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“運(yùn)維要從發(fā)電量提升這一根本訴求出發(fā)！”
劉昊稱，“機(jī)組發(fā)電量的主要決定因素包括：風(fēng)資源和能量可利用率。風(fēng)資源屬于不能改變的客觀條件。要想提升風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量，主要功夫要下在能量可利用率上。能量可利用率分為時(shí)間可利用率和發(fā)電性能。時(shí)間可利用率和停機(jī)次數(shù)、停機(jī)時(shí)長(zhǎng)有關(guān)，發(fā)電性能則和機(jī)組的功率曲線、轉(zhuǎn)矩曲線、其他性能指標(biāo)等有關(guān)。所以發(fā)電量提升的根本途徑就是要提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性和增加風(fēng)機(jī)的效率。”
根據(jù)時(shí)間可利用率公式，在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中，可通過(guò)運(yùn)維管理優(yōu)化、可靠性技改來(lái)減少停機(jī)次數(shù)、停機(jī)時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而達(dá)到提質(zhì)目的——“為了提高時(shí)間可利用率，我們會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)分析，對(duì)短時(shí)間內(nèi)頻繁報(bào)出的故障，進(jìn)行重點(diǎn)排查。”劉昊表示，“此外，為了避免風(fēng)電機(jī)組因在大風(fēng)期間停機(jī)損失更多的電量，我們會(huì)提前引入一些狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)于機(jī)組的異常狀態(tài)，盡量做到早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、早解決。”
狀態(tài)分析對(duì)比
多個(gè)機(jī)組功率曲線對(duì)比
優(yōu)化評(píng)估
單臺(tái)機(jī)組優(yōu)化前后對(duì)比
通過(guò)分析單臺(tái)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩曲線可以找到一些異常點(diǎn)，從而找到性能損失的原因。
功率曲線分析
轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線分析
10min功率曲線可以從宏觀概念上更明確地顯示機(jī)組的狀態(tài)；1s的數(shù)據(jù)也能體現(xiàn)出功率曲線和轉(zhuǎn)矩曲線，這種點(diǎn)更散、更能體現(xiàn)一些短時(shí)間內(nèi)控制細(xì)節(jié)。
除了以上性能指標(biāo)外，還可以利用SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間維度上的故障分析，比如SCADA數(shù)據(jù)（1s）、PLC數(shù)據(jù)（20ms）進(jìn)行具體的故障分析。”
1s數(shù)據(jù)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線
10min數(shù)據(jù)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線
“基于以上數(shù)據(jù)分析之后，我們可以更明確、更有針對(duì)性地去選擇一些技改方案。”劉昊表示。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的資料、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及一些管理數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析評(píng)估，從而提出針對(duì)性的解決方案，其中包括發(fā)電量的提升方案、可靠性的提升方案和運(yùn)維管理的優(yōu)化方案等。
在提質(zhì)增效的“增效”方面，技改方案可分為以下幾類：
以控制策略優(yōu)化中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法為例：自主型風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是指具備一定感知能力的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W習(xí)、決策、執(zhí)行以適應(yīng)環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)自身的控制參數(shù)和策略，無(wú)須人為干預(yù)。本體上是側(cè)重于算法模型的優(yōu)化升級(jí)，即風(fēng)機(jī)大腦的智慧程度的深入開發(fā)。
采用智能機(jī)器人領(lǐng)域的最優(yōu)算法，人工智能算法，使機(jī)組的算法智能程度提高。能夠根據(jù)環(huán)境變化或者前期風(fēng)資源條件的輸入，自行進(jìn)行控制策略及參數(shù)的定制化選擇優(yōu)化，提升魯棒性能，從而真正意義上的脫離人為干預(yù)。
以控制策略優(yōu)化中的自尋優(yōu)策略（基于遺傳算法及梯度求解的自尋優(yōu)系統(tǒng)）為例：
存在問(wèn)題包括低風(fēng)速風(fēng)況（湍流強(qiáng)度，風(fēng)剪切差異）、運(yùn)行老化（葉片氣動(dòng)發(fā)生變化，“變臟”）、安裝工藝（槳距角存在較小的安裝偏差）。
解決方案：利用模糊風(fēng)速建立機(jī)組性能適應(yīng)度評(píng)估函數(shù)，運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行全局最佳槳距角和最優(yōu)控制增益的搜索；當(dāng)進(jìn)入某一代群體后，利用梯度求解法計(jì)算最優(yōu)增益，從而加快機(jī)組朝向最優(yōu)狀態(tài)的時(shí)間進(jìn)程，提升機(jī)組發(fā)電量。
在提質(zhì)增效的“提質(zhì)”方面，技改方案可分為以下幾類：
以防振動(dòng)技改為例：可以通過(guò)傳動(dòng)鏈加阻的方式，或者通過(guò)修改控制策略來(lái)規(guī)避掉一定類型的故障。通過(guò)主控程序的優(yōu)化，加入振動(dòng)濾波的算法，可以在振動(dòng)達(dá)到一定值但未報(bào)警前就把引起故障振動(dòng)控制上的一些數(shù)據(jù)濾除。
“在風(fēng)電后市場(chǎng)運(yùn)維中，技改范圍廣、項(xiàng)目多，內(nèi)容繁雜，不可盲目執(zhí)行。而在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)分析是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)容易獲取，分析人人可做，適用所有機(jī)組。通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)組技改，會(huì)讓運(yùn)維策略更優(yōu)化、技改更有針對(duì)性。”劉昊表示。
