智慧型風(fēng)電場管理系統(tǒng)與應(yīng)用

2：申報序號中國電力建設(shè)科學(xué)技術(shù)成果獎申報書(1)申報成果名稱()申報時間 2023。03。14中國電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會制一、申報根本狀況〔2〕成 果 名 稱 才智型風(fēng)電場治理系統(tǒng)與應(yīng)用完成成果單位主要完成人員證書需求

大唐翁牛特旗能源桑海洋、陳子、楊德學(xué)、叢才智、趙子峰單位█ 個人□聯(lián)系人電 話郵 編地 址

付佳奇0476—5959122024000

部 門 工程治理部 職 務(wù) 土建專工傳 真 0476—5959120手 箱 fujiaqi0509＠163。com內(nèi)蒙古赤峰市城區(qū)錦山路南段申報單位評審組意見〔3)

二、成果根本狀況本成果屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,內(nèi)容涉及風(fēng)電場風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)〔CM，風(fēng)電場SDACA系統(tǒng)，風(fēng)電場EAM系統(tǒng)及風(fēng)電場績效呈現(xiàn)與評估系統(tǒng).隨著風(fēng)電的快速進(jìn)展，風(fēng)電場的生產(chǎn)治理變的越來越重要,特別是風(fēng)電場風(fēng)機(jī)逐步超出風(fēng)機(jī)廠家質(zhì)保期，轉(zhuǎn)由風(fēng)電運(yùn)營商獨(dú)立維護(hù)后，風(fēng)電場設(shè)備維護(hù)和運(yùn)行管控急需一套治理平臺。才智風(fēng)場系統(tǒng)平臺應(yīng)用的的重點(diǎn)在于以下兩方面力氣的提升。一是提升風(fēng)電場維護(hù)所需的專業(yè)技術(shù)力氣。比方：如何快速診斷處理風(fēng)機(jī)故障，如何推斷機(jī)械設(shè)備安康狀況等等兩大方面的力氣。二是引入國內(nèi)外先進(jìn)的風(fēng)電場運(yùn)營治理做法，提升風(fēng)電場管控能力.比方集中監(jiān)控，資產(chǎn)治理，績效評價指標(biāo)KPI等等。通過部署才智風(fēng)場軟件系統(tǒng)，風(fēng)電企業(yè)能夠快速地獵取系統(tǒng)內(nèi)固化的先進(jìn)治理做法，快速提升治理力氣，并能幫助風(fēng)電企業(yè)實3個方面:一是明顯提高發(fā)電量；二是有效降低風(fēng)場運(yùn)維本錢;三是幫助風(fēng)電企業(yè)和風(fēng)電場快速提升治理力氣。本系統(tǒng)將有力促進(jìn)快速進(jìn)展的風(fēng)電企業(yè)對風(fēng)電場運(yùn)行維護(hù)工作的標(biāo)準(zhǔn)治理,對整個風(fēng)電行業(yè)的進(jìn)展供給有力的支撐。目前系統(tǒng)已在大唐〔赤峰〕能源所屬風(fēng)電場進(jìn)展推廣。申報單位公章2023年三月十四日注：本頁的電子版除可編輯的word文檔外，還須對蓋章頁掃描另存為jpeg格式圖片。任務(wù)來源〔4〕 自選打算名稱及編號〔5〕

