鮑星南

國電和風風電開發(fā)有限公司，中國·遼寧 沈陽 110179

1 引言

之前或許我們在討論“大數(shù)據(jù)”管控是什么，大數(shù)據(jù)能干什么，能帶來什么價值；而現(xiàn)在已明確了大數(shù)據(jù)是一種有著真正未來的趨勢，大數(shù)據(jù)的價值無可限量。風電場的大數(shù)據(jù)是為風電企業(yè)提供更強的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力，從而適應多元化的信息資產(chǎn)。隨著風電場設備的趨于完善，大數(shù)據(jù)對風電場整體運維的分析及管控具有重要的現(xiàn)實意義。

大數(shù)據(jù)管控下的“智慧型”風電場需要具備以下功能：

①實現(xiàn)海量實時數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的全面采集和傳輸。

②為各項業(yè)務等提供數(shù)據(jù)服務及數(shù)據(jù)工具支撐。

③實現(xiàn)少人運行監(jiān)視，為無人運行監(jiān)視提供支點。

④通過標準化、專業(yè)化、精細化和流程閉環(huán)等手段，全面提高管理效率和專業(yè)化水平。

⑤優(yōu)化設備性能，提升發(fā)電量；優(yōu)化資源配置，降低運維成本，全面提升經(jīng)濟效益。

2 風電場的運行監(jiān)視與遠程操控

風電場的建設往往規(guī)模較大，分布區(qū)域相對廣闊，上述原因造成風電場管理難度較大，管理差異系較大，設備基本情況記錄不清晰，設備管控能力較弱。

為解決以上問題遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)應運而生，數(shù)字化管控時代來臨。通常風電場采集的數(shù)據(jù)有風機運行數(shù)據(jù)、升壓站運行數(shù)據(jù)、風功率預測運行數(shù)據(jù)、計量設備數(shù)據(jù)、測風塔信息、遠動數(shù)據(jù)、自動化信息等[1]。此外在條件允許的情況下還可以將設備實時監(jiān)控圖像及人員、車輛定位信息一并傳輸至集中監(jiān)控系統(tǒng)。通過對設備進行實時監(jiān)視，采集設備的實時狀態(tài)及運行信息，人們可以清楚的了解遠在天邊的風電場設備運行狀況，根據(jù)監(jiān)視情況，下達運行指令。

而設備的遠程操控可利用專用通道，對遠程操控裝置直接下達操控指令，從而達到遠程操控的目的。結合現(xiàn)場遠傳回來的圖像信息，使操控更加安全。

集中監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化管控直觀有效的將設備信息進行集中整合，作為大數(shù)據(jù)采集的基礎，為后續(xù)的大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)服務及數(shù)據(jù)工具支撐，為實現(xiàn)少人運行監(jiān)視，為無人運行監(jiān)視提供支點。

3 大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、計算與分析

通過大量的數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)進行匯總分析，經(jīng)過簡單的處理及計算，將人們所需要的內(nèi)容進行整合，通過圖表、曲線、顏色直觀的展示給大家[2]。這就是大數(shù)據(jù)簡單的計算與分析，通過對數(shù)據(jù)簡單的分析，可實現(xiàn)的功能如下：

3.1 設備運行的實時監(jiān)視

通過將風電場設備實時運行的數(shù)據(jù)采集加工后，通過集中監(jiān)控系統(tǒng)將必要的數(shù)據(jù)直觀的展示給大家，這就是設備運行的實時監(jiān)視。代表功能就是風電場集中監(jiān)控系統(tǒng)。通過一個畫面將風電場整體的運行情況直觀的展示給操控人員。

3.2 風機性能的監(jiān)管

將風電機組的運行數(shù)據(jù)一一記錄并繪制成功率曲線，將連續(xù)多年的功率曲線進行對比，查看風電機組的性能損失偏差，監(jiān)管風電機組性能。

3.3 風機報警及故障統(tǒng)計

風機故障報警后將風機故障信息一一記錄，并將報警記錄進行匯總，形成風機的故障記錄[3]。為后續(xù)故障處理及故障周期統(tǒng)計提供計算依據(jù)。

3.4 運行指標的異常及預警

通過對風電機組運行定值進行監(jiān)控，在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)監(jiān)控定值偏差較大或超出定值范圍，即發(fā)出異常告警。為風機狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)基礎。

3.5 定期檢修的時段性計算

統(tǒng)計設備定期檢修周期，設備在本次定期檢修工作完成后即展示下一周期定期檢修時間，提前告知維護人員下一定檢時間，為下次定檢做好準備。

3.6 智能數(shù)據(jù)報表

將設備運行數(shù)據(jù)進行采集，并進行篩選計算，將所需內(nèi)容已表格的形式進行展示，應用人員可選擇相應的指標及排列次序，提高統(tǒng)計數(shù)據(jù)效率。

4 風電場設備的全生命周期管理

通過對所有設備的數(shù)據(jù)采集，形成大數(shù)據(jù)積累?！按髷?shù)據(jù)”可以掌握任意一個風電設備的“生、老、病、死”的所有數(shù)據(jù)信息。以風電機組為例，從風電機組的吊裝運行后風電機組即被大數(shù)據(jù)管控，可以記錄風電機組在各風速下的運行狀況，風電機組的每年的定檢周期，風電機組何時發(fā)生故障，故障后進行哪些處理，哪些元器件在何時被更換，直至這臺風電機組服役期滿無法再運行[4]。所有的數(shù)據(jù)將被一一記錄在案，為企業(yè)的管控決策提供相應的數(shù)據(jù)基礎。

