风电智慧运维管理系统开发

风电智慧运维管理系统开发【摘要】:中国的风电场是一种新兴的电力资源，近年来，科技技术的迅猛发展，推动了我国风电产业的发展。本文以风电场运行存在的问题、智能风机技术介绍、打造智慧变电站、建立区域集中监控中心、等几个方面来阐述，以适应风电智慧运维工作。【关键词】:大数据;智慧;数据分析;集中监控;区域维护引言：在“大智能”的年代，网络与工业的深度结合，智能风力电站也是一样，智能风电是一种新型的技术，通过智能设计、集中监控、集中运维，提高设备运行效率，建设以数字化互动为基础的智能风电场，从而达到最大的经济效益，在运行的时候，可以收集到大量的资料，建立正确的模型，优化算法，从而提升风电的综合利用效率。智慧风电系统由智慧风机、智慧变电站，区域集控系统、集团大数据分析系统等相应系统构成。一、风电场运行维护管理存在的问题（一） 体制相对滞后上个世纪80、90年代，我国风力发电发展速度较慢，而如今，在小规模风力发电项目中，已发展出“运检合一，一岗多能”或“运检轮岗，少而精”的经营方式，为风能发电的安全、有效地运营提供了有利条件。但是近年来风电厂的发展和设备的数量与日俱增，许多风电项目公司仍沿用以往的简陋运营和经营模式，在人员配置和专业维护上都显得力不从心，难以满足现代化大型风电安全运行管理的要求，也就不能有效地达到“保发电量、保利用率、保安全生产”“三保”的目标［1。］巡检、检修工作量大，流程复杂不实用不同电场、不同风机的巡视、维修方法各有不同，要求员工填写的表格较多，但巡查人数较多，所需的设备较多，因此工作量较大，对专业技术的要求也较高巡检和检修流程复杂、不实用，大部分的记录仍处于人工操作的状态，工作流程复杂，必须要有专门的人才来完成［2。］工作票混乱、不规范，流程复杂由于工作票的类型比较多，并且由于每个风电厂工作票的形式也不尽相同，所以必须制定一套标准。工作票流程复杂繁重，要求采用一种“轻量级”的流程来管理流程，以防止繁琐、不实用的流程，并能得到高效的控制。由于人工操作的原因，工作票务繁重、易出现差错。二、智能风机技术介绍自适应控制策略风力发电系统采用了多个传感器和多个算法，具有自适应性的特点，可以对各个重要元件进行有效的监控。利用该控制体系，可以对风力发电装置的发电功率进行最优，其主要内容有：调整方向。风力发电系统可以利用其自适应的算法，实现对侧风的准确调控，降低风力的损耗，预测风速，并可达到设备本身的负荷需求。俯仰调整。利用控制策略，风力发电系统可以自动优化螺距角度。可调整操作的环境。基于风况、气候、机组运行状况等因素，采用控制策略，对电力系统的输出进行优化。自我检查装置的卫生状况。从传统的基于感测器的故障检测转向了基于智能的检测。完成了风机的硬件设计、软件设计和功能模块的运算。开放的通讯协议开放的风力发电机资料收集及开放的通信协定，使得中心监测中心能够与风力发电设备进行通信，完成单台风机及全风电场的停机，单台风机及全风电场的恢复运行，修改控制参数，收集风机所有运行参数。（三）其他智能系统（1）智能警报。智能风机建立了一个智能报警装置，利用机器学习和智能算法对分钟级、秒级风机事故及传感器进行处理与分析，并向工作人员提供报警信息，使其能够及时进行更换，从而防止小型风机的失效发展成更加恶劣的情况。（2）专业的故障分析。该系统根据现有和未来的工作状况，从系统的实际工作情况出发，根据系统的运行情况，自动查找与故障的历史数据相结合，由专家自积累、自分析得出故障的原因，并根据实际情况，提出相应的解决方案和步骤（3）群集的智能化。采用场群优化技术，能达到风电厂总体最佳功率，并能保证场级设备的故障容错率。通过对实际工况和实际工况的分析，确定了一种最优控制策略，并针对不同的机组输出和负载状况，确定了最优控制策略、限电分解策略、场级尾流优化控制和预测寻优控制［4。］（四）完善的故障穿越系统风力发电设备具有完整的穿越线路，主要有低压穿越、高压穿越、有功调频和调压等。三、打造智慧变电站（一）总体设计智能化变电所是指对一次装置进行运行、保护和监视的系统，实现对变电所的各种装置和馈线的监视、控制和保护等功能。智能化变电所的自动控制体系是“三层两网”的开放式、分层的结构，“三层”是站控层、间隔层和流程层，“两网”是站控层/间隔层网络、过程层网络。二）系统架构智能化变电所的现场数据收集和监控都是通过集成设备和智能化设备实现的，它以光缆取代了大量的电缆，消除了原有的变压器/电压变压器的高容量输入环从而解决了由于电线的电磁兼容、传输过电压、二次接地等问题。从根源上改善了系统的抗千扰问题，并改善了系统的运行稳定性。(三)智慧变电站的意义智慧变电站。智能化变电所将电力系统的工作及设备状况分级，采用智能化报警与遥控阅览技术，达到了对用户需求的要求，降低了管理的工作量，增加了对信息的利用率，并对数据建模和图表进行了手工的保养，保证了同一地点的同步性、一致性，达到了一个维修就可以直接应用的目的。统一的功能和接口规范，通信标准.根据1EC61850标准，对智能化变电站的数据进行了收集和表示，使其数据标准化、标准化。智能化变电所采取的是一种信息分享、一站分享、多个站点的方式，为不同的系统提供了一个统一的通讯规范，从而实现了一个垂直的、水平相接的变电站。它能够为不同的系统应用程序提供一个通用的界面，能够进行信息的交流与分享，从而充分地反映出信息的完整性、规范化、独特性。四、建立区域集中监控中心(一)网络层建设在风电远端集控中心的微机监视系统中，采用开放式、层次、分散的体系架构，主要包括生产信息查询层、控制层、非控制层和接入层。该系统能够对四个不同的区域进行实时监测，并采用统一的网络通讯和操作控制方式，对每个风电厂进行实时监测。该控制中心由一条专用线网路与所属的风力发电厂连接，与各风电厂的通信站进行通讯，以确保对所接场站的可靠、合理、完善的监测、测量及控制。对各个分站的模拟量、状态量、电能量、继电保护、自动装置信息、风机监控、能量管理平台等进行了实时监测。在风电机组的各个分站上设置了风电机组的智能化通信网络，对风电机组的升压站、电能计量、风机、功率预测、AGC/AVC等进行了实时采集，并将其进行了分析和传输。风力发电专用通信网络关站设备可以直接与远动系统、风机监控系统等现有的风场系统进行连接，同时对下支撑与风场通用通信规范进行对接，并将对上的支援转送到更高的控制中心。(二)远控智能巡检系统远程监控是指对施工工人进行实时远程监控，根据GPS进行线路规划，可以进行巡检等。图1风机远程实时监控系统及无线传输系统结语：在风力发电行业迅速发展和扩展的背景下，开发并建设一套全新的运行系统是公司从高速发展向提升经营能力的“内涵性”转变的必然选择，同时也是一种有效的经营管理方式。它以集中监控、少人值守，体现着集约、简约；以区域检修、快速响应、高效的方式，以统一管理、优化资源，书写着平衡与双赢。参考文献:杨挺，赵黎媛,王成山•智