项目需求

风力发电的发展已经进入平稳阶段,大量的设备逐渐脱离设备制造厂商的质保期,风电设备的维护责任由制造厂商逐渐转移至运营单位.

客户管理多个风场,且风场多采用相同的风电设备,客户希望对风机效能进行分析,建立一套风机效能的评价方法,进一步通过效能的分析,发现风机的异常,达到对于风电设备的远程监控,降低运营成本。


风电行业物联网解决方案

生产数据实时采集

每个风电场的数据采集部分可以分为风机、电控、变电站、测风塔部分。 风电行业远程监控系统 ,通过通讯系网关将各类风电机的运行状态、运行数据、报警代码等内容采集并汇总到远程控制系统中,通过远程控制系统的软件处理,将风电机运行状态整合在同一页面内展示。

地理信息检测 + 远程操控

风电行业远程监控系统将设备GIS地理信息可直观显示风电场所有设备设施(如风机、测风塔、变电厂等)的地理分布示意图,用户可以在地理图上直接显示各风电场的主要运行数据,可以通过选择特定风电场节点对该风电场的主要数据进行监控,并可以作为导航节点直接进入指定风电场进行更进一步的操作,例如开关机、PLC参数调改。


数据存储和查询

远程监控系统的历史数据库采用独特的压缩技术和二次过滤技术,使进入到数据库的数据经过有效的压缩,极大地节省了硬盘空间。选择变化保存并加上二次过滤条件,每秒1万点数据存储一年,仅需要6G的空间,即一只普通硬盘也可存贮五到十年的数据。同时实时数据库pSpace采用精确/模糊两种搜索方式,方便工作人员快捷得查阅历史数据。

决策与分析

企业可以搭建数据总结分析,对历史趋势分析,如年月、日各气象趋势和发电量曲线,设备质量和运行寿命,如单机生产和配套厂家、检修后运行时间、设备可利用率等的统计。从而为与生产指标相关的各项计划、采购、检修等活动提供和费用控制提供统计依据。

另外,通过分析风速与风机发电量的关系,即风机实时功率曲线。可判断风机的能量转化效率,探索影响风力发电效率的各项因素,如结冰、雾、雨水、温度、风速、风向等环境因素的影响。


报警与事件管理

支持传统的声光报警,语音文件报警,支持操作人员报警确认管理机制;

报警具有容易引起警觉的声响输出,具有语音提示功能;
报警显示由操作员抑制或消除;对过程变量超限数值应给出警告、危险二级报警。

用各种检测、测量、监视、分析和判断方法,结合设备的历史和现状,考虑环境的因素,对设备的运行状态进行评估,判别其是否处于正常、异常和故障状态,并对状态进行显示和记录,对异常状态作出报警,以便及时处理,为设备的故障分析提供数据和信息。

风力发电设备管理

风力发电设备远程监控系统 — 通过数据累计和分析,优化机组运行降低机组寿命损耗有助于减少设备更换费用、维持机组可靠性和发电产出。量化机组当前运行工况下的寿命损耗率,评估运行工况变化对设备寿命的影响。优化运行是降低延长设备寿命风险的最佳方法。监测温度、压力、负荷,并将实时信息转换成蠕变、疲劳损伤系数。

用户权限管理

风电场远程监控系统 — 以登陆人员的职权为依据,进行用户账户分层级、分权限管理。不同角色账号登录,访问的数据权限、工艺参数修改权限有所不同。例如企业管理人员拥有系统所有功能权限,而流水线工作人员只具备生产录入权限,设备运维人员拥有设备监管、设备报警/预警,处理和追踪权限。


风电行业物联网案例

效能为风电设备的重要评价指标,风机发电效能的优劣不仅反映了风机的状态,也直接影响运营决策。风电发电设备远程监控系统通过对风场总体风机效能及个别风机效能分析,对风机效能做较为深入的理解及分析。

通过对于数据的理解及业务经验,可以将分析过程分为以下几个步骤:

有33台风机设备,约5个月的传感器数据,通过批量的导入,将数据转换为可分析的数据格式;

风机装有数个传感器,通过传感器可以获得数百个变量,提取与功率、风速、对风角等变量作为分析变量;

对于整体及个别风机效能进行分析,对比效能差异,并藉由风速、对风角等变量做进一步的分析,通过分析结果对于风机效能进行优化;

通过上述效能分析,进一步寻找效能异常的风机,达到异常检测及远程监控的目的。


风力发电设备远程监控系统实施效果

对33台风力发电设备的风机进行了5个月的数据采集之后,通过提取网侧有功功率变量作为风机效能的评估变量,发现总体功率与风速及网侧有功功率的关系。于是启动风速作为评价风机的重要指标。风机启动时需要从电网取电,用来提供风机启动时所消耗的电能,到达一定的风速之后,风机才开始向电网输出功率,进行发电。通过功率及风速的关系,计算网侧负功的AUC面积,与网侧正功部分AUC面积进行比较,可以获得风机的最佳启动风速,对于发电效能进行优化。

风电行业为各个风机进入额定功率的风速,进入额定功率的风速越低代表风机的发电效能越好,有三台风机进入额定功率的风速明显高于其他风机,这三台风机为可能存在异常的风机。通过计算每台风机每个月的功率曲线AUC面积,可以对于每台风机的发电效能进行评估,并进一步发现异常的风机。

小结:关于风力发电设备远程监控系统介绍,就暂告一段落。欲知更多电力电能解决方案,请查阅“智能用电”。如若有业务需求,点击左侧发起实时对话,咨询适合自有企业的能源管理解决方案。

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