所記錄的信息將被一一分析處理，并進行具體的分類，根據(jù)風電機組的歷年風速情況，推測下一年度風向及風速走勢?？煽坑嬎泔L機性能衰減的幅度，從而制定風電場的年度發(fā)電量計劃。綜合風電機組的維護情況，科學的制定風電場風電機組的定檢周期，利用風電機組的故障情況，提出下一步風電機組的備件儲備建議等等。即誰的數(shù)據(jù)掌握的更多，更精準，誰的風電場管控就更靈活。通過對風電設備的基礎數(shù)據(jù)采集，對風電場設備的“生、老、病、死”進行記錄，掌握設備運行的基礎數(shù)據(jù)，對設備實行全生命周期記錄管理，為后續(xù)的管理分析提供管理依據(jù)。

5 大數(shù)據(jù)的實際應用及管控

通過對以上數(shù)據(jù)的采集、計算、分析，結合公司實際情況，制定相應的管控模塊，將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實實在在的管控手段提高工作效率。

5.1 故障預警分析及故障解決方案

大數(shù)據(jù)統(tǒng)計將風電機組的故障進行整理分析，記錄設備損壞的周期、頻率，為設備的技改提供技術支持。通過手動錄入故障處理的方式記錄每種故障的解決方案，故障越多記錄的解決方案就越多，通過多種故障搭配的分析，和解決方案的處理，形成故障分析解決方案，從經(jīng)驗主義解決方案到數(shù)據(jù)判斷決絕方案，大大縮減故障處理時間。

該應用還可做進一步的延續(xù)，及在提供解決方案的同時，提供所需的物資、備件、工具清單，減少車輛、人員往返次數(shù)，提高故障處理效率。

5.2 風機狀態(tài)檢修及定檢周期的合理化制定

通過采集風電機組的運行狀態(tài)信息及定檢周期信息，將單純的周期性定檢檢修，演化成風機狀態(tài)檢修，結合風電機組在風機定值變化對風機造成的影響，判定風電機組應做那些維護，減少風機定檢時長，精準定位維護內(nèi)容，提高風機定檢水平。

5.3 風電機組性能差異判定及發(fā)電量的預測

通過對每一臺風電機組的功率曲線進行計算機風機年度風速情況的分析統(tǒng)計，對風機發(fā)電性能進行排序，利用歷史年度風速分布，對年度發(fā)電量進行準確預測。

此外，還可根據(jù)風電機組的性能差異，安排風電機組檢修、維護、故障處理的先后順序，達到年度發(fā)電量的最大化排布。

5.4 風電機組群停群起的智能應用

結合風電場分功率預測系統(tǒng)，對風電場風電機組啟動、停機功能進行優(yōu)化，從單純的等風來，到優(yōu)化風機啟動，減少風電機組空轉(zhuǎn)、偏航的自耗電。達到風電機組經(jīng)濟運行的目的。

5.5 風電機組物資訂購建議

通過狀態(tài)檢修、設備損耗情況統(tǒng)計，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計將告知管控人員，備件損壞的頻率及庫存數(shù)量，為下一步備件采購提出訂購建議。于此同時，定檢年度消耗物資將被細化統(tǒng)計出來，使用時間及提前采購預警將得到進一步優(yōu)化，優(yōu)化物資存儲，減少資金積壓。

5.6 “生產(chǎn)營銷一體化”平臺

將風電場運行監(jiān)管、風電機組故障報警、風電機組臺賬查詢、風電機組故障處理手冊、風電場物資資源共享、故障處理信息發(fā)布平臺、專家知識庫等生產(chǎn)信息與風功率預測、AGC 限電指令、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、對標單位歷史及實時指標等營銷信息有效鏈接，搭建生產(chǎn)管理、市場營銷、信息支持管理平臺，形成營銷引領生產(chǎn)、信息支持為生產(chǎn)管理及市場營銷增效提供支撐的管理體系。

6 大數(shù)據(jù)下的經(jīng)濟效益管控

在大數(shù)據(jù)實際應用及管控下，提高工作效率及增加發(fā)電量即增加公司整體經(jīng)濟效益，主要體現(xiàn)在提升風電機組發(fā)電量提升的效益管控，進行庫存壓降減少資金占用，進行年度發(fā)電能力預測及科學預計年度盈利水平，合理進行狀態(tài)檢修達到效益最大化，科學進行人員培訓提升工作效率。

7 結語

通過對大數(shù)據(jù)的有效運用，加強風電場運維管理的智能化和精細化，從整體上推進未來風電場的穩(wěn)定發(fā)展。使風電場運維管理工作的順利開展，應當基于當前風電場的實際情況，加強風電設備、技術及操作人員等方面的運維管理，堅持與時俱進，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)在風電場運維管理工作中的應用價值，為企業(yè)潛能的發(fā)揮提供可靠的保障，推進風電事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。