設備壽命及對故障的預判,綜合輔助決策制定巡檢計劃及巡檢內容。針對項目實際運行情況,海威眾達根據項目實際需求進行了針對性修改和優化,平臺建設達到了預期建設目標。通過對風電場的數字化、智慧化的建設達到降本增效的目的。而智慧化風電場,它有三個過程需要研究和探索:第一是實現風電場自我識別;第二階段是實現風電場自我決策;第三階段是實現風電場自我運維。未來誰能率先去實現風電場的智慧化、智能化,誰就會迅速在風電行業占據主導地位。
該項成果適用于電力用戶,不限行業。
箱式變電站是風電系統中的關鍵設備之一,其運行狀態直接關系到風電系統的安全與穩定,一旦發生故障,不僅會引起大規模停電帶來巨大的經濟損失甚至可能發生爆炸和起火,造成人員傷亡。
在箱式變電站長期運行中,由于各種客觀原因造成箱式變電站在安裝和投運后的過程中出現很多問題比如:電纜搭接處故障、操作機構故障、變壓器故障、箱式變電站內凝露問題引發的絕緣閃絡故障等,從而對設備本身的安全及電網的可靠運行帶來了隱患,直接影響設備的安全穩定運行。為了提高箱式變電站在運行中的可靠正常程度,對箱式變電站的局部、溫度和濕度進行在線監測并進行除濕,來實現風電系統中箱式變電站的正常運行,為電力系統安全可靠的運行提供有力的保障。
風力發電清潔、環保,蘊量巨大。根據中國風能協會的統計,截至 2019 年底,全國風電新增并網裝機 25.74 GW,比 2018 年增長 12%,占全球新增風電裝機容量的 44%,被認為是發展最快、最有前途的可再生能源。
隨著陸上可開發土地資源和化石資源的日益稀缺,風電已逐漸成為一種發展趨勢。然而風電場的單位投資的設備維護維修成本(包括設備及安裝工程費、施工輔助工程費)極高。因此,增加風電場的安全穩定運行,增設智慧巡檢系統有著廣闊的市場前景。
通過在線振動檢測可實時查看風電機組運行狀態、提前發現大部件故障信息,從而指導開展計劃性維護與維修,計劃性維修是目前最先進和最佳性價比的維護策略,在美國,設備維護專家認為:把少量美元花費在狀態監測上,比把上百萬美元花費在因設備嚴重損壞而引起強迫停機后的檢修上更有價值。
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