01月

才智型風(fēng)電場治理系統(tǒng)與應(yīng)用成果用于生產(chǎn)時間(6)組織評價部門〔8〕評價證書編號〔10〕申 報 級〔12〕

2023年08月一級

〔7〕評價日期〔9〕建 議 密 〔11〕批 準(zhǔn) 密 級(13〕

20238月本成果曾獲何部門何種嘉獎， 無嘉獎等級及獎金〔14〕本成果主題詞〔15〕

風(fēng)力發(fā)電場、才智、治理三、申報成果的具體技術(shù)內(nèi)容〔16〕1、成果的主要用途、技術(shù)原理〔17〕〔1)套整合行業(yè)內(nèi)國際風(fēng)電運(yùn)行維護(hù)最正確實踐的IT系統(tǒng)平臺，從而使風(fēng)電場的運(yùn)維治理得到快速改造和提升。(2〕技術(shù)原理：1〕系統(tǒng)總體構(gòu)造〔構(gòu)造圖參見〔22)1才智型風(fēng)電場治理系統(tǒng)總體方案)2〕才智風(fēng)場功能模塊介紹①才智的風(fēng)場監(jiān)控系統(tǒng)目前，風(fēng)電行業(yè)內(nèi)存在幾十種風(fēng)機(jī)型號,不同類型的風(fēng)機(jī)使用自帶的不同SCADA系統(tǒng)，功能參差不齊,收集到的數(shù)據(jù)難以同類橫向比較，無法做到集中監(jiān)控風(fēng)機(jī)，集中治理風(fēng)場.才智風(fēng)場標(biāo)準(zhǔn)SCADA系統(tǒng)兼容全部風(fēng)機(jī)類型,支持公司級、風(fēng)場級、風(fēng)機(jī)級的多層次實時狀態(tài)監(jiān)控,不僅能夠監(jiān)測各類風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)與報警，無縫連接，可以實現(xiàn)對風(fēng)場更高級的監(jiān)測與把握功能：a。監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)〔CMS)的振動數(shù)據(jù)；SCADACMS測得的風(fēng)機(jī)各部件的機(jī)械振動信號,實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)機(jī)械部件亞安康預(yù)警，而且系統(tǒng)還可以監(jiān)控相關(guān)的部件以監(jiān)測CMS設(shè)備本身是否正常，以準(zhǔn)時實行措施；b。監(jiān)控風(fēng)場變電站與測風(fēng)塔設(shè)備；才智風(fēng)場SCADA系統(tǒng)通訊，將變電站設(shè)備的數(shù)據(jù)信號集成至同一個系統(tǒng)平臺中監(jiān)控;c。更準(zhǔn)確地風(fēng)機(jī)故障點(diǎn)報警SCADA可自動分析故障前后各監(jiān)測變量的數(shù)值,給出更準(zhǔn)確的故障點(diǎn)報警，縮小故障排查檢測范圍。d.多種把握策略的選擇〔目前僅適用于遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī))SCADA系統(tǒng)將不同的風(fēng)機(jī)把握策略與參數(shù)集打包聯(lián)動，客戶可以依據(jù)實際地形風(fēng)況，風(fēng)機(jī)安康狀況,便利地在SCADA上將風(fēng)機(jī)從標(biāo)準(zhǔn)工作模式,切換到壽命優(yōu)先工作模式,或容忍較大載荷的發(fā)電優(yōu)先工作模式。②才智的風(fēng)電資產(chǎn)治理度地讓這些資產(chǎn)產(chǎn)生回報是涉及風(fēng)電場效益的核心問題.