金风海上风电设计研究院海工及运维技术主任工程师马博:数智化在海上风电运维中的应用

能见App 2023年10月17日 3490

2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。

本届大会以“构筑全球稳定供应链共建能源转型新未来”为主题,将历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。能见App全程直播本次大会。

10月17日上午,金风海上风电设计研究院海工及运维技术主任工程师马博在人工智能与智能运维发展论坛上发表了题为《数智化在海上风电运维中的应用》的主旨发言。

以下为发言全文:

 

大家上午好!下面由我来给大家做今天的分享,我今天给大家分享的主题是数智化在海上风电运维中的应用。我今天分享内容有三部分,首先就是海上运维的痛点以及针对海上运维痛点制定相应的解决方案,最后我会对海上运维做一个未来规划和展望。

首先随着海上风电逐渐走向深远海,风大,涌多,导致窗口期多,人员可达性差的问题越发凸显,所以需要迫切的通过计划性运维替代传统的故障性运维,顺带也通过开展多样的精益化的运维管理。同时,随着大型化机组在海上进入日益迭代的极端,相应的新工艺、新设计、新技术还没有得到长期的充分验证,会给大型化机组在后期稳定运行带来一些风险。

针对于这些痛点,金风科技怎么去解决呢?我们给出的答案就是数智化海上运维方案,我们基于智能检测、预警以及故障快速处理为基准,结合着大部件维修以及备件维修和老旧机组改造,整合为一个可靠性保障方案,依托于运维管理的精益化方案,通过我们开发智慧运维管理线上化平台作为支撑,将海上运维全场景业务链条进行一个互惠互通,我们可以提供一套完整业务运维闭环整体解决方案。

下面我给大家详细讲解一下具体每个方案,首先针对于故障性运维,集成在海上通过开发多种鼓掌1分析软件,以及结合于专家案例库,准确率能达到90%以上的人工专家案例,能够精确的、快速的去定位故障源,能够自动第一时间把最优的故障解决方案提供给我们一线的运维人员。

再有金风的智能风机,什么叫智能风机?有多种多样的传感设备,首先是通过在风机的基础塔架以及机舱等这些部位,通过安装相应的传感设备去监测腐蚀情况,收集腐蚀的数据,结合于机器学习等人工智能的方法去判断腐蚀的发展状态,然后针对于单装基础,基本存在着10—10米以上的技术冲刷以及冲刷导致海缆的裸露存在的破损,相对这些风险我们也通过相应的安插设备去采集相应数据,通过生成地形图以及结合海洋环境的一些数据,我们可以判断基础冲刷相应发展状态。

上述两种检测技术通过自主开发海上风电环境监测平台,可以使相应数据进行可视化的呈现和管理。针对于海上大容量机组的长容叶片相应开裂包括腐蚀等现象,金风科技也做了相应的解决方案,通过安装云台相机实时收集叶片相应的音频数据图像等,通过结合自主开发相应模型算法,实时做到叶片的检测。

金风科技拥有一套成熟的设备健康管理系统,除了刚才说的监测技术之外,还针对于海上大型化机组的传动器包括轴承、齿轮箱、叶片和塔筒,实时去收集振动的数据,结合金风科技自己的SCADA运行数据的数据挖掘,结合着拥有金风自主产权的逻辑算法,生成准确率能够达到80%以上的预警模型,然后结合于出海的工单,形成一个整体的预防性维护闭环的解决方案。针对于计划性运维,金风也有一套成熟线上化的计划性运维方案,包括500小时以及年度检修、以及针对性的季节性和批量性缺陷的巡查方案。

金风还开发一套器件可靠性与环境适应性平台,它可以通过结合于环境相应的数据,结合着风机零部件的老化、磨损相应的数据,进行一个分析,能够制定一套提前对零部件预防性更换的一套方案,更换下来的零部件通过一套完整的、先进的备件维修技术,结合备件供应的方案,能够给客户提供一站式、高效的物资解决方案。

前面提到了海上运维也要通过精益化管理方式去展开新的探索,首先针对于海上运维人员能力这方面,通过各种海上运维的各种场景一些相关数据,结合与人员的相应体系,通过数据分析,分析出运维人员能力各个阶段,各个场景下的优劣势,通过结合于完整的培训体系,我们可以对运维人员的各个阶段针对性进行一个培养计划的制定。

有了运维人员能力,有了水温气象、有了传播、有了备件、技术方案,我们可以通过对这些数据进行一个挖掘,结合于先进的人工智能技术,金融科技开发了一套针对于运维计划的自动排布技术,可以在短则一周,长则一年的情况下,我们提前制定出以发电量损失最小、成本最优的这种出海计划,能够自动的推给一线的运维人员,针对于运维工单,通过线上化的自动派发,通过数据分析,我们能够将之前提到的计划性或者是非计划性运维相应的数据,比如说工部保效、备品备件损耗相应的备件,通过数据分析,制定相应的差异化运维方案,最终能够实现海上风机状态运维的目标。

基于此,之前提到相应的计划性运维和非计划运维产生的数据、产生的相应成本、相应的流程等等,我们通过自主开发智慧运维管理平台,将通过沙盘展现的形式以及管理的方式把运维进行一个业务的闭环。

除此之外,针对于海上大容量机组的大部件更换的一些难点和痛点,金风科技也开发了针对于机组的无大型自升式安装的Etop机舱箱变更换以及无盘车单叶片更换,针对于老旧机组改造升级,针对于存量机组的增功提效以及老旧风场延寿的技改,能够实现提质增效的目标。

    最后针对于台风,金风科技开发以北斗卫星为通信方式,结合着柴油发电机提供动力的技术方式,目前是成熟的应用在一百多台机组上面,也成功的应对了多台风的危险。

    最后,对于海上智慧风电运维的一些规划和展望,继续基于运维装备的优化、大部件的更换、技术突破以及海上数字化的发展实现提效降本。金风科技有信心也有能力,继续的给客户提供更加完善、更加专业的海上运维服务。

    我的分享就到这里,谢谢大家!

 

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)

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