加強(qiáng)風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字化管理 打造無故障風(fēng)場為信息化運維筑基

隨著風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)電運維的各種問題逐漸顯現(xiàn)，僅靠傳統(tǒng)的運維模式很難解決問題, 大多數(shù)風(fēng)電場還停留在事后維修的水平上。通過強(qiáng)化風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化管理，變事后維修為事前預(yù)測、技術(shù)監(jiān)督、預(yù)防性維護(hù)，借助風(fēng)電信息化、智能化的實現(xiàn)，打造無故障風(fēng)電場，提高風(fēng)電管控水平，推動風(fēng)電可持續(xù)、健康發(fā)展。

風(fēng)電信息化運維思路、重點

一、信息化的基礎(chǔ)——規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)

風(fēng)電場規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理是信息化的基礎(chǔ)，應(yīng)借助信息化平臺規(guī)范運行統(tǒng)計口徑，包括：數(shù)據(jù)一致化建設(shè)、人為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理、管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備可靠性狀態(tài)劃分及統(tǒng)一。

(一)數(shù)據(jù)一致化建設(shè)

運行統(tǒng)計口徑的統(tǒng)一：如風(fēng)速、發(fā)電量采集點、數(shù)據(jù)接口、風(fēng)機(jī)對時、時間統(tǒng)計等。

以風(fēng)機(jī)發(fā)電量的計量點為例，風(fēng)機(jī)發(fā)電量的計量點有的在發(fā)電側(cè)(從SCADA讀取，采集點位置大多在變頻器出口，箱變低壓側(cè)之前，不包括發(fā)電時的自耗電)，有的在集電線路側(cè)并不統(tǒng)一。

發(fā)電量反應(yīng)運營商在正常生產(chǎn)期所“發(fā)”的電量，與集電線路側(cè)、甚至上網(wǎng)側(cè)統(tǒng)計量不同，在集電線路電能表計量的風(fēng)機(jī)發(fā)電量，已經(jīng)減去了風(fēng)機(jī)的消耗電量、箱變和集電線路的損耗等，故統(tǒng)計值偏低，不能真實反應(yīng)風(fēng)機(jī)的發(fā)電量、廠用電量。早期機(jī)組由于未減去自耗電，造成發(fā)電量計量與場用電計量偏高，無法與其他機(jī)組對標(biāo)。上述問題給數(shù)據(jù)統(tǒng)計的準(zhǔn)確性、對標(biāo)的公平性、信息化的一致性帶來困擾。

為解決上述問題，提出如下解決方案：

由于發(fā)電量、利用小時等關(guān)鍵指標(biāo)需對外公布，統(tǒng)計口徑的改變牽扯面廣、影響大，基于數(shù)據(jù)一致性的考慮建議將風(fēng)場發(fā)電量的計量點統(tǒng)一為發(fā)電側(cè)，不是集電線路側(cè)或上網(wǎng)側(cè)。

現(xiàn)有條件下，SCADA讀取精度問題解決辦法如下：

1.開發(fā)商與制造商共同加強(qiáng)SCADA規(guī)范，使數(shù)據(jù)真實可靠。

2.加強(qiáng)SCADA維護(hù)，保證數(shù)據(jù)的有效性、連續(xù)性。

3.逐步改造，在規(guī)定的計量點位置加裝滿足精度的電能表，滿足統(tǒng)計、對標(biāo)管理需要。

4.今后主機(jī)合同中對風(fēng)機(jī)發(fā)電量計量裝置應(yīng)提出明確技術(shù)要求，滿足一致化需求。

(二)人為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理

1.人為數(shù)據(jù)的定義：根據(jù)風(fēng)電運維數(shù)據(jù)的來源，可將整個風(fēng)電數(shù)據(jù)分為兩大類。

(1)機(jī)器數(shù)據(jù)：由各信息化系統(tǒng)自動搜集，搜集過程不需人員參與，例如SCADA搜集的收據(jù)，在線振動檢測收集的數(shù)據(jù)。

(2)人為數(shù)據(jù)：由人員活動產(chǎn)生，并需要人員手動輸入才能進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。例如，定期維護(hù)數(shù)據(jù)，點檢數(shù)據(jù)，大修、技改數(shù)據(jù)，備件領(lǐng)用和歸還數(shù)據(jù)，故障處理過程數(shù)據(jù)等。

2.人為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

運行管理是風(fēng)電場層面的日常業(yè)務(wù)管理，系統(tǒng)需規(guī)范運行人員工作、提高工作效率。以工作票操作票的電子化為例，其值班記錄、操作票、鑰匙管理等一些應(yīng)用程序都在系統(tǒng)中通過流程的控制來完成，并自動記錄，可供查詢，從而實現(xiàn)風(fēng)電場運營管理的規(guī)范化、無紙化和自動化。如使用紙質(zhì)工作票，從開始填票到開始執(zhí)行大約需要40-50分鐘，如果使用電子票，大約只需要10-20分鐘，大大提高工作效率，人為數(shù)據(jù)也比較完整地進(jìn)入了系統(tǒng)。