才智風(fēng)場資產(chǎn)治理系統(tǒng)〔EnterpriseAssetManagement,EAM〕引進(jìn)火電石油行業(yè)成熟的資產(chǎn)治理系統(tǒng)并基于國內(nèi)外大量風(fēng)電運(yùn)營商的實踐閱歷,對EAM系統(tǒng)做了適合風(fēng)電行業(yè)的創(chuàng)性改造,使之成為最能符合國內(nèi)風(fēng)電業(yè)主需求的專業(yè)風(fēng)電資產(chǎn)治理軟件 ,幫助風(fēng)電場建立以設(shè)備為核心，工單為主導(dǎo)的資產(chǎn)治理模式.相比目前業(yè)內(nèi)使用的其他設(shè)備治理系統(tǒng),主要特點(diǎn)如下:a。適合風(fēng)電場資產(chǎn)特點(diǎn)的四層設(shè)備樹構(gòu)造與BOM清單才智風(fēng)場EAM系統(tǒng)的針對風(fēng)機(jī)設(shè)備特點(diǎn)，設(shè)計了構(gòu)造化的四層設(shè)備不生疏,也能在系統(tǒng)幫助下快速建立起每臺風(fēng)機(jī)的有效臺帳,有效杜絕設(shè)備臺帳長及該有沒有、不準(zhǔn)不整、臺帳無用狀況.b。與SCADA系統(tǒng)無縫連接的啟停記錄與工單系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)只能給出風(fēng)機(jī)故障報警，無法知道停機(jī)緣由，比方是在檢修,EAM中工單系統(tǒng)記錄的工作無法準(zhǔn)確地可以自動與消退故障的工作記錄對應(yīng)起來,外部條件等多個維度上準(zhǔn)確分析發(fā)電量損失成為可能。c?？茖W(xué)的安全庫存治理及選購系統(tǒng)集成才智風(fēng)場EAM系統(tǒng)中參見〔22〕中圖2 EAM設(shè)備與物料治理模塊〕完整的風(fēng)機(jī)部件清單信息使得建立備件安全庫存系統(tǒng)成為可能.通過特定算法，統(tǒng)計分析工單中消耗的備件記錄，以及部件的BOM數(shù)量，可以科學(xué)地設(shè)定安全庫存削減風(fēng)場由于備件缺乏無法修復(fù)風(fēng)機(jī)而損失的電量。同時，還可與ERP等物料選購治理系統(tǒng)集成，自動依據(jù)工單消耗觸發(fā)選購申請關(guān)聯(lián)ERP到貨簽收與EAM的入庫操作對整個風(fēng)場的庫存，進(jìn)展閉環(huán)、科學(xué)且有效的治理。③才智的風(fēng)機(jī)推想維護(hù).才智風(fēng)場推想維護(hù)系統(tǒng)通過CMS、EAM、SCADA系統(tǒng)集成，建立起一套風(fēng)機(jī)推想與預(yù)防性維護(hù)的平臺，使風(fēng)場快速獲得推想性狀態(tài)維護(hù)的力氣，要特點(diǎn)如下:aS系統(tǒng)監(jiān)測整個風(fēng)機(jī)的傳動鏈。對于雙饋機(jī)型,從葉片到發(fā)電機(jī)底腳都可監(jiān)測到特別狀況；b。在國際風(fēng)電振動標(biāo)準(zhǔn)的根底上，設(shè)置亞安康報警閾值，便利風(fēng)場人員快速確定亞安康部件；c.CMS遠(yuǎn)程監(jiān)測中心,遠(yuǎn)景能源資深機(jī)械振動分析專家在大量數(shù)據(jù)的根底上，通過故障特征頻譜計算,給出亞安康診斷報告,包括分析故障嚴(yán)峻程度并推想部件失效時間。遠(yuǎn)景的CMS現(xiàn)場效勞團(tuán)隊，承受內(nèi)窺鏡等合分析過程不斷培訓(xùn)達(dá)里現(xiàn)場用戶，培育現(xiàn)場工程師的獨(dú)立診斷力氣。d.基于CMS亞安康診斷報告中建議的舉措通過EAM系統(tǒng)得到貫徹執(zhí)行S亞安康診斷報告及其解決方案將進(jìn)入EAM工單打算系統(tǒng),保證其短期、中期維護(hù)方案得到有效執(zhí)行。e。CMS診斷出的亞安康風(fēng)機(jī)ID號進(jìn)入SCADA系統(tǒng)，以及風(fēng)場級的限功率系統(tǒng)。