智慧型风电场管理系统及应用

附件申报序号中国电力建设科学技术成就奖申报书〔1〕申报成就名称)申报时间 中国电力建设公司协会制1/21一、申报根本状况〔 2〕成 果 名 称 才智型风电场治理系统与应用达成成就单位 大唐翁牛特旗能源主要达成人员 桑大海、陈子、杨德学、丛才智、赵子峰证书需求单位█个人□联系人电话付佳奇部传门真工程治理部职手务机土建专工邮编024000邮箱地址 内蒙古赤峰市城区锦山路南段二、成就根本状况本成就属于风力发电领域，内容涉及风电场风机状态监测系统〔CMS〕,风电场SDACA系统，风电场EAM系统及风电场绩效展示与评估系统。跟着风电的快速进展，风电场的生产治理变的越申来越重要，特别是风电场风机渐渐高出风机厂家质保期，转由风报单电营运商独立保护后，风电场设施保护和运转管控急需一套治理位评 平台。才智风场系统平台应用的的要点在于以下双方面力气的提审升。一是提高风电场保护所需的专业技术力气。比方：怎样快速组诊疗办理风机故障，怎样推断机械设施安康状况等等两大方面的意见力气。二是引入国内外先进的风电场营运治理做法，提高风电场〔3〕管控力气。比方集中监控，财产治理，绩效评论指标 KPI等等。经过部署才智风场软件系统，风电公司能够快速地猎取系统内固化的先进治理做法，快速提高治理力气，并能帮助风电公司实2/21现明显的财务效益。具体来说，系统的价值表此刻 一是明显提高发电量；二是有效降低风场运维本钱；三是帮助风电公司微风电场快速提高治理力气。本系统将有力促使快速进展的风电公司对风电场运转保护工作的标准治理，对整个风电行业的进展供给有力的支撑。当前系统已在大唐〔赤峰〕能源所属风电场进展推广。申报单位公章2023年三月十四日注：本页的电子版除可编写的 word文档外，还须对盖印页扫描另存为 jpeg格式图片。3/21打算名称及编号〔5〕

