有智慧加持的风机将为我国海上风电降本起到重要作用

2019-05-24 13:47:18
来源:新能源网

初夏的如东细雨濛濛,码头边的海面看起来颇为平静。华能江苏如东八仙角海上风电风机迎来定检维护,记者随着现场工作人员登上海船。驶离码头的片刻,海浪越来越大,天气也不再柔和。看着一米多高的海浪,拥有多年的海上风电运维经验的现场工作人员告诉记者,海上天气多变,这样的情况实属常见。

一直以来,难以预测的海上天气、高盐雾高湿度环境始终是海上风电设备运维面临的难题。即使如此,华能如东八仙角海上风电场2018年全场可利用率仍高达98.9%,在三类海上风区年满发电小时数远超3000小时,其中,由中国船舶重工集团海装风电股份有限公司(下称“中国海装”)提供的20台5兆瓦机组起到了“定海神针”的作用。

年满发小时数高出一筹

站在距离岸边23公里的风机平台上,一排排巨大的风机在海上的雾气里若隐若现。现场运维人员告诉记者,项目自2017年9月8日全部完成调试并网,运行至今从未出过一次紧急事故。

我国海上风电起步较晚,近年来按照从近海至远海、由浅水至深水的发展趋势,正逐步形成海上风电的规模化开发。而从运维角度来说,由于项目经验仍较为有限,全生命周期的海上风电项目经验较少,加上复杂的海洋环境考验,海上风电的运维工作始终是制约降本的一大重要因素。

据记者了解,华能如东八仙角海上风电项目总装机容量为30万千瓦,其中20台“海装造”的5兆瓦机组是我国5兆瓦海上风机的首次大规模应用。作为领域内的“开拓者”,中国海装也以高效的运维成果交出了令人满意的成绩。

数据显示,由中国海装提供的19台H151-5MW机型和1台H171-5MW机型,在平均风速7.3m/s的江苏如东三类海上风电场,平均年满发电小时数为3235h。H171-5MW机型单位千瓦扫风面积达到了4.59平方米,年满发电小时数更是高达3957h,比同场其它厂家高出近千小时。针对每一台机组,中国海装都制定了差异化的定期运维方案,提高每一次上机维护的实效性,不仅提高机组可利用小时数,更是大幅降低了海上运维成本。

可靠性不断提升

用于华能如东八仙角海上风电项目中的19台H151-5MW和1台H171-5MW,之所以交出“亮眼”成绩单,离不开“海装制造”的高可靠性。

据了解,中国海装海上风电机组在样机设计阶段,就进行了充分的机组冗余设计。所谓冗余设计,意味着对采取两套或两套以上相同、相对独立配置的设计,以增加系统的可靠性。在此基础上,中国海装的海上风电机组形成了一套容错控制机制,当机组系统的某些部件发生故障时,在适当降低机组部分性能指标的前提下,整个机组能维持其自身运行的安全状态,并尽可能地满足一定的性能指标。经过样机优化阶段,在批量生产的过程中,依据测试、运行分析得出的部件可靠性指标对整机的硬件、软件、性能或功能进行了冗余设计优化,整机的可靠性也得到了保障。

不仅如此,为进一步提高风机可靠性,中国海装计划以大数据挖掘分析为手段,搭建及验证机组可靠性模型,并识别机组及关键部件的重要故障模式,采用冗余设计、简化设计、容错设计、稳健参数设计等方法优化整机及零部件设计,保障海上机组的高可靠性水平。

有序高效快速响应

在“海装造”机组本身可靠性得到保障的基础上,“海装人”争分夺秒的快速响应运维工作也尤为重要。“通常从早上六点半开始检修工作,为了保障业主利益,需要在最快时间内完成检修,如果需要甚至会在船上过夜。”现场运维人员说。“一旦出现风机检测异常,我们运维小组就会快速响应,根据当天天气安全、合理地安排出海时间。”

借助中国海装的大数据LiGa平台,具有专业素质的运维人员通过调度中心不断汇总的实时信息,包括预防性维护指导与运维策略更新,故障信息、故障分析、天气预报、海事信息、计划性维护、预防性维护、技改工作等,将通过ERP系统的科学管理及海装自主研发的调度软件获取分配到的工作任务。

快速响应的同时,安全也是现场运维工作重中之重。详尽的安全手册、随时穿戴的救生衣、厚重的安全防护装置等,都是随船出海必不可少的一环。据了解,为使海上运维安全风险降到最低,中国海装定期为运维人员组织应急演练,不断加强安全教育和监督,组织项目人员学习潮汐、风速、浪高和盐雾等海洋环境,至今未出现过一起安全事故。

赋予风机智慧

为进一步提高海上风机可靠性、提高海上风电发电量,中国海装计划为风机赋予“智慧”。据了解,当前我国海上风电机组已逐步拥有了较为初级的智能水平,例如“感知、记忆、判断”等能力。然而,我国海上风电运维工作仍受到海上风机运行数据积累不足的限制,一直以来定期维护和故障检修仍是运维工作的主要部分。

新一代“智能风机”将如何打破“被动式运维”的局面,在变幻莫测的海面上“主动出击”、解决问题?对中国海装来说,下一步将为海上风电机组带来“实现自我管理、有自适应能力并实现互联互动”的能力。据介绍,中国海装计划为海上风机建立全面的感知能力,既能够知悉自身状态,也能够及时感知周围环境,利用全方位的数据建立健康管理系统。在整机和子系统状态得到实时评估的情况下,运维人员将能够通过远程监控和风机进行互联互动。对此,中国海装工作人员表示,面对“竞价上网”,有智慧加持的风机将为我国海上风电降本起到重要作用。

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