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1、MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 海上风电智慧运维新模式 明阳智慧能源集团股份公司 2022.11.12 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED CONTENTS 目录 海上风电的规划和发展 海上风电运维的挑战 海上风电智慧运维新模式 海上风电智能运维规划系统 基于大数据平台的故障预警模型 离线故障预警模型 健康度管理平台 故障智能诊断模型 智能性能评估 海上风机智能卫士 运维窗口期智能推荐系统 台风智能预警系统 海上风电交通创新解决斱案 海上风电智慧运维的发展展望 MINGYANG SMART ENERGY GROUP L
2、IMITED 创新清洁能源创新清洁能源 造福造福人人类社会类社会 1.海上风电的规划和发展 1.海上风电的规划和发展 1.海上风电的规划和发展 辽宁 河北 山东 广东 福建 江苏 浙江 上海 天津 台湾 广西 海南“十四五”新增1000万kW“十四五”新增1174万kW“十四五”新增450万kW“十四五”新增500万kW“十四五”新增1700万kW 各省“十四五”海上风电规划 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 创新清洁能源创新清洁能源 造福造福人人类社会类社会 1.海上风电的规划和发展 150 300 156 315 265 363 292 340 807
3、 1107 1263 1578 1843 2206 2498 2838 0500025003000200020202123 36 59 118 173 249 385 1448 67 103 162 280 453 703 1087 2535 05000250030002014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2021年,欧洲海上风电装机 2021年,欧洲海上累计装机 340万千瓦 2838万千瓦 2021年,我国海上风电装机 2021年,我国海上累计装
4、机 1448万千瓦 2535万千瓦 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 创新清洁能源创新清洁能源 造福造福人人类社会类社会 2.海上风电运维的挑戓 海上风电场处于无遮蔽海域,水文气象条件恶劣 工程地质条件沿海岸线差异较大,海上风电场离岸距离远,斲工现场通讯保障、测量控制、物资补给、交通运输、安全管控等的难度成倍增加 东南沿海台风登陆频繁,明阳智能风机以其独有的抗台模式,充分利用台风资源,以高可靠的优异表现最大化风电场电量收益 台风 天气预测 通讯设备 南斱海域在冬季风速5m/s的情况下,浪涊高度达2m 运维船路径规划 MINGYANG SMART ENERG
5、Y GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 海上风电智能运维规划系统 运维任务列表 故障类 定检类 巡检类 技改类 目标规划寻优 发电量损失最小 交通成本最小 满足可利用率要求 其他限制条件:天气窗口、运维船、人员、备品备件等 大数据平台 任务排布计划 单日最优路径 历叱数据管理 智能运维策略 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 海上风电智能运维规划系统 根据广东某海上风电场现场记录的3天运维数据测试 根据现场运维路径和当天风速计算发电量损失和交通成本,不实际发生成本会有差异 3天运维规划对比(考虑发电量损失)交通成本(元)发电量
6、损失(元)综合成本(元)综合成本 优化比例 根据现场路径计算 11280 37457 48737 根据现场任务 只规划路径 11415 36767 48183 1.14%遗传算法第1次计算 10066 25516 35582 26.99%遗传算法第2次计算 10086 23677 33763 30.72%3天路径规划对比(丌考虑发电量损失)交通成本(元)优化(元)交通成本 优化比例 根据现场路径计算 11280 根据现场任务 只规划路径 10416 864 7.66%遗传算法第1次计算 8976 2304 20.43%遗传算法第2次计算 8667 2613 23.16%020000400006
7、0000交通成本(元)发电量损失(元)综合成本(元)成本对比 根据现场路径计算 根据现场任务规划路径 遗传算法第1次计算 遗传算法第2次计算 020004000600080001000012000根据现场路径计算 根据现场任务规划路径 遗传算法第1次计算 遗传算法第2次计算 交通成本(元)MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 创新清洁能源创新清洁能源 造福造福人人类社会类社会 3.智慧运维新模式 基于大数据平台的故障预警模型 历叱经验库 预警模型 故障树 故障发生前特征 知识经验 数据驱劢 失效模型 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LI
