王東升,曾鈺琳
(1.東方電氣自動控制工程有限公司,四川 德陽,618000;2.東方電氣風電有限公司,四川 德陽,618000)
風電場的設備主要分為發(fā)電設備和變電設備,風電場的范圍較大,尤其在山區(qū),設備分布于風電場的各個地方,這給設備的維護管理帶來了困難;風電場的設備結(jié)構(gòu)復雜,造價高昂,對運行維護的要求較高。所以,發(fā)電企業(yè)一直被設備運維的高難度、高成本困惑著。
風電場的設備維護管理一般分為三種模式:
(1)業(yè)主自己維護;
(2)設備供應商質(zhì)保;
(3)第三方專業(yè)運維。
這三種模式各有優(yōu)缺點,業(yè)主自己維護設備較為積極,更注重發(fā)電量和維護成本,這關(guān)系到企業(yè)的考核和經(jīng)濟效益,但是業(yè)主往往缺乏對設備的設計、工藝及運維的了解;設備質(zhì)保期間,一般由供應商進行維護管理,供應商的維護經(jīng)常不到位、不及時、不徹底,這給發(fā)電企業(yè)帶來了發(fā)電量的損失和經(jīng)濟損失;第三方運維積極性介于中間,第三方運維雖然專業(yè),但是他們面對各個供應商的設備也會一籌莫展,他們沒有掌握各種設備的數(shù)據(jù),同時他們沒有發(fā)電量的考核壓力,常常為了換取工作量對設備進行過維護,給業(yè)主造成了浪費。同時,三種運維模式中,都缺乏現(xiàn)代設備管理的理念,還停留在頭疼醫(yī)頭,腳疼醫(yī)腳的階段。
TnPM(Total normalized Productive Maintenance)全面規(guī)范化生產(chǎn)維護,是最先進的現(xiàn)代設備管理理念,它以設備綜合效率和完全有效生產(chǎn)率為目標,全體人員參與設備維護管理的體制。
TnPM體系追求質(zhì)量零缺陷、材料零庫存、安全零事故、工作零差錯、設備零故障、生產(chǎn)零浪費。它是以設備為核心的管理體系,管理的重心在設備上,管理的范圍涵蓋生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、環(huán)境,甚至相關(guān)人員的績效考核、學習和成長等領域。
在風電場的設備維護管理中引入TnPM體系可以更好地發(fā)揮三種維護模式的優(yōu)點,同時彌補了三種模式的不足,使風電場的設備運維達到設備健康、安全生產(chǎn)、發(fā)電量高,經(jīng)濟性好的目標。
要想把TnPM理念在風電場的設備維護管理中發(fā)揮得更好,必須借助于先進的信息技術(shù)。根據(jù)市場發(fā)展趨向及專家預測,第三方的專業(yè)維護將是未來風電設備維護管理的發(fā)展方向。針對第三方維護不盡人意的地方,可以用現(xiàn)代的設備維護管理理念和先進的信息技術(shù)進行完善。
云服務和大數(shù)據(jù)是當今最為先進的信息技術(shù),云服務可以打通設備供應商、業(yè)主和第三方專業(yè)維護的信息壁壘,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、各自透明、相互監(jiān)督、相互支持、提高設備維護的專業(yè)性和積極性、同時降低維護成本、縮短維護時間、提高發(fā)電量。
大數(shù)據(jù)技術(shù)可以根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)進行專業(yè)分析,評估出設備的健康值,并預測出設備的故障點和故障時間,并根據(jù)TnPM理念給出一個科學的維護方案。大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果通過云服務共享給風電場的各個參與單位和人員。
根據(jù)前文分析的風電場設備管理現(xiàn)狀和現(xiàn)代設備管理理念及先進的信息技術(shù),提出如下的風電場設備智能遠程運維方案。
方案分為4個部分:
(1)推進TnPM管理體系,讓TnPM理念深入人心,嚴格按照TnPM要求對設備進行維護管理;
(2)部署云服務和大數(shù)據(jù)系統(tǒng),借助這個信息系統(tǒng),共享設備的相關(guān)信息和各參與方的執(zhí)行情況,可以讓TnPM理念發(fā)揮得淋漓盡致;
(3)安裝傳感器,實時采集設備的運行數(shù)據(jù),比如,設備的溫度、震動、電壓、電流,風資源的風速、風向、空氣密度等數(shù)據(jù),現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)通過風電場的工業(yè)以太網(wǎng)傳送至集控室SCADA,然后SCADA上傳到云端,這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和實時監(jiān)控;
(4)建立數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)中心的作用:
(a)接收現(xiàn)場采集的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行存儲和分析;
(b)管理設備的數(shù)據(jù),包括設備是設計、生產(chǎn)、質(zhì)檢、運輸、安裝、調(diào)試等全生命周期的數(shù)據(jù);
(c)管理設備維護數(shù)據(jù),監(jiān)控設備實時狀態(tài),評估設備健康值,記錄設備維護活動;
(d)備件管理,記錄備件的消耗數(shù)量和存儲數(shù)量;
(e)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,統(tǒng)計發(fā)電量,碳減排放量,設備運行累計時間或者次數(shù);
(f)培訓,根據(jù)新材料、新設備、新技術(shù)、新工藝的要求對維護人員進行培訓;
(g)其他輔助功能。
針對風電場設備維護管理的不足,引入了現(xiàn)代設備管理體系TnPM和先進的信息技術(shù),讓專業(yè)維護人員有章可循、有據(jù)可依、知彼知己,同時接受各方監(jiān)督,使與設備維護管理相關(guān)的信息透明化,這樣就提高了維護人員的積極性和維護方案的合理性,同時提高了發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量和經(jīng)濟效益。根據(jù)部分風電場的實際運行效果來看,該方案值得推廣。