自选才智型风电场治理系统与应用研制起止时间〔6〕

至2023年08月

成就用于生产时间〔7〕

2023年8月组织评论部门〔8〕评论证书编号〔10〕申报等级〔12〕

建议密级〔11〕同意密级一级〔13〕本成就曾获何部门何种奖赏，无奖赏等级及奖金〔14〕本成就主题辞〔15〕

风力发电场、才智、治理4/21三、申报成就的详尽技术内容〔 16〕1、成就的主要用途、技术原理〔17〕〕成就主要用途：才智型风电场治理系统旨在经过向风电场部署一套整合行业内国际风电运转保护最正确实践的IT系统平台，进而使风电场的运维治理猎取快速改造和提高。〕技术原理：系统整体构造系统整体方案 〕才智风场功能模块介绍①才智的风场监控系统当前，风电行业内存在几十种风机型号，不一样种类的风机使用自带的不一样SCADA系统，功能错落不齐，采集到的数据难以同类横向比较，没法做到集中监控风机，集中治理风场。才智风场标准SCADA系统兼容全部风机种类，支持公司级、风场级、风机级的多层次准时状态监控，不单能够监测各种风机运转数据与报警，启停复位风机，遥调风机的有功功率与无功功率输出；并且作为才智风场软件系统中主要的风机数据猎取与设施把握模块，经过与其余功能模块的无缝连结，能够实现对风场更高级的监测与把握功能：监测状态监测系统(CMS)的振动数据；才智风场SCADACMS测得的风机各零件的机械振动信号，实现对风机机械零件亚安康预警，并且系统还能够监控有关的零件参数如温度等信号，可供运转人员参照进展综合解析。除此之外系统还能够5/21监测CMS设施自己能否正常，以准时承受措施；监控风场变电站与测风塔设施；才智风场SCADA系统兼容常用的设施间通信协议，经过与变电站治理系统通信，将变电站设施的数据信号集成至同一个系统平台中监控；更精准地风机故障点报警经过与故障诊疗系统协调，SCADA系统支持高级故障诊疗规章设置，可自动解析故障前后各监测变量的数值，给出更精准的故障点报警，减小故障排查检测范围。多种把握策略的选择〔当前仅合用于远景风机〕SCADA系统将不一样的风机把握策略与参数集打包联动，客户能够依据实质地形风况，风机安康状况，便利地在SCADA大将风机从标准工作模式，切换到寿命优先工作模式，或容忍较大载荷的发电优先工作模式。②才智的风电财产治理风电场作为典型的财产密集型公司，常常十几名职工治理着好几个亿的发电财产，每年发电的产值上千万。怎样保持财产的安康状态，最大程度地让这些财产产生回报是涉及风电场效益的核心问题。才智风场财产治理系统〔EnterpriseAssetManagement，EAM〕引进火电，石油行业成熟的财产治理系统，并鉴于国内外大批风电营运商的实践阅历，对EAM系统做了适宜风电行业的创性改造，使之成为最能切合国内风电业主需求的专业风电财产治理软件，帮助风电场成立以设施为核心，工单为主导的财产治理模式。比照当前业内使用的其余设施治理系统，主要特色以下：6/21适宜风电场财产特色的四层设施树构造与 BOM清单才智风场EAM系统的针对风机设施特色，设计了构造化的四层设施树与物料编码系统，明确立义哪些设施应有序列号治理，哪些设施只需要型号治理，哪些零件需要图片与图纸号。风场运维人员即便关于风机零件不熟习，也能在系统帮助下快速成立起每台风机的有效台帐， 有效根绝设施台帐长及该有没有、制止不整、台帐无用状况。与SCADA系统无缝连结的启停记录与工单系统SCADA系统只好给出风机故障报警，没法知道停机原由，比方是在检修，在保护，仍是限电停机。而EAM中工单系统记录的工作没法正确地与风机的停机以致发电量损失正确对应起来。才智风场系统创立性地用风机启停机记录将二者连接起来，使得每次故障停机的开端时间和损失电量可以自动与除去故障的工作记录对应起来，进而使得系统地从设施、人工、外面条件等多个维度上正确解析发电量损失成为可能。科学的安全库存治理及采买系统集成才智风场EAM系统中〔拜见〔22〕中图2EAM设施与物料治理模块〕完好的风机零件清单信息使得成立备件安全库存系统成为可能。经过特定算法，统计解析工单中消耗的备件记录，以及零件的BOM数目，能够科学地设定安全库存，削减风场由于备件缺少没法修复风机而损失的电量。同时，还可与ERP等物料采买治理系统集成，自动依据工单消耗触发采买申请，关系ERP到货签收与EAM的入库操作，对整个风场的库存，进展闭环、科学且有效的治理。③才智的风机展望保护7/21近两年盛行的风机状态监测设施〔ConditionMonitoringSystem，CMS〕使得监控风机机械设施的状态，早期觉察机械设施亚安康成为了可能。