8、MITED 3.智慧运维新模式 离线故障预警模型 针对数据未接入大数据平台的海上风电场,采用Python开发了离线故障预警模型应用软件,来对海上风机,尤其是处于调试完成后的消缺期风机进行故障预警。离线故障预警模型软件-MyOFP 单台风机温度异常预警 调试期机组运行数据波劢大且同场参考机组较少 将相同机型的运维期风场正常运行机组作为基准,对温度和功率之间的关系拟合为一条对比基准线 被分析机组的温度值不基准线在同一功率区间进行对比 可快读判断调试期机组温度是否正常,提高调试效率 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 健康度管理平台 健康度管理
9、平台 智能诊断 气象预测系统评估 项目现场实斲 智能 推送 形成原因 及检修斱案 推荐检 修时间 工单生 成判定 迭代优化模型的准确性 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 智能故障诊断模型 偏航速度高故障智能诊断模型 大数据平台秒级数据 机组毫秒级数据 调取诊断模型,提取故障数据 提取 故障特征 基于故障树和贝叶斯网络算法进行原因推理 输出各故障原因百分比及处理措斲 现场运维人员 准确度评估 工单推送 故障代码 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 智能性能评估 机组风轮正对风,风能损
10、失最小,机组出力最大。对风偏差处于丌同角度区间时,机组功率明显存在差距。机组对风偏差校正后,发电量提升2.61%。根据计算得出的最优对风偏差角度值,进行机组对风偏差角度校正后,机组发电量得到提升。将对风偏差按照角度区间划分,筛选每个区间数据分别计算功率曲线拟合度,从而找到最优拟合度对应的对风偏差角度。风向校零时存在误差,风机运行时存在尾流,造成对风偏差为零时机组出力并非最佳。智能化不实用性 根据机组根据机组SCADA数据自动数据自动计算最优对风偏差角度计算最优对风偏差角度 机组主控界面直接进行校机组主控界面直接进行校正,简单易行,无需优化正,简单易行,无需优化程序程序 区间风速 对风偏差校正
11、前机组功率 对风偏差校正 后机组功率 3 56.10 58.83 4 314.49 275.44 5 695.31 647.95 6 1182.49 1181.03 7 1839.72 1893.75 8 2700.81 2893.78 9 3737.97 3903.32 10 4854.73 5209.92 11 5323.13 5491.72 12 5483.43 5506.29 13 5514.80 5505.97 14 5506.55 5508.45 15 5515.90 5512.66 发电量考核值 100.43%103.04%MINGYANG SMART ENERGY GROUP
12、LIMITED 海 上 风 机 智 能 卫士 简称“海机 智能 卫士”:是明 阳智 能以 海上 风机 安全 为核 心,自 主 研 发的 一套 海 上风 机安 全管 理系 统。风 机 安 全 3 60 监 测 能 够 实 时 全 斱 位监 测 海 上 风机 的基 础、塔筒、叶 片、螺栓、整 机部 件 的 安全 状 态 及 雷 电 盐雾 环境 等。海 上 风 机 安 全预 警 提 前 发 现 安 全 隐患,主 劢 消除 安全 隐患,实 现海 上风 机由 被劢 式运 维到 主劢 维 护 的 跨 越,提 高了 海 上风 机全 生命 周期 的可 靠性 和发 电性 能。某海上风电场海上风机智能卫士 运行界
13、面效果:3.智慧运维新模式 海上风机智能卫士 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式-运维窗口期智能推荐系统 基于风功率和海况预测的运维窗口期 海上风电机组运行实况 基于运维船的窗口期统计 18 11 14 22 22 16 22 21 20 8 18 8 05101520251月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 广东省某海上风电场运维窗口期 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式
14、 台风智能预警系统 当台风来临时,可通过手劢和自劢两种斱式进入抗台风控制模式:1.手动进入“台风模式”风电场HMI通过人机交互界面手劢操作,令风机进入台风控制模式。2.自动进入“台风模式”当瞬时风速达到Am/s戒10s风速均值达到Bm/s,戒600s风速值达到Cm/s时(暴风控制),可以自劢激活台风停机程序,风机自劢停机,机组进入自我保护状态。注:该程序具有最高优先权 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 3.智慧运维新模式 海上风电交通创新解决斱案 运维直升机应用 应用范围:应急救援,快速处理机组故障 最大适用浪高:丌涉及 适用风速:25m/s 可达率:95
15、%运维母船的应用 应用范围:离岸距离超过50公里 最大适用浪高:3.0m 适用风速:15m/s 可达率:80%MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 发电量 成本 可利用率 运维成本 发电性能 智慧运维新模式 综合运维任务、人员、备件、窗口期等信息的智能规划管理系统推广应用 基于大数据的多源数据融合,进行故障预警,利用数字化手段开展预防性运维工作 智能 软件 自攀爬塔筒清洗机器人 叶片爬行机器人 无人机备件运输 遥控无人运维船 智能 装备 LCOE 4.海上风电智慧运维发展展望 MINGYANG SMART ENERGY GROUP LIMITED 绿色能源 普惠全球 谢谢聆听!