利用數(shù)據(jù)透視表分析風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)

張軍偉

摘 要：本文介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的檢修策略中的一種：以機(jī)組歷史故障數(shù)據(jù)為依據(jù)針對(duì)風(fēng)場(chǎng)機(jī)組運(yùn)行實(shí)際特點(diǎn)制定檢修計(jì)劃。實(shí)現(xiàn)以低成本、高利用率、安全可靠的運(yùn)維風(fēng)電機(jī)組。采用最常用的office辦公軟件中的數(shù)據(jù)透視功能，以圖表形式分析風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀況，希望對(duì)精細(xì)化風(fēng)電運(yùn)維有所幫助。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;故障數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)透視;檢修

一、前言

近年來(lái)國(guó)家大力發(fā)現(xiàn)清潔能源，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展有目共睹，但風(fēng)電運(yùn)維服務(wù)并沒(méi)有跟上，風(fēng)電機(jī)組的檢修成本高，服務(wù)質(zhì)量差，可利用率不高等問(wèn)題非常突出，站在運(yùn)行檢修一線的角度出發(fā)，如何利用數(shù)據(jù)透視分析結(jié)論，安排巡檢計(jì)劃將風(fēng)機(jī)故障率將至更低，將是本文研究的主要論題。[1]

因當(dāng)前風(fēng)電控制技術(shù)自動(dòng)化較高，但維修自動(dòng)化技術(shù)比較落后，并沒(méi)有系統(tǒng)的故障預(yù)防預(yù)報(bào)等措施，故障發(fā)生后的維護(hù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)是不可避免的，嚴(yán)重的影響了機(jī)組的可利用率。[2]在日常的風(fēng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)很多故障都有共同的規(guī)律和特點(diǎn)，通過(guò)風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的導(dǎo)出數(shù)據(jù)，挖掘其隱藏的規(guī)律和特點(diǎn)，結(jié)合所在風(fēng)場(chǎng)機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境做出客觀的數(shù)據(jù)結(jié)論，了解風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，可以為我們風(fēng)機(jī)巡檢和維護(hù)計(jì)劃的制定提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，做到“把工作做到前面”，有效的預(yù)防一些可避免產(chǎn)生的故障，節(jié)省檢修時(shí)間，提高風(fēng)機(jī)可利用率。[3]本文我將以某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)為例，說(shuō)明如何獲取機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，如何篩選有效數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)透視，利用分析結(jié)果怎樣安排日常風(fēng)機(jī)巡檢維護(hù)工作的方法和策略。

二、風(fēng)機(jī)后臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)介紹

2.1風(fēng)電機(jī)組后臺(tái)監(jiān)控軟件介紹

目前，風(fēng)場(chǎng)遠(yuǎn)程控制風(fēng)電機(jī)組大多使用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，是監(jiān)盤(pán)運(yùn)行人員與風(fēng)機(jī)人機(jī)交互的核心，運(yùn)行人員可以通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)風(fēng)機(jī)控制器進(jìn)行系統(tǒng)登錄、參數(shù)變更、手動(dòng)操作、日志故障查詢等人機(jī)交互操作。[4]

風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的監(jiān)控原理是，利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)將所有風(fēng)電機(jī)組連成網(wǎng)絡(luò)，由后臺(tái)服務(wù)器匯總至監(jiān)控室監(jiān)控電腦，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器軟件統(tǒng)一提供風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸、人機(jī)交互、功率控制、啟?？刂?、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等各項(xiàng)監(jiān)控功能。[5]

2.2監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)導(dǎo)出數(shù)據(jù)介紹

監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)實(shí)時(shí)記錄一些機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，比如：報(bào)警導(dǎo)出、每小時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)出、每10分鐘數(shù)據(jù)導(dǎo)出、故障歷史回放等，并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到監(jiān)控電腦數(shù)據(jù)庫(kù)中，下面將我們所需用到的一些導(dǎo)出的數(shù)據(jù)分別做以介紹。[6]

1、報(bào)警導(dǎo)出：實(shí)時(shí)的導(dǎo)出每一臺(tái)機(jī)組所報(bào)的每一條故障記錄信息，包括風(fēng)機(jī)號(hào)、故障狀態(tài)代碼、故障名稱、觸發(fā)狀態(tài)、故障時(shí)間。該數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是，只要風(fēng)機(jī)狀態(tài)發(fā)生變化就會(huì)有記錄產(chǎn)生，包括正常停機(jī)、人為停機(jī)、故障停機(jī)等所有狀態(tài)，將實(shí)時(shí)累計(jì)存儲(chǔ)月度數(shù)據(jù)，可完整保存自風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)以來(lái)的所有故障記錄數(shù)據(jù)。

