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工程师足不出户为风电机组“问诊”

  11月4日,位于重庆两江新区的中国船舶重工集团海装风电股份有限公司(以下简称“中国海装”)的LiGa大数据中心正在繁忙运行——10多平方米的LED显示屏上,清晰地显示出一幅全国可利用风能分布图,20多位工程师正在屏幕前值守,一旦千里之外的某处风电场的发电机组出现故障,监控系统会自动报警,故障信息和数据将呈现在屏幕上,经工程师“远程会诊”后,一份专业的故障处理方案将在第一时间反馈至风电场,由现场人员及时处理。

  LiGa大数据中心,是中国海装与国家气象总局联合建设的风力资源预测评估平台,也是前者推动大数据智能化发展的重要平台之一,它已成为中国海装运营维护工程师们的“望远镜”和“显微镜”。

  运用大数据对风电场在线“会诊”

  作为一家军民融合的高新技术企业,中国海装在风电场的运行管理维护方面可谓下足功夫。

  在LiGa大数据中心的中央监控室,大数据平台就像是神经中枢,将全国各地风电场的数据持续接入,联结成一张“数据网”,而一组组实时运行的数据构成了风电场及机组健康状况的“晴雨表”。

  “以前我们要在国内上百个风电场派驻运营维护团队,每个风电场至少需要4名工程师值守。”中国海装LiGa大数据中心工程师张传江介绍,这类现场解决风机故障的工作方式,不仅费力费时,专家们开展技术交流也极为不便,无法及时汇总故障数据进行诊断分析。

  自从前些年投用LiGa大数据中心后,通过大数据平台,专家们足不出户就能了解各个风电场的实时运行状态,实现故障检修信息平台化,继而进行远程诊断。同时大数据技术还能为风电机组进行“体检”,准确探测出机器的疲劳状态和磨损程度,以此推算出每个部件的使用年限。

  以一个年发电量5万千瓦的标准风场为例,如今现场仅需1名工作人员值守即可,风机平均无故障间隔运行时间提升了18%。

  通过大数据提升风电行业整体水平

  事实上,自2004年成立伊始,中国海装即开始了大数据智能化运营探索,从最初建立企业内部局域网,到上线产品数据管理系统,再到开发完善风场监控和数据处理系统等,经过多年不断探索,中国海装数字化建设“开花结果”。

  截至目前,中国海装已建设完成风电机组管理系统LiGa平台、LiGa远程运维中心、LiGa气候资源平台和预测性维护应用等大数据平台,其中LiGa平台已经接入30多个风场的上千台风机机组,存储并处理了9个大类的风电设备运行维护数据。

  “无论是采集的风场数据种类,还是数量和规模,LiGa平台都处于行业领先,通过大数据技术提升了国内风电行业整体发展水平。”中国海装高级大数据专家张方红称,以大数据为“首脑”实现的多项风电机组运行维护智能服务,不仅取代了过去人工现场采集数据的繁重低效和高成本,更为实现远程运行维护打好了技术基础。

  不仅如此,为持续提高风场智慧管理能力,减少风场运营对人工的依赖,中国海装正在开发“风电装备故障诊断微服务平台”,该项目此前成功入选2019年度重庆市第二批工业互联网试点示范项目。

  中国海装表示,该项目通过统一构建风电装备故障诊断算法模型库和风场运行优化模型库,将各种数据分析算法进行组件化、服务化封装后,统一提供给各个业务系统进行共享应用,从而满足智能风电装备故障诊断与预测、设备健康管理及系统运营维护优化等应用要求,同时更加高效、智能、便捷地实现对风电场的精准化、预测化运营管理。待项目成功开发后,将依托中国海装在风电装备大数据和智能健康管理方面的技术优势,进一步提升国内风电行业整体解决方案竞争力。

  智能化改造让工时成本节省过半

  不仅将大数据技术深入运用到运营维护阶段,在风电机组的生产制造阶段,中国海装也进行了智能化改造。

  走进中国海装总装车间,智能机器人正在为风电机组的偏航轴承拧紧螺栓。以前,100多颗螺栓需要多名工人用两个多小时才能拧完,而现在一台机器人上阵,只需40分钟就能完成,工时成本节省了一半多。

  “从人工扳手到机器人自动拧紧校准,拧螺栓这道工序正是中国海装实施智能化改造的一部分。”中国海装负责人表示,由于风电机组属大型设备,以前在产品装配过程中,往往是人工拧紧螺栓,会造成零件受力不均导致的细微差别,这对风机这类精密设备来说可能存在隐患。

  智能化改造升级中,中国海装在风机的变桨系统和偏航系统装配过程中,将人工液压扳手手动拧紧螺栓升级为智能机器人自动拧紧螺栓及校准,实现了对每个螺栓拧紧力矩数据的精确控制,亦同步提高了生产效率。

  目前,中国海装总装车间已引入多台智能机器人,均由中船重工自主研发,这些机器人具备自动识别、智能判断能力,可以通过激光识别、定位校准等方式锁定每一枚螺栓位置,而且拧紧的每一颗螺栓的力度都有记录可查,产品质量得到充分保证,真正实现了全自动、无人化操作。

编辑: 陶玉莲
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