運行數(shù)據(jù)分析在少人值守模式下的研究與實踐

蔣文強

摘 要：目前，風(fēng)力發(fā)電在新型能源中占比較大，為了提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備故障率，減輕現(xiàn)場人員工作量，針對風(fēng)機設(shè)備進行運行大數(shù)據(jù)采集及分析，以實現(xiàn)缺陷早預(yù)警，故障早處理。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機組；數(shù)據(jù)分析；運行狀態(tài)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.120

1 建設(shè)運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)原由

發(fā)展風(fēng)電是我國實施可持續(xù)能源戰(zhàn)略的必然選擇。風(fēng)力發(fā)電具有占地面積廣、場站分散、工作環(huán)境艱苦等特點，這給風(fēng)電機組管理增加了困難。為了減輕工作量和降低運維費用，需要建立一個將不同廠家型號風(fēng)機同時監(jiān)控的平臺，對所有風(fēng)機的重要參數(shù)進行監(jiān)視，并利用自動化程序?qū)L(fēng)機異常運行數(shù)據(jù)通過告警信號、預(yù)警信號提示運行值班人員，同時對故障風(fēng)機進行告警追溯，經(jīng)過長時間分析總結(jié)、積累經(jīng)驗，最終查找設(shè)備故障規(guī)律，做到缺陷早預(yù)警，故障早處理。

2 運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采集

截止2016年末在風(fēng)資源較好的赤峰地區(qū)風(fēng)電裝機已達到4336MW，而大唐新能源赤峰公司裝機1309MW，占比達到30.2%，赤峰公司共安裝9個廠家生產(chǎn)的14種型號風(fēng)機1002臺，每種型號的風(fēng)機測點經(jīng)過篩選，通過OPC或MODBUS程序進行轉(zhuǎn)發(fā)，最終實現(xiàn)不同廠家不同型號風(fēng)機同平臺展示，同時將采集的風(fēng)機測點參數(shù)存儲在數(shù)據(jù)庫，以便歷史數(shù)據(jù)調(diào)取及分析。

3 運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)功能及成效

風(fēng)電運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是一套將多個不同功能模塊統(tǒng)一集成的系統(tǒng)，包括可以實現(xiàn)風(fēng)機、變電站的監(jiān)視控制模塊、各風(fēng)場的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊、風(fēng)電場AGC負荷控制模塊、風(fēng)機、變電站告警預(yù)警等基礎(chǔ)模塊等。（1）利用風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，合理安排計劃檢修。近幾年利用風(fēng)電場歷史風(fēng)頻數(shù)據(jù)不斷對風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)模型進行修正，有效提高了數(shù)據(jù)預(yù)測的準確性，降低火電備用容量，提高了經(jīng)濟效益。同時根據(jù)天氣及功率預(yù)測情況，合理安排風(fēng)機定巡檢、集電線路消缺、變電站預(yù)試等工作，在保證人員工作安全的情況下同時降低設(shè)備檢修損失電量，積極落實好“搶發(fā)電量”工作。（2）利用AGC系統(tǒng)，及時進行負荷協(xié)調(diào)工作。AGC系統(tǒng)是有功功率自動控制系統(tǒng)，目前已實現(xiàn)AGC的風(fēng)電場限值負荷、實際負荷、可發(fā)負荷的測點數(shù)據(jù)均接入系統(tǒng)，并集成在統(tǒng)一界面展示，能夠及時查看各風(fēng)電場發(fā)電能力和限電情況，便于第一時間匯報負荷并進行協(xié)調(diào)，爭取最大發(fā)電空間。（3）通過監(jiān)視風(fēng)機測點，查找風(fēng)機異常運行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中對不同廠家的不同型號風(fēng)機參數(shù)進行統(tǒng)一采集和命名，同時將每種型號的風(fēng)機重要參數(shù)標準定值嵌入系統(tǒng)，設(shè)定參數(shù)的預(yù)警值和告警值，出現(xiàn)越限彈出告警窗口及時提醒。同時系統(tǒng)可以對風(fēng)機測點進行篩選并分別排序，異常運行數(shù)據(jù)一目了然，提醒現(xiàn)場人員進行檢查處理，并為日后的分析提供數(shù)據(jù)支撐。（4）通過調(diào)取歷史風(fēng)機測點數(shù)據(jù)，對異常運行數(shù)據(jù)的風(fēng)機進行分析。生產(chǎn)指標離散度分析，查找單臺風(fēng)機的某項指標與機群平均值偏差率，對偏差率較大的風(fēng)機開展專題分析，查找機組存在的隱性缺陷。設(shè)備異常運行數(shù)據(jù)分析，每周定期調(diào)取各風(fēng)電場所有項目指標越限的風(fēng)機報告，根據(jù)報告對異常風(fēng)機進行十分鐘數(shù)據(jù)調(diào)取，結(jié)合其他參數(shù)分析，在人工復(fù)核無誤后向責(zé)任風(fēng)電場下達設(shè)備異常運行通知單，由風(fēng)電場結(jié)合實際情況進行處理后反饋結(jié)果，進行閉環(huán)管控。同時將所有通知單和處理單統(tǒng)計至系統(tǒng)內(nèi)，并做好故障分類，為后續(xù)的分析工作提供數(shù)據(jù)支撐。