才智風(fēng)場能量把握系統(tǒng)，在電網(wǎng)要求限功率時,系統(tǒng)將優(yōu)先限制亞安康風(fēng)機(jī)的發(fā)電，甚至停機(jī)，以保護(hù)風(fēng)機(jī)資產(chǎn)。SCADA系統(tǒng)還將自動將風(fēng)機(jī)把握策略調(diào)整至壽命優(yōu)先模式。④才智的風(fēng)機(jī)故障診斷,大擔(dān)憂.才智風(fēng)場基于故障樹(參見(22)3才智風(fēng)場故障樹等故障診斷理論，制造性地開發(fā)出一套才智的風(fēng)機(jī)故障診斷系統(tǒng).在此系統(tǒng)下，只要風(fēng)場檢修人員把握初步的風(fēng)電學(xué)問和會使用常用的電工工具〔如萬用表等〕,檢修人員就不會存在檢修不了的故障，任何故障都可以如下:a.以故障代碼為核心,可以在故障診斷模塊中找到全部檢修需要的信息。b,檢修方法描述從報出故障代碼的故障規(guī)律，到故障緣由，到故障區(qū)域，到故障點(diǎn)，層層推動，詳略得當(dāng)。c。窮盡全部故障可能.對于每個故障的診斷，不是基于檢驗人員閱歷的匯總，而是基于風(fēng)機(jī)電氣構(gòu)造,軟件把握規(guī)律，將每個故障點(diǎn)全部排列,對于每個故障代碼,不行能消滅未寫出的故障點(diǎn)。d。集成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)包。對于更換簡潔的故障點(diǎn)，故障診斷系統(tǒng)中集成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)包，具體說明檢測更換所需的工具，每一步更換方法，并配上標(biāo)準(zhǔn)工作的圖片或視頻。e.與EAM工單及物料系統(tǒng)集成。通常,工單中填寫的工作內(nèi)容都是文字描述，無法數(shù)據(jù)挖掘。才智風(fēng)場EAM工單系統(tǒng)與故障診斷集成，工單中的檢修內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化為故障樹中的各個故障點(diǎn)，可標(biāo)準(zhǔn)化反響故障緣由，積存到歷史數(shù)據(jù)庫,從而更故障點(diǎn)發(fā)生概率,便利檢修人員優(yōu)先選擇。f。支持專家診斷系統(tǒng).對于重復(fù)發(fā)生的故障檢修人員可以將問題升級至專家診斷系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)專家通過根本緣由分析(RCA)，給出根治方案，再通過EAM系統(tǒng)的工單部署落實。⑤才智的關(guān)鍵績效指標(biāo)KPI取,找到提高改進(jìn)點(diǎn)的缺點(diǎn).的風(fēng)場關(guān)鍵績效指標(biāo)KPI體系.該指標(biāo)體系集成了國內(nèi)外業(yè)界最的風(fēng)電運(yùn)營公司級與風(fēng)場級四大類KPI的指標(biāo)，并通過能量可利用率將四大報表與KPI，使風(fēng)場運(yùn)行分析報表的工作真正成為可以找到風(fēng)場運(yùn)營缺乏點(diǎn)，并加以改進(jìn)，提高風(fēng)場發(fā)電量的增值工作。才智風(fēng)場KPI系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：,滿足不同風(fēng)場間的績效比較。將風(fēng)場建設(shè)初期的可研報告指標(biāo)固化入系統(tǒng),作為風(fēng)場的根本屬性與KPI的比較標(biāo)準(zhǔn)。通過EAM與SCADA系統(tǒng)計算出停機(jī)造成的風(fēng)場損失電量，直接對影響風(fēng)場收入的發(fā)電量進(jìn)展定量分析；KPI指標(biāo)體系(參見〔22〕中圖4才智風(fēng)場KPI體系，通過EAM與SCADA量，直接對風(fēng)場的發(fā)電量進(jìn)展定量分析,對各停機(jī)緣由造成的損失大小一目了然.