(三)管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化

以缺陷的閉環(huán)管理為例：

1.設(shè)備缺陷可分為以下三類：

一般缺陷：對設(shè)備安全運行影響較小，并能維持其銘牌額定值繼續(xù)運行，按程度允許列入日常、月、季(年)度檢修計劃中安排處理的缺陷。

緊急缺陷：是指嚴(yán)重威脅人身設(shè)備安全，隨時可能釀成事故，嚴(yán)重影響設(shè)備繼續(xù)運行而必須及時進(jìn)行處理的缺陷。

重大缺陷：是指對設(shè)備使用壽命或處理有一定影響，或可能發(fā)展成為緊急缺陷，但允許短期內(nèi)運行或進(jìn)行跟蹤分析的缺陷。

2.缺陷的閉環(huán)管理流程

3.閉環(huán)管理流程程序要求

(1)確定為缺陷，必須開票，杜絕無票操作。

(2)按照缺陷等級，有序安排消缺。

(3)缺陷、隱患各環(huán)節(jié)的執(zhí)行人不能相互兼職、替代，三種人不能替代。要有驗收環(huán)節(jié)，不能替代，驗收人不是各級執(zhí)行人，應(yīng)是各級安全員驗收把關(guān)。

根據(jù)上述需求，編制標(biāo)準(zhǔn)化流程，杜絕無票操作，有序、閉環(huán)開展運維消缺。

(四)設(shè)備可靠性標(biāo)準(zhǔn)化管理

1.行業(yè)基本狀態(tài)劃分

2.按照設(shè)備類別來劃分，風(fēng)電場不可用狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)劃分如下

3.機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)的詳細(xì)劃分

通過規(guī)范機(jī)組運行狀態(tài)識別及數(shù)據(jù)記錄，可以較準(zhǔn)確開展理論應(yīng)發(fā)電量計算工作，進(jìn)而通過系統(tǒng)實現(xiàn)損失電量的細(xì)化分解并對各類損失狀態(tài)進(jìn)行深入分析。

標(biāo)準(zhǔn)化工作使原本模糊的損失電量原因變得清晰化，明確了機(jī)組的提升空間和方向，有的放矢地指導(dǎo)精維護(hù)、優(yōu)化運檢模式等工作，推動了體制機(jī)制創(chuàng)新，促進(jìn)了數(shù)字化進(jìn)步。

二、信息化的關(guān)鍵——數(shù)字化體系建設(shè)

(一)打造數(shù)字化風(fēng)電場

風(fēng)電場統(tǒng)一監(jiān)控管理：實時數(shù)據(jù)采集、加工、存儲、展示、以及 AGC、AVC，設(shè)備控制等功能和自動化報表，完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)一致性建設(shè)?；?IEC 標(biāo)準(zhǔn)建立風(fēng)場監(jiān)控管理系統(tǒng)。

一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集：通過機(jī)組振動、油液監(jiān)測，電氣一次設(shè)備的數(shù)字化改造等技術(shù)手段，對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)歸集，并傳輸至區(qū)域生產(chǎn)運營中心及遠(yuǎn)端狀態(tài)診斷中心。

視頻監(jiān)控與智能巡檢：通過在風(fēng)電場關(guān)鍵部位安裝攝像頭，實現(xiàn)對場區(qū)和設(shè)備的監(jiān)控。通過點檢系統(tǒng)，對檢修人員的定期巡檢進(jìn)行有效的管理。

風(fēng)電場環(huán)境監(jiān)控與功率預(yù)測：通過數(shù)值天氣預(yù)報和微氣象信息監(jiān)測，對災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警?；跀?shù)據(jù)同化與數(shù)值氣象預(yù)報系統(tǒng)融合技術(shù)，構(gòu)建一套風(fēng)電場功率預(yù)測服務(wù)系統(tǒng)。

數(shù)字化值班：基于設(shè)備參數(shù)，實現(xiàn)對機(jī)組軟故障自動處理，不可自愈故障通知檢修人員，實現(xiàn)自動監(jiān)盤等功能。

設(shè)備輔助檢修：基于移動終端開發(fā)一套檢修輔助系統(tǒng)，檢修人員可實時獲取遠(yuǎn)端專家診斷中心故障解決方案，并可錄制檢修過程，提高檢修效率。

生產(chǎn)管理自動化：實現(xiàn)包括交接班、工器具、鑰匙管理、生產(chǎn)報表、工作票、操作票等生產(chǎn)運行管理中的功能，實現(xiàn)遠(yuǎn)程電子工作票，自動數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。

(二)建立數(shù)字化區(qū)域生產(chǎn)運營集控中心

以安全專用網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)，實現(xiàn)風(fēng)電場遠(yuǎn)程集中控制管理。

遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺：監(jiān)控該區(qū)域下所有風(fēng)電場設(shè)備的生產(chǎn)運行情況。

生產(chǎn)管理平臺：與風(fēng)場數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)電子工作票，數(shù)據(jù)歸集、自動化報表及生產(chǎn)管理。

資產(chǎn)管理平臺：管理風(fēng)電場資產(chǎn)，根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建立全壽命設(shè)備臺賬。