2、每小時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)出：以1小時(shí)為單位周期，導(dǎo)出1小時(shí)內(nèi)的運(yùn)行信息、發(fā)電信息和溫度信息等基本信息。詳細(xì)的記錄各種信息的1小時(shí)數(shù)據(jù)值。

3、每10分鐘數(shù)據(jù)導(dǎo)出：以10分鐘為單位周期，可以導(dǎo)出一條分機(jī)線路的十分鐘平均風(fēng)速、有功功率和發(fā)電量碼值等發(fā)電統(tǒng)計(jì)信息，以Excel表格形式存儲(chǔ)。

4、故障歷史回放：以發(fā)生停機(jī)故障為基準(zhǔn)，保留發(fā)生故障前后的單機(jī)實(shí)時(shí)信息，可以為分析發(fā)生故障當(dāng)時(shí)的機(jī)組信息狀態(tài)提供依據(jù)，還原故障現(xiàn)場(chǎng)。

三、故障數(shù)據(jù)分析的方法

因后臺(tái)監(jiān)控軟件導(dǎo)出的均為Excel表格格式的數(shù)據(jù)，這對(duì)于我們應(yīng)用office系列辦公軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供了便利，我們可以用Excel對(duì)導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行書(shū)記篩選和數(shù)據(jù)透視，得到我們想要的結(jié)論。具體做法如下實(shí)例，以某風(fēng)電場(chǎng)10月份數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行篩選和分析。[7]

3.1篩選數(shù)據(jù)

首先對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，去除重復(fù)項(xiàng)（觸發(fā)和已復(fù)位只留其一）正常項(xiàng)如“正常停機(jī)，低風(fēng)切出，能量控制停機(jī)，高風(fēng)切出，維護(hù)停機(jī)等人為或不可抗力造成的非故障原因停機(jī)的狀態(tài)”，然后將篩選的表格作為數(shù)據(jù)源保存。

3.2對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)透視

方法為：插入—數(shù)據(jù)透視—新工作表

數(shù)據(jù)透視表字段選擇為“故障名稱”，行選為“故障名稱”，值選為“計(jì)數(shù)項(xiàng)：故障名稱”。

這樣即可得到所有故障的發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)和故障清單，進(jìn)行降序排列，可以直觀的看出總體數(shù)據(jù)與個(gè)體數(shù)據(jù)的關(guān)系，也可以利用公式，如：=B6/$B$5算出每個(gè)故障的百分占比。

3.3利用Excel對(duì)觸發(fā)次數(shù)多的（超過(guò)10次）故障用圖表體現(xiàn)，見(jiàn)圖1超過(guò)10次的故障頻次統(tǒng)計(jì)。

3.4對(duì)于發(fā)生頻次高的故障進(jìn)行細(xì)化分析

方法：將單個(gè)系統(tǒng)如變頻器系統(tǒng)所產(chǎn)生的故障進(jìn)行單獨(dú)篩選，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)透視，觀察是哪些風(fēng)機(jī)頻繁發(fā)生此類故障，分別觸發(fā)的次數(shù)有多少。見(jiàn)表1變頻器系統(tǒng)故障類統(tǒng)計(jì)表。

四、數(shù)據(jù)分析在工作中的應(yīng)用

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，不難得出哪些故障經(jīng)常發(fā)生，哪些機(jī)組集中發(fā)生過(guò)多少故障，有什么樣的規(guī)律。如何利用這些規(guī)律特性來(lái)指導(dǎo)我們的工作就顯得極其重要了。本章簡(jiǎn)要描述一下作為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)運(yùn)檢人員依據(jù)數(shù)據(jù)需要養(yǎng)成怎樣的分析習(xí)慣進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。

4.1 利用運(yùn)行數(shù)據(jù)觀察機(jī)組運(yùn)行狀況

4.1.1監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行的溫度情況

對(duì)機(jī)組整體宏觀上的溫度監(jiān)控能有體現(xiàn)出機(jī)組機(jī)械大部件的運(yùn)行工況，結(jié)合振動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)，可預(yù)知大部件是否有磨損導(dǎo)致升溫或振動(dòng)大的情況，以便做出詳細(xì)的解決方案，做到及時(shí)預(yù)防大故障的發(fā)生，節(jié)約運(yùn)行成本。[8]

4.1.2監(jiān)控機(jī)組的報(bào)警記錄

每天風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的故障記錄都是客觀反映機(jī)組運(yùn)行情況的標(biāo)尺，自然環(huán)境在變化，機(jī)組也會(huì)受其影響，在巡檢過(guò)程中不一定能全面的檢查出來(lái)，我們可以從其運(yùn)行的故障數(shù)據(jù)中查看其數(shù)據(jù)下隱藏的缺陷。[9]