2025風(fēng)電機組全生命周期管理

風(fēng)電機組全生命周期管理

議程

簡介

延長壽命的概念和背景

1665年至今...（359年）

市場趨勢

DNV的生命管理方法

2 DNV?

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IEC第4版標(biāo)準(zhǔn)摘錄

延長壽命的技術(shù)概念介紹

疲勞載荷相關(guān)

場地特定負(fù)載評估流程?類似于風(fēng)力渦輪機制造商的機械負(fù)載評估(MLA)

風(fēng)力渦輪機設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了疲勞載荷工況考慮

渦輪機通常根據(jù)通用類型類別和設(shè)計壽命進行設(shè)計

使用類型類別載荷與場地特定載荷來估計延長壽命的疲勞余量

必須將數(shù)值分析納入生活管理戰(zhàn)略

3 DNV?

與風(fēng)力渦輪機疲勞相關(guān)的關(guān)鍵背景定義/概念

疲勞損傷

?設(shè)計壽命 假設(shè)的年數(shù)

類型類別載荷水平下的渦輪機設(shè)計疲勞計算

?設(shè)計荷載–類型類別荷載水平–

與目標(biāo)可靠性水平相關(guān)（假設(shè)每年故障概率為1/10,000–1/5,000）

類型類別條件名義損害

“凈空”

延長使用壽命

真實網(wǎng)站

具體損害

?標(biāo)稱場地壽命–場地特定疲勞載荷超過設(shè)計載荷水平的年份

?名義場地壽命影響?超過目標(biāo)可靠性水平的年份，理論上渦輪機故障概率開始超過可接受的設(shè)計水平?不是故障年份，而是?風(fēng)

險新時代的年份

年

4 DNV?

資產(chǎn)優(yōu)化路線圖

共置

5 DNV?

生活評估：需要采用綜合方法

6

輸入數(shù)據(jù)

渦輪數(shù)據(jù)和航空

彈性造型

風(fēng)電場環(huán)境

狀況

操作（SCADA）數(shù)據(jù)處理

過程/計算

數(shù)值建模結(jié)構(gòu)壽命

評估

基于風(fēng)險的體檢

檢查

統(tǒng)計組件可靠性建模

在線“數(shù)字孿生”

持續(xù)生命周期分析

結(jié)果 有用（生存）壽命

改進運營策略

經(jīng)濟壽命的O&M成本預(yù)測系統(tǒng)可靠性測試

6 DNV?

渦輪部件分類

可更換的系統(tǒng)組件

主要結(jié)構(gòu)部件

安全至關(guān)重要

不可更換

失敗后果嚴(yán)重

非安全關(guān)鍵型

可更換

降低失敗的后果

·占O&M成本的大部分

基礎(chǔ)塔

機艙底板

中心

由于更換成本過?，系統(tǒng)組件可能屬于此類

變槳系統(tǒng)

偏航系統(tǒng)

制動系統(tǒng)刀片

發(fā)電機

電源轉(zhuǎn)換器

變速箱

軸承

主軸

更簡單的故障模式能夠估計疲勞壽命的負(fù)載模型

復(fù)雜故障模式基于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計模型最適合

7 DNV?

生活評估全球趨勢

為全球超過30GW的在運風(fēng)電場業(yè)主提供全壽命評估：

70％

目前結(jié)果?

60％

50％

刀片壽命估算

不含刀片的使用壽命估計

風(fēng)電場比例

40％

30％

渦輪機標(biāo)稱設(shè)計壽命

20％

10％

0％

1618202224262830

年以上101214

風(fēng)電場壽命

運營和維護策略的復(fù)雜性不斷增加

8 DNV?

來源：風(fēng)能更新

生活評估：案例研究/新聞

風(fēng)電場銀行貸款期限超過20年

渦輪壽命

合并與收購：收購項目假設(shè)其生命周期為30年

年

測量活動以驗證壽命負(fù)載模型

評估

在線疲勞評估器數(shù)字孿生的實現(xiàn)

9 DNV?

DNV支持客戶生命管理戰(zhàn)略的框架

3個階段

作品集評估

資產(chǎn)特定風(fēng)險識別

特定資產(chǎn)壽命管理支持

10 DNV?

第一階段：投資組合評估 探索場地和類型之間的余地

凈空

場地數(shù)據(jù)：風(fēng)電場

特征

場地適宜性工具(SST)

11 DNV?

第二階段：風(fēng)險登記冊初始化 全面風(fēng)險按項目注冊（實時）

緩解后的目標(biāo)風(fēng)險

風(fēng)險發(fā)生前

減輕

通過一次性分析或檢查緩解

主要成分

通過持續(xù)監(jiān)測緩解影響

故障模式

實用檢查理念

失敗的后果

實際維護

設(shè)計壽命和繁殖模型

?級數(shù)值模型見解

緩解成本?分析?檢查?監(jiān)測?等等。

12 DNV?

第三階段：持續(xù)的生活管理活動

·探索或減輕已確定風(fēng)險的活動?分析

·進一步分析資產(chǎn)數(shù)據(jù)或進行額外計算

實際的

檢查和測試?監(jiān)控

捕獲數(shù)據(jù)以追蹤或標(biāo)記問題

增強

改變O&M策略和?級控制/升級

十三 DNV?

風(fēng)速矢量

臺風(fēng)負(fù)荷：了解環(huán)境

方向在約30分鐘內(nèi)改變180度

風(fēng)速矢量

時間

14挪威船級社?

臺風(fēng)荷載：如何建模？

建議的載荷工況輸入

需要修改其他環(huán)境參數(shù)，例如：

風(fēng)切變

湍流譜模型（積分長度尺度）

空氣密度

平均風(fēng)速需要從典型的1分鐘數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為10分鐘數(shù)據(jù)

DNV可以使用Bladed進行全面的臺風(fēng)載荷分析，并一直引領(lǐng)該領(lǐng)域的研究：

“風(fēng)力渦輪機如何在熱帶氣旋中生存”–T.Han、G.McCann、TAMucke、K.Freudenreich

可再生能源70(2014)3?10

15挪威船級社?

運營項目生命期管理服務(wù)

風(fēng)險登記冊管理和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（第3階段）

渦輪機專家檢查或檢查報告審查?根據(jù)監(jiān)測結(jié)果定期更新風(fēng)險登記冊

運營變化和渦輪機升級評估（第一階段和第二階段）

根據(jù)運營新數(shù)據(jù)完善現(xiàn)有結(jié)論

根本原因分析引導(dǎo)/支持從故障中獲取價值

提供獨立的觀點以支持