〔〔22〕5才智風(fēng)場KPI鉆取界面，四類KPI指標(biāo)在能量損失的主線下系統(tǒng)地層層呈現(xiàn)，設(shè)有特地指標(biāo)量分析以及人為工作緣由造成的發(fā)電量損失，比方維護(hù)時間、響應(yīng)時間、工作安排合理性指數(shù)等等.2、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)點(diǎn)〔18)系統(tǒng)平臺實現(xiàn)風(fēng)電場集成監(jiān)控、大事自動觸發(fā)、無縫連接。通過數(shù)據(jù)獵取和解讀集成監(jiān)控不同廠家風(fēng)機(jī),同時通過實時數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)系統(tǒng)自動觸發(fā)設(shè)備維護(hù)工作流,并且在問題解決過程中無縫連接智能診斷和專家系統(tǒng)。以設(shè)備保健為核心的全生命周期治理。以設(shè)備安康為導(dǎo)向,而不僅僅是關(guān)注故障處理，著力于從風(fēng)場設(shè)計、風(fēng)場建設(shè)到運(yùn)維的端到端治理，強(qiáng)調(diào)基于狀態(tài)和性能的預(yù)防性維護(hù)和共性化的把握和維護(hù)策略。持續(xù)、深入的根因分析和學(xué)問積存.通過深度的根本緣由分析，供給落地的解決方案，徹底消退重復(fù)發(fā)生的問題,并且不斷積存故障模式和解決方案，通過學(xué)問積存實現(xiàn)持續(xù)改進(jìn).統(tǒng)一、透亮的績效呈現(xiàn)和評估系統(tǒng)。借鑒國際領(lǐng)先風(fēng)場的績效評(EnergyBasedAvailability)為核心的一套全面風(fēng)場績效評價指標(biāo)，全面記錄和報告風(fēng)場運(yùn)營狀態(tài)。同時,幫助集團(tuán)形成統(tǒng)一、透亮的對標(biāo)體系，便于橫向治理和潛力分析。的全面狀況〔19)國內(nèi)目前在風(fēng)電場生產(chǎn)管控平臺開發(fā)方面根本停留在安全生產(chǎn)過程治理層面，大多數(shù)系統(tǒng)以參考火電生產(chǎn)治理軟件，功能涵蓋運(yùn)行值班記錄、兩票、設(shè)備檔案及缺陷治理等，而才智型風(fēng)電場系統(tǒng)是以風(fēng)電場治理為基點(diǎn)，致力于提高風(fēng)電場治理的智能水平，所以系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測、智能SCADA、EAM治理等方面要優(yōu)于同類系統(tǒng)，且系統(tǒng)中針對風(fēng)電場的KPI系統(tǒng)可以較準(zhǔn)確地對風(fēng)電場進(jìn)展績效評估。與國外同類產(chǎn)品內(nèi)風(fēng)電場實際狀況，具有良好的適應(yīng)性。4、已應(yīng)用、推廣狀況及推廣前景〔20〕系統(tǒng)自2023年建設(shè)投運(yùn)以來，取得了良好的效果。一是風(fēng)電場風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)更加有用，統(tǒng)計報表智能化程度提高，把握功能更加完善。二是風(fēng)電機(jī)組故障處理效率提高，達(dá)里風(fēng)電場發(fā)電量同比提高了2。5個百(6個月統(tǒng)計數(shù)據(jù)，風(fēng)電場可利用率較同期提高了18是風(fēng)電場運(yùn)維治理更加標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備根底檔案完善，維護(hù)流程快捷，物資治理有序。