才智风场展望保护系统经过 CMS、EAM、SCADA系统集成，成立起一套风机展望与预防性保护的平台，使风场快速猎取展望性状态保护的力气，初步成立起具备展望、预防、按期故障保护综合力气的运维治理系统。 主要特色以下：系统监测整个风机的传动链。关于双馈机型，从叶片到发电机底脚都可监测到异样状况；在国际风电振动标准的根底上，设置亚安康报警阈值，便利风场人员快速确立亚安康零件；在CMS远程监测中心，远景能源资深机械振动解析专家在大批数据的CMS手段，关心现场修理人员上风机检查并确认故障。同时，远景专家联合解析过程不停培训达里现场用户，培育现场工程师的独立诊疗力气。鉴于CMS亚安康诊疗报告中建议的措施经过EAM系统猎取贯彻履行。CMS亚安康诊疗报告及其解决方案将进入EAM工单打算系统，保证其短期、中期保护方案猎取有效履行。诊疗出的亚安康风机ID号进入SCADA系统，以及风场级的限功率系统。才智风场能量把握系统，在电网要求限功率时，系统将优先限制亚安康风机的发电，甚至停机，以保护风机财产。 SCADA系统还将自动将风机把握策略调整至寿命优先模式。8/21④才智的风机故障诊疗在质保期内，风机故障诊疗与修理始终由设施厂家肩负，而出质保后，风场检修人员能否能独立肩负刮风机的检修工作，始终是风场营运商的最大担忧。法等故障诊疗理论，创立性地开发出一套才智的风机故障诊疗系统。在此系统下，只需风场检修人员把握初步的风电学问和会使用常用的电工工具〔如万用表等〕，检修人员就不会存在检修不了的故障，任何故障都能够找到故障点，经过改换故障元件，恢复发电。才智风场故障诊疗模块功能以下：以故障代码为核心，将故障诊疗全部确定的信息集成显示。检修人员能够在故障诊疗模块中找到全部检修需要的信息。适宜风机的三层故障树检修法，检修方法描绘从报出故障代码的故障规律，到故障原由，到故障地区，到故障点，层层推动，详略适当。穷尽全部故障可能。关于每个故障的诊疗，不是鉴于查验人员阅历的汇总，而是鉴于风机电气构造，软件把握规律，将每个故障点全部排列，关于每个故障代码，不行能消灭未写出的故障点。集成标准作业包。关于改换简洁的故障点，故障诊疗系统中集成标准作业包，详尽说明检测改换所需的工具，每一步改换方法，并配上标准工作的图片或视频。与EAM工单及物料系统集成。寻常，工单中填写的工作内容都是文字描绘，没法数据开掘。才智风场EAM工单系统与故障诊疗集成，工单中9/21到历史数据库，进而更故障点发生概率，便利检修人员优先选择。支持专家诊疗系统。关于重复发生的故障检修人员能够将问题升级至专家诊疗系统，由风机专家经过根根源因解析〔RCA〕，给出根治方案，再经过EAM系统的工单部署落实。KPI正确地反响风电场的运维状况是风电场改进治理的根底，也是风场运转人员的主要工作之一。当前风电场广泛承受的要点绩效指标系统不够完好，并且局部指标不尽科学，比方广为使用的时间可利用率指标存在其实不行以很好地揭露风场发电潜力的利用程度。并且大多半指标的计算和报表执着依靠人工进展，不单严峻滞后并且难以根绝人工错误，还有难以深入钻取，找到提高改进点的弊端。鉴于才智风场平台，远景能源提出一套鉴于能量可利用率的全都、透亮的风场要点绩效指标KPI系统。该指标系统集成了国内外业界最的风电营运公司级与风场级四大类KPI的指标，并经过能量可利用率将四大类指标系统地联合在一同，用户能够依据风场电量损失的脉络，层层钻取报表与KPI，使风场运转解析报表的工作真实成为能够找到风场营运缺乏点，并加以改进，提高风场发电量的增值工作。才智风场KPI系统主要特色以下：鉴于标准化的风机与风场模型，兼容不一样风机，不一样风场，知足不同风场间的绩效比较。将风场建设早期的可研报告指标固化入系统，作为风场的根本属性10/21与KPI的比较标准。经过EAM与SCADA系统计算出停机造成的风场损失电量，直接对影响风场收入的发电量进展定量解析；拜见〔22〕中图4才智风直接对风场的发电量进展定量解析，对各停机原由造成的损失大小一目了然。中图5才智风场KPI钻取界面〕，四类KPI指标在能量损失的主线下系统地层层显现，设有特意指标定量解析设施性能原由关于电量的损失，假设有效风速下的均匀故障时间间隔、按故障分类的电量损失、按设施分类的电量损失等；设有特意指标定量解析以及人为工作原由造成的发电量损失，比方保护时间、响应时间、工作安排合理性指数等等。11/212、要点技术和创点〔18〕系统平台实现风电场集成监控、大事自动触发、无缝连接。经过数据猎取和解读集成监控不一样厂家风机，同时经过准时数据办理实现系统自动触发设施保护工作流，并且在问题解决过程中无缝连接智能诊疗和专家系统。