數(shù)據(jù)分析平臺：對所屬各個風(fēng)電場的發(fā)電性能等指標(biāo)進(jìn)行挖掘分析。

狀態(tài)診斷平臺：基于狀態(tài)監(jiān)測，對機(jī)組，主變等關(guān)鍵設(shè)備運行情況進(jìn)行診斷與預(yù)警。

(三)建立屬于自己的私有云——集團(tuán)級云計算中心

基于設(shè)備虛擬化和任務(wù)作業(yè)調(diào)度技術(shù)，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲，建立私有云，實現(xiàn)以下功能：

生產(chǎn)監(jiān)控中心：監(jiān)控管理集團(tuán)各區(qū)域公司關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)信息。

生產(chǎn)管理中心：歸集各區(qū)域生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、備件信息共享，規(guī)范管理、統(tǒng)一調(diào)度。

性能分析中心：基于數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，分析風(fēng)電機(jī)組發(fā)電性能。

專家診斷中心：通過協(xié)同診斷平臺，幫助風(fēng)場解決疑難雜癥，提高設(shè)備可利用率。

(四)信息化運維的實現(xiàn)——為設(shè)備精維護(hù)提供支撐

精維護(hù)的特點就是預(yù)防性維護(hù)、個性化維護(hù)，做到預(yù)防性就要挖掘機(jī)組的隱患，做到個性化就要針對每臺機(jī)組對癥下藥，這些都需信息采集、積累、挖掘，是信息化運維目的所在。

示例：1.精維護(hù)前詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析

2.根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對癥下藥，制定更高更全面維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

(五)信息化運維的實現(xiàn)——為設(shè)備性能優(yōu)化提供有效方案

通過對歷史數(shù)據(jù)挖掘，縱向橫向?qū)Ρ?，使機(jī)組的長短處迅速暴露，讓用戶知道如何優(yōu)化。

(六)信息化運維——使無人值守、無故障風(fēng)電場成為可能

無故障風(fēng)電場要求設(shè)備可靠，并能夠?qū)υO(shè)備的一些事件進(jìn)行預(yù)測。無人值守風(fēng)電場除了對設(shè)備可靠性的要求之外，還要求對設(shè)備全面信息的實施監(jiān)控。

風(fēng)電信息化的意義及展望

一、信息化、智能化建設(shè)的意義

根據(jù)風(fēng)電行業(yè)海量的數(shù)據(jù)量和部分功能計算量特點，采用大數(shù)據(jù)及云平臺技術(shù)，可以實現(xiàn)從前期、基建、生產(chǎn)經(jīng)營、后評估的一體化管理。

二、信息化、智能化建設(shè)的作用

1.建立大數(shù)據(jù)庫，降低各種誤差，提升精細(xì)化管理水平。

2.能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)運行，實現(xiàn)對設(shè)備的全壽命周期管理。

3.能夠精準(zhǔn)計算能量可利用率，實時調(diào)整風(fēng)場模式，減少損失電量，實現(xiàn)能量管理。

4.提升檢修維護(hù)工藝水平，有效減少場內(nèi)原因造成電量損失和運維成本。

5.減輕運維人員重復(fù)性工作量，降低運維人員的勞動風(fēng)險。

6.借助(物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動獲取、匯總、分類、統(tǒng)計、挖掘，獲取有價值的信息，為管理與決策提供依據(jù)。

三、信息化、智能化是標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化發(fā)展的必然結(jié)果

1.標(biāo)準(zhǔn)化使得計算機(jī)系統(tǒng)能夠順利地識別規(guī)范化的數(shù)據(jù)，也使得數(shù)字化有了數(shù)據(jù)之源。

2.數(shù)字化則是將運維數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)化，部分內(nèi)容進(jìn)行自動化，使得大量數(shù)據(jù)的保存和查閱得以實現(xiàn)，也使得運維人員進(jìn)行快捷的對比分析，同時減輕運維人員的工作量。

3.隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，隨著風(fēng)電數(shù)據(jù)的逐步積累，獲得的一些有用數(shù)據(jù)，不僅可指導(dǎo)運維人員、為決策提供依據(jù)，還可預(yù)測設(shè)備的缺陷和故障，進(jìn)行有效預(yù)防，深度貫徹我國“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”安全生產(chǎn)方針。

四、對大數(shù)據(jù)時代的展望

大數(shù)據(jù)技術(shù)近年來逐步成熟和完善，大數(shù)據(jù)分析符合新能源發(fā)電的行業(yè)特點和面臨的問題，其分析技術(shù)能夠很好的滿足企業(yè)價值訴求。

數(shù)據(jù)是企業(yè)的核心資產(chǎn)，未來的價值創(chuàng)造、管理提升，都必須以此為基礎(chǔ)。技術(shù)會過時，但數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會過時，這將是推動企業(yè)有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)發(fā)展的堅實基礎(chǔ)?；诖髷?shù)據(jù)的風(fēng)電資產(chǎn)全維度數(shù)字化建模和全生命周期信息化管理，將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。