風力發電設備可靠性數據管理

姜楠

摘要：經濟的發展，促進社會對電力的需求也逐漸增加，這有效地推動了電力企業的發展。風力發電設備的可靠性數據管理包括風電機組的可靠性數據統計管理和風電場的可靠性數據統計管理兩部分。風電機組的可靠性數據范圍以風電機組出口主開關為界，包括塔筒、葉輪、傳動變速系統、發電機系統、偏航系統、變槳系統、液壓系統、控制系統、變流/變頻系統、通信系統以及相應的輔助系統。風電場的可靠性數據范圍包括風電場內的所有發電設備，除風電機組外，還包括箱變、集電線路、升壓站主變等，及其相應的附屬、輔助設備、公用系統和設施。本文就風力發電設備可靠性數據管理展開探討。

關鍵詞：風力發電;設備可靠性;數據管理

引言

風電場監測數據龐大，持續時間長而且在采集和傳輸過程中還可能出現丟失，為了更加方便和有效的使用這些資料數據，需要建立一套實用性強、運行可靠性高的風電場數據庫管理信息系統，不僅可以進行數據的采集和存儲，而且要方便地按照需求對數據進行導入和導出。為電網和風電場運行提供準確快速的數據保障，同時減少備用容量，優化電網調度。

1風電可靠性數據管理常見問題

（一）系統問題。（1）系統功能升級。增加SCADA故障數據收集功能，升級后進行備份。（2）系統故障、老舊。數據缺失，需盡快進行修復。（3）系統功能設置限制。只能存儲1～2個月數據，不及時存儲導致部分數據丟失。（4）數據存儲時間間隔長、可調取時間短。及時進行備份。（二）數據管理。（1）所有報表上報前需要有審核流程，確保報送給公司的數據準確、完整、可用。（2）在發現數據有異常后，要在報表中扼要說明數據丟失原因、丟失時段。月報中的SCADA數據直接影響風電場當月風機可利用率。（3）系統進行升級、系統故障等情況發生時，首先要確認實時數據是否可以完整、有效存儲，若出現數據丟失情況，要及時向相關負責人報備。

2風力發電設備可靠性數據管理

2.1建立信息化平臺，明確管理責任

為了方便風電場工作人員對設備進行監督和檢查工作，達到遠程設備管理的目的，建立一種信息化管理平臺勢在必行。信息化平臺主要包括制度發布、預警管理、試驗數據管理、報告交接、定期工作、指標分析等模塊。首先，應在風電場安裝信息化平臺登錄程序，各風電公司定期將設備的運行參數、異常情況、試驗數據、定期統計按專業錄入到軟件中。然后，風電公司各級人員在信息化管理平臺設置不同角色，這些角色分別對應不同的權限。根據權限不同，各級人員會有不同的待辦事項以及定期工作提示，從而完成各個模塊中的填報、校對、審核職能。同時，根據角色落實各項工作管理流程，各級人員各司其職，使各項設備管理工作井然有序，最終實現完全利用信息化手段開展各項工作，明確各級管理職責。

2.2風電數據知識圖譜自動構建過程

風電數據可以分為兩類：結構化數據與非結構化數據。結構化數據主要指風機SCADA系統中的設備運行數據和故障數據，以表格為主，是系統中的主要數據源。這類數據的知識圖譜構建比較簡單，只需將表格的行作為知識圖譜的實體節點名稱，列作為關系，單元格中的值作為屬性值。非結構化數據主要指一些文本類的數據，如運維工單、檢修記錄等。對于這類數據的處理相對復雜，主要分為以下步驟：（a）實體/屬性抽取;（b）共指消解;（c）關系抽取;（d）數據融合。

2.3建立報表數據管理模塊

技術監控工作應對每項監督實施具體管理，以8項技術監督和1項技術管理作為技術監控工作的核心，并實行分類管理，明確各項技術監督負責人。絕緣監督、化學監督等常規電力技術監督項目，一般通過結合預防性試驗和日常工作來開展;機組機務監督、風電特種安全設備技術管理等風電特有的技術監督項目，主要通過機組定檢、巡檢工作完成。機組定檢是保持和恢復設備初始性能的主要手段，也是風電企業開展機組技術監控的重要抓手。例如，每次定檢都應該對機組的測風系統、偏航系統、變槳系統進行全面檢查和測試，及時修正剎車保護、振動保護、超速保護等保護系統的定值，同時加強對潤滑系統、液壓系統的油液狀態的監測分析，及時掌握大部件的運行狀態，確保機組各系統安全、可靠地運行。對關鍵設備實施重點監控，例如對主變壓器進行強化監督的兩項措施：一是縮短化學監督的周期，及時對變壓器油進行色譜分析，并與歷史數據進行比對，保證在第一時間發現主變的內部隱患;二是通過加強對主變繼電保護裝置的校驗來保證保護裝置的可靠性。正確開展風電設備的投產調試和交接試驗，不僅可以提高風電場工作人員對風電設備技術監控規律的認識，更能使其掌握風電設備的初始狀態。技術監控工作是涵蓋生產和基本建設全過程、全方位的一項技術管理工作，對過程既要進行監督又要進行控制;既要發現問題又要解決問題，從而實現全過程的閉環管理。通過對各項監督管理工作平臺定期檢查，監控各個風電場生產運行情況，保證風電場在安全生產基礎之上，創造最大的經濟效益。其具體內容包括絕緣、電測、電能質量、繼電保護與自動裝置、化學、機組自動控制、機務、架空輸電線路和特種設備技術管理。

2.4風電機組故障狀態劃分

（一）故障分類。根據單次風機故障停機的小時數，風機故障停機分為Ⅰ類故障停機、Ⅱ類故障停機和Ⅲ類故障停機3個類別。（1）Ⅰ類故障停機：為故障觸發后24h內恢復運行的風機故障停機。（2）Ⅱ類故障停機：為故障觸發后超過24h并在168h內恢復運行的風機故障停機。（3）Ⅲ類故障停機：為故障觸發后超過168h后恢復運行的風機故障停機。（二）故障類型。根據故障停機發生的部位或系統，風機故障類型分為葉片故障、輪轂故障、主機架故障、主軸故障、齒輪箱故障、發電機故障、變槳故障、偏航故障、液壓故障、剎車故障、安全鏈故障、振動故障、測風故障、UPS故障、控制故障、變流/變頻故障、通信故障、散熱故障以及其他等19類。

結語

風電設備可靠性數據作為一項重要生產要素，不僅可以反映風電場生產運維狀態，還可以通過分析成為風電場設備管理及運行檢修工作質量的直接判斷依據，并最終影響各風場發電效益。風電設備可靠性數據管理的目的，是為了開展風機發電性能評估、可靠性分析、重大事故預警、預防性檢修等工作。

參考文獻

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