风电场智慧运维平台,建设智慧电厂,依托 RFID、智能芯片、二维码等智能识别技术结合各类设备状态监测传感器、在线监测装置等感知元件,构建了电网运维设备物联网系统,实现电站电力设备信息互联互通,建立数据模型,实现设备识别、状态感知、状态分析的无缝衔接,为管控配电设备状态提供依据。随着现代电子技术的不断进步,感应取电技术、低功耗技术、无线无源技术、物联网技术的不断成熟,我公司研发全新的系列产品:无线测温传感器、五合一(特高频、暂态地电波、超声波、温度、湿度)智能局放传感器。该系列产品通过开关设备状态在线监测系统进行数据采集、数据显示、数据存储、数据管理。
利用开关设备状态在线监测系统的监测和分析,捕捉设备运行异常,及时发现设备事故的早期征兆并采取有效措施,预防严重事故的发生。采用该监测系统可以达到如下的目的:
·弥补人工巡检的不足,减少人工维护成本;
·征兆式报警,将事故消灭在萌芽阶段,防止事态的升级、恶化;
·传感器采用无源无线温度传感器,正常环境使用寿命可长达 10 年;
·传感器具备防水、耐高温、耐老化,并具备在强电磁环境下正常工作的特性;
·现场通信设备可采用定向无线网络或移动互联网组网,可方便地将现场数据实时上传到网络服务器;
·后台采用 BS 结构,联网的移动终端可实现随时随地监控的需要;
·实现全天 24 小时不间断在线监测,监测数据一越限即报警。
由于风电机组往往地处偏远、环境恶劣,塔架太高,设备维护人员难以实施离线振动监测,而通过对风电机组实施在线振动监测,可及时将数据上传与共享,极大地提高设备管理工作效率。
创新点
本平台是基于先进物联网技术开发的集成系统,它用一个开放的系统软件平台,将各类传感器进行有机结合,根据项目及实际需求,建设风电用箱式变电站在线监测系统。项目包含了无线温度传感器、USS、TEV、环境温度传感器、环境湿度传感器、振动传感器、磁吸附式超声波传感器、高频电流传感器,将箱式变电站的基本运行安全指标实时采集,通过物联网网关上传至服务器存储、处理、展示、报警等。项目所选用的相关设备可在-40℃至 80℃正常运行。系统设备在实际环境温度低于零下 20℃的环境下运行稳定,数据精准。
该系统存在以下特点:
该系统的应用软件引擎小,服务采用模块化,具有自主可控、高稳定性、高保密性、数据精确权威、访问速度快等特点。系统能够提供实时、稳定、精准的监测数据,各项性能指标满足技术协议的要求,系统一直处于正常模式运行,并保证数据质量高保真。
通过对箱式变电站的局放、振动、温度和湿度进行在线监测并进行除湿,为箱式变电站的正常运行提供有力保障。可直接实时反映设备运行状态并在运行过程中发现问题,如风大时,因设备负荷大可直接反映出会导致设备温度上升的状态,并发现了个别接点温度可达 70℃以上,报警可能存在超温隐患。通过项目的实施,总结在风电系统中箱式变电站的智能化运维的经验,避免箱变长
期处于满负荷运行状态,变压器油、铁芯或裸金属体过热而使临近的固体绝缘材料局部过热,固体绝缘材料老化分解及电弧放电等问题。
项目实施完成后,海威众达积极组织研讨,并探讨出系列升级及优化方案。如将监测系统与风场信息系统数据融合分析,通过分析研判设备寿命及对故障的预判,综合辅助决策制定巡检计划及巡检内容。针对项目实际运行情况,海威众达根据项目实际需求进行了针对性修改和优化,平台建设达到了预期建设目标。通过对风电场的数字化、智慧化的建设达到降本增效的目的。而智慧化风电场,它有三个过程需要研究和探索:第一是实现风电场自我识别;第二阶段是实现风电场自我决策;第三阶段是实现风电场自我运维。未来谁能率先去实现风电场的智慧化、智能化,谁就会迅速在风电行业占据主导地位。
该项成果适用于电力用户,不限行业。
箱式变电站是风电系统中的关键设备之一,其运行状态直接关系到风电系统的安全与稳定,一旦发生故障,不仅会引起大规模停电带来巨大的经济损失甚至可能发生爆炸和起火,造成人员伤亡。
在箱式变电站长期运行中,由于各种客观原因造成箱式变电站在安装和投运后的过程中出现很多问题比如:电缆搭接处故障、操作机构故障、变压器故障、箱式变电站内凝露问题引发的绝缘闪络故障等,从而对设备本身的安全及电网的可靠运行带来了隐患,直接影响设备的安全稳定运行。为了提高箱式变电站在运行中的可靠正常程度,对箱式变电站的局部、温度和湿度进行在线监测并进行除湿,来实现风电系统中箱式变电站的正常运行,为电力系统安全可靠的运行提供有力的保障。
风力发电清洁、环保,蕴量巨大。根据中国风能协会的统计,截至 2019 年底,全国风电新增并网装机 25.74 GW,比 2018 年增长 12%,占全球新增风电装机容量的 44%,被认为是发展最快、最有前途的可再生能源。
随着陆上可开发土地资源和化石资源的日益稀缺,风电已逐渐成为一种发展趋势。然而风电场的单位投资的设备维护维修成本(包括设备及安装工程费、施工辅助工程费)极高。因此,增加风电场的安全稳定运行,增设智慧巡检系统有着广阔的市场前景。
通过在线振动检测可实时查看风电机组运行状态、提前发现大部件故障信息,从而指导开展计划性维护与维修,计划性维修是目前最先进和最佳性价比的维护策略,在美国,设备维护专家认为:把少量美元花费在状态监测上,比把上百万美元花费在因设备严重损坏而引起强迫停机后的检修上更有价值。
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