劉昊稱，“機(jī)組發(fā)電量的主要決定因素包括：風(fēng)資源和能量可利用率。風(fēng)資源屬于不能改變的客觀條件。要想提升風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量，主要功夫要下在能量可利用率上。能量可利用率分為時(shí)間可利用率和發(fā)電性能。時(shí)間可利用率和停機(jī)次數(shù)、停機(jī)時(shí)長(zhǎng)有關(guān)，發(fā)電性能則和機(jī)組的功率曲線、轉(zhuǎn)矩曲線、其他性能指標(biāo)等有關(guān)。所以發(fā)電量提升的根本途徑就是要提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性和增加風(fēng)機(jī)的效率。”
根據(jù)時(shí)間可利用率公式，在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中，可通過(guò)運(yùn)維管理優(yōu)化、可靠性技改來(lái)減少停機(jī)次數(shù)、停機(jī)時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而達(dá)到提質(zhì)目的——“為了提高時(shí)間可利用率，我們會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)分析，對(duì)短時(shí)間內(nèi)頻繁報(bào)出的故障，進(jìn)行重點(diǎn)排查。”劉昊表示，“此外，為了避免風(fēng)電機(jī)組因在大風(fēng)期間停機(jī)損失更多的電量，我們會(huì)提前引入一些狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)于機(jī)組的異常狀態(tài)，盡量做到早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、早解決。”
狀態(tài)分析對(duì)比
多個(gè)機(jī)組功率曲線對(duì)比
優(yōu)化評(píng)估
單臺(tái)機(jī)組優(yōu)化前后對(duì)比
通過(guò)分析單臺(tái)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩曲線可以找到一些異常點(diǎn)，從而找到性能損失的原因。
功率曲線分析
轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線分析
10min功率曲線可以從宏觀概念上更明確地顯示機(jī)組的狀態(tài)；1s的數(shù)據(jù)也能體現(xiàn)出功率曲線和轉(zhuǎn)矩曲線，這種點(diǎn)更散、更能體現(xiàn)一些短時(shí)間內(nèi)控制細(xì)節(jié)。
除了以上性能指標(biāo)外，還可以利用SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間維度上的故障分析，比如SCADA數(shù)據(jù)（1s）、PLC數(shù)據(jù)（20ms）進(jìn)行具體的故障分析。”
1s數(shù)據(jù)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線
10min數(shù)據(jù)的功率曲線和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線
“基于以上數(shù)據(jù)分析之后，我們可以更明確、更有針對(duì)性地去選擇一些技改方案。”劉昊表示。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的資料、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及一些管理數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析評(píng)估，從而提出針對(duì)性的解決方案，其中包括發(fā)電量的提升方案、可靠性的提升方案和運(yùn)維管理的優(yōu)化方案等。
在提質(zhì)增效的“增效”方面，技改方案可分為以下幾類：
以控制策略優(yōu)化中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法為例：自主型風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是指具備一定感知能力的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W習(xí)、決策、執(zhí)行以適應(yīng)環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)自身的控制參數(shù)和策略，無(wú)須人為干預(yù)。本體上是側(cè)重于算法模型的優(yōu)化升級(jí)，即風(fēng)機(jī)大腦的智慧程度的深入開發(fā)。
采用智能機(jī)器人領(lǐng)域的最優(yōu)算法，人工智能算法，使機(jī)組的算法智能程度提高。能夠根據(jù)環(huán)境變化或者前期風(fēng)資源條件的輸入，自行進(jìn)行控制策略及參數(shù)的定制化選擇優(yōu)化，提升魯棒性能，從而真正意義上的脫離人為干預(yù)。
以控制策略優(yōu)化中的自尋優(yōu)策略（基于遺傳算法及梯度求解的自尋優(yōu)系統(tǒng)）為例：
存在問(wèn)題包括低風(fēng)速風(fēng)況（湍流強(qiáng)度，風(fēng)剪切差異）、運(yùn)行老化（葉片氣動(dòng)發(fā)生變化，“變臟”）、安裝工藝（槳距角存在較小的安裝偏差）。
解決方案：利用模糊風(fēng)速建立機(jī)組性能適應(yīng)度評(píng)估函數(shù)，運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行全局最佳槳距角和最優(yōu)控制增益的搜索；當(dāng)進(jìn)入某一代群體后，利用梯度求解法計(jì)算最優(yōu)增益，從而加快機(jī)組朝向最優(yōu)狀態(tài)的時(shí)間進(jìn)程，提升機(jī)組發(fā)電量。
在提質(zhì)增效的“提質(zhì)”方面，技改方案可分為以下幾類：
以防振動(dòng)技改為例：可以通過(guò)傳動(dòng)鏈加阻的方式，或者通過(guò)修改控制策略來(lái)規(guī)避掉一定類型的故障。通過(guò)主控程序的優(yōu)化，加入振動(dòng)濾波的算法，可以在振動(dòng)達(dá)到一定值但未報(bào)警前就把引起故障振動(dòng)控制上的一些數(shù)據(jù)濾除。
“在風(fēng)電后市場(chǎng)運(yùn)維中，技改范圍廣、項(xiàng)目多，內(nèi)容繁雜，不可盲目執(zhí)行。而在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)分析是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)容易獲取，分析人人可做，適用所有機(jī)組。通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)組技改，會(huì)讓運(yùn)維策略更優(yōu)化、技改更有針對(duì)性。”劉昊表示。
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