以设施保健为核心的全生命周期治理。以设施安康为导向，而不只是是关注故障办理，着力于从风场设计、风场建设到运维的端到端治理，重申鉴于状态和性能的预防性保护和共性化的把握和保护策略。连续、深入的根因解析和学问累积。经过深度的根根源因解析，供给落地的解决方案，完全除去重复发生的问题，并且不停累积故障模式和解决方案，经过学问累积实现连续改进。全都、透亮的绩效显现和评估系统。借鉴国际领先风场的绩效评估系统，承受以能量可利用率(EnergyBasedAvailability)为核心的一套全面风场绩效评论指标，全面记录和报告风场营运状态。同时，帮助公司形成全都、透亮的对标系统，便于横向治理和潜力解析。12/213、经过数据比对和检索证明资料，比照成就与国内外已有同类先进技术的全面状况〔19〕国内当前在风电场生产管控平台开发方面根本逗留在安全生产过程治理层面，大多半系统以参照火电生产治理软件，功能涵盖运转值班记录、两票、设施档案及缺点治理等，而才智型风电场系统是以风电场管理为基点，致力于提高风电场治理的智能水平，所以系统在风机状态监SCADA、EAM治理等方面要优于同类系统，且系统中针对风电场的KPI系统能够较正确地对风电场进展绩效评估。与外国同类产品比照较〔VESTAS风场治理系统、GL风场治理系统〕局部功能更切合国内风电场实质状况，拥有优秀的适应性。13/214、已应用、推行状况及推行远景〔20〕系统自2023年建设投运以来，获得了优秀的成效。一是风电场风机监控系统更为适用，统计报表智能化程度提高，把握功能更为完善。二是风电机组故障办理效率提高，达里风电场发电量同比提高了个百分点〔6个月统计数据〕，风电场可利用率较同期提高了个百分点。三是风电场运维治理更为标准，设施根底档案完善，保护流程快捷，物质治理有序。CMS系统上线后已累计觉察并指导办理亚安康风机3台，成功防止进一步恶化致使的大零件改换：西场风场风机主轴承内圈点地点磨损，推断能够度过年冬天，但确定增加润滑，准时改换；西场风场52#齿轮箱高速轴齿面剥落，厂家已经检查确认并改换齿轮箱高速轴；西场风场38#发电机轴承磨损，厂家已经检查并确认改换发电轴承96种故障的诊疗检修方法，使得风场检修人员根本不会遇到修不来的故障。别的，联合故障树系统，总结达里东汽风机所需标准作业包61个，并指导现场检修人员按系统模板编写，审查并导入系统供指导作业使用。才智风场系统经过将SCADA，EAM，KPI系统集成，能够直接生成风电场报表所需要的全部数据，并集中在一个关心报表信息界面内，便利制作各种报表时复制；极大地解放运转人员的工作时间，使之投入到风机14/21检修中去。同时才智风场系统归入了鉴于能量可利用率的 KPI系统，使得正确科学地解析发电量损失成为可能，进而能更科学地指导风电场运维改进的方向。15/215、经济及社会效益状况〔21〕才智型风电场系统使用后风电场收到了较好的经济效益，一是系统能够明显提高发电量。第一，经过共性化风机的把握和运维方案，增加风机发电能效。经过准时连结SCADA系统和其余检测系统，发生故障和报警后，系统马上触发效劳恳求，以快速响应风机故障。其次，经过成立风场发电量展望模型，假设实质发电量与展望有差异，将自动产生效劳请求,并就发电量缺口进展解析和改进，让风机发出应当发的电量。别的，系统能够监控风机的安康状况，一旦觉察可能消灭的埋伏故障，则自动触发效劳恳求，马上进展预防性保护，增加预防性保护。二是有效降低风场运维本钱。第一，自动考虑归并邻近的预防性 /打算保护，并且经过针对风机安康状况的预防性保护，渐渐削减故障频次和修理次数，削减运维人员的数目，进而削减保护时间。其次，依据运维数据和规律，制定更优化的安全库存，当故障性修理的削减，削减了备件的消耗和库存水平，进而削减备件的消耗。再者，经过成立风机状态监测系统，准时觉察质不简洁觉察的故障问题零件，进而降低风机的质量风险。三是帮助公司快速提高治理力气。这表此刻两个方面，一方面系统具备准时的风电场状态把握力气，能对风场运转状况、发电量损失解析、风机的全生命周期数据和修理历史等多方面的数据进展全面的解析，供治理决议使用；另一方面，系统还能够自动开掘和揭露埋伏的改进时机，比方觉察重复屡次发生的故障、严峻影响风机寿命的故障、深度的故障根因解析、本钱解析等等。经济效益：增收益以风电场因工程实行增发电量折算到电费收入计16/21算。西场风场2023年1-4月份因工程实行增发电量约 200万度，每度售电收入元〔含CDM收入〕。社会效益：“才智型风电场”系统投运后，西场风电场实现了运维治理的精巧化、智能化，也所以遇到了风电业界的关注，已有多家风电公司