CMS3臺，成功避開進(jìn)一步惡化導(dǎo)致的大部件更換：2023年冬季,但必需加強(qiáng)潤滑，準(zhǔn)時更換；2)52輪箱高速軸；3〕38#發(fā)電機(jī)軸承磨損,廠家已經(jīng)檢查并確認(rèn)更換發(fā)電軸承96種故障的診斷檢修方法，使得風(fēng)場檢修人員根本不會遇到修不來的故障。此外,結(jié)合故障樹系統(tǒng)，總結(jié)61寫，審核并導(dǎo)入系統(tǒng)供指導(dǎo)作業(yè)使用.才智風(fēng)場系統(tǒng)通過將SCADA，EAM，KPI系統(tǒng)集成，可以直接生成風(fēng)電場報表所需要的全部數(shù)據(jù)，并集中在一個關(guān)心報表信息界面內(nèi)，便利制作各類報表時復(fù)制；極大地解放運(yùn)行人員的工作時間,使之投入到風(fēng)機(jī)檢修中去。同時才智風(fēng)場系統(tǒng)納入了基于能量可利用率的KPI體系，使得準(zhǔn)確科學(xué)地剖析發(fā)電量損失成為可能，從而能更科學(xué)地指導(dǎo)風(fēng)電場運(yùn)維改進(jìn)的方向。5、經(jīng)濟(jì)及社會效益狀況(21〕以明顯提高發(fā)電量。首先，通過共性化風(fēng)機(jī)的把握和運(yùn)維方案，增加風(fēng)機(jī)發(fā)電能效。通過實時連接SCADA系統(tǒng)和其他檢測系統(tǒng),發(fā)生故障和報警后，系統(tǒng)馬上觸發(fā)效勞懇求，以快速響應(yīng)風(fēng)機(jī)故障。其次,通過建立風(fēng)場發(fā)電量推想模型,假設(shè)實際發(fā)電量與推想有差異，將自動產(chǎn)生效勞懇求,并就發(fā)電量缺口進(jìn)展分析和改善，讓風(fēng)機(jī)發(fā)出應(yīng)當(dāng)發(fā)的電量。此外，系統(tǒng)可以監(jiān)控風(fēng)機(jī)的安康狀況，一旦覺察可能消滅的潛在故障,則自動觸發(fā)效勞懇求，馬上進(jìn)展預(yù)防性維護(hù)，增加預(yù)防性維護(hù)。二是有效降低風(fēng)場,自動考慮合并相近的預(yù)防性/打算維護(hù)，并且通過針對風(fēng)機(jī)安康狀況的預(yù)防性維護(hù)，逐步削減故障頻率和修理次數(shù)，削減運(yùn)維人員的數(shù)量，從而削減維護(hù)時間。其次，依據(jù)運(yùn)維數(shù)據(jù)和規(guī)律,制定更優(yōu)化的安全庫存，當(dāng)故障性修理的削減，削減了備件的消耗和庫存水平，從而削減備件的消耗。再者,通過建立風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，準(zhǔn)時覺察質(zhì)不簡潔覺察的故障/問題部件，從而降低風(fēng)機(jī)的質(zhì)量風(fēng)險。三是幫助企業(yè)快速提升治理力氣.這表達(dá)在兩個方面，一方面系統(tǒng)具備實時的風(fēng)電場狀態(tài)把握力氣,能對風(fēng)場運(yùn)行狀況、發(fā)電量損失分析、風(fēng)機(jī)的全生命周期數(shù)據(jù)和修理歷史等多方面的數(shù)據(jù)進(jìn)展全面的分析，供治理決策使用；另一方面,系統(tǒng)還可以自動挖掘和提示潛在的改進(jìn)時機(jī)，比方覺察重復(fù)頻繁發(fā)生的故障、嚴(yán)峻影響風(fēng)機(jī)壽命的故障、深度的故障根因分析、本錢分析等等。經(jīng)濟(jì)效益:增利潤以風(fēng)電場因工程實施增發(fā)電量折算到電費(fèi)收入計2023年1—4200萬度，每度0。6元〔含CDM收入。的精細(xì)化、智能化，也因此受到了風(fēng)電業(yè)界的關(guān)注，已有多家風(fēng)電公司聯(lián)系到風(fēng)電場參觀學(xué)習(xí)。6、必要的圖表及照片〔22〕注