4 運行數(shù)據(jù)分析實例

（1）利用SCADA系統(tǒng)對風(fēng)電機組參數(shù)進行監(jiān)視，重要監(jiān)測數(shù)據(jù)如下： a .發(fā)電機部位監(jiān)測：滑環(huán)溫度、發(fā)電機軸承溫度、發(fā)電機繞組溫度等；b.齒輪箱部位監(jiān)測：齒輪箱油溫、齒輪箱軸承溫度、振動檢測等；c.變頻器部位監(jiān)測：機側(cè)IGBT溫度、網(wǎng)側(cè)IGBT溫度等；d.其他數(shù)據(jù)監(jiān)測：環(huán)境溫度、機艙溫度、輪轂溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、有功功率、無功功率、電壓、電流等。

（2）舉例分析。a 離散度分析：利用系統(tǒng)對風(fēng)電場所有風(fēng)機數(shù)據(jù)進行調(diào)取，通過數(shù)據(jù)散點圖同風(fēng)機的標準功率曲線作對比，發(fā)現(xiàn)2臺風(fēng)機實際功率曲線較標準功率曲線的偏差較大，校核數(shù)據(jù)無誤后通知風(fēng)電場進行分析說明。b 異常運行數(shù)據(jù)分析：利用系統(tǒng)調(diào)取風(fēng)電場風(fēng)機一周運行數(shù)據(jù)報告，發(fā)現(xiàn)某號風(fēng)機發(fā)電機軸承溫度越限38次（限值為90℃），最高達到96℃；調(diào)取該風(fēng)機十分鐘數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示5月9日至10日，風(fēng)機發(fā)電機軸承溫度頻繁越限，溫度超90℃達6.3小時，停機前功率在1500-1800千瓦。人工復(fù)核無誤后向責(zé)任風(fēng)電場下達設(shè)備異常運行通知單，風(fēng)電場登機檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機內(nèi)部通風(fēng)電機M513電機損壞，更換M513電機，向前后軸承注入油脂，清理甩油盤內(nèi)廢油脂，發(fā)電機軸承溫度未出現(xiàn)異常，然后反饋設(shè)備異常處理單，形成閉環(huán)管控。

5 結(jié)束語

通過利用運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對風(fēng)電機組各項數(shù)據(jù)監(jiān)測及分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常風(fēng)機，有效減少風(fēng)電機組嚴重故障的發(fā)生頻率，提高了設(shè)備運行可靠性。我們將進一步做好運行數(shù)據(jù)總結(jié)分析工作，為各風(fēng)電場做好設(shè)備隱患陷處理工作引導(dǎo)方向，也為風(fēng)電行業(yè)內(nèi)共性問題的研究奠定基礎(chǔ)。