11月4日，位于重慶兩江新區(qū)的中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司(以下簡稱“中國海裝”)的LiGa大數(shù)據(jù)中心正在繁忙運行——10多平方米的LED顯示屏上，清晰地顯示出一幅全國可利用風能分布圖，20多位工程師正在屏幕前值守，一旦千里之外的某處風電場的發(fā)電機組出現(xiàn)故障，監(jiān)控系統(tǒng)會自動報警，故障信息和數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)在屏幕上，經(jīng)工程師“遠程會診”后，一份專業(yè)的故障處理方案將在第一時間反饋至風電場，由現(xiàn)場人員及時處理。
LiGa大數(shù)據(jù)中心，是中國海裝與國家氣象總局聯(lián)合建設的風力資源預測評估平臺，也是前者推動大數(shù)據(jù)智能化發(fā)展的重要平臺之一，它已成為中國海裝運營維護工程師們的“望遠鏡”和“顯微鏡”。
運用大數(shù)據(jù)對風電場在線“會診”
作為一家軍民融合的高新技術企業(yè)，中國海裝在風電場的運行管理維護方面可謂下足功夫。
在LiGa大數(shù)據(jù)中心的中央監(jiān)控室，大數(shù)據(jù)平臺就像是神經(jīng)中樞，將全國各地風電場的數(shù)據(jù)持續(xù)接入，聯(lián)結成一張“數(shù)據(jù)網(wǎng)”，而一組組實時運行的數(shù)據(jù)構成了風電場及機組健康狀況的“晴雨表”。
“以前我們要在國內(nèi)上百個風電場派駐運營維護團隊，每個風電場至少需要4名工程師值守。”中國海裝LiGa大數(shù)據(jù)中心工程師張傳江介紹，這類現(xiàn)場解決風機故障的工作方式，不僅費力費時，專家們開展技術交流也極為不便，無法及時匯總故障數(shù)據(jù)進行診斷分析。
自從前些年投用LiGa大數(shù)據(jù)中心后，通過大數(shù)據(jù)平臺，專家們足不出戶就能了解各個風電場的實時運行狀態(tài)，實現(xiàn)故障檢修信息平臺化，繼而進行遠程診斷。同時大數(shù)據(jù)技術還能為風電機組進行“體檢”，準確探測出機器的疲勞狀態(tài)和磨損程度，以此推算出每個部件的使用年限。
以一個年發(fā)電量5萬千瓦的標準風場為例，如今現(xiàn)場僅需1名工作人員值守即可，風機平均無故障間隔運行時間提升了18%。
通過大數(shù)據(jù)提升風電行業(yè)整體水平
事實上，自2004年成立伊始，中國海裝即開始了大數(shù)據(jù)智能化運營探索，從最初建立企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，到上線產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，再到開發(fā)完善風場監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，經(jīng)過多年不斷探索，中國海裝數(shù)字化建設“開花結果”。
截至目前，中國海裝已建設完成風電機組管理系統(tǒng)LiGa平臺、LiGa遠程運維中心、LiGa氣候資源平臺和預測性維護應用等大數(shù)據(jù)平臺，其中LiGa平臺已經(jīng)接入30多個風場的上千臺風機機組，存儲并處理了9個大類的風電設備運行維護數(shù)據(jù)。
“無論是采集的風場數(shù)據(jù)種類，還是數(shù)量和規(guī)模，LiGa平臺都處于行業(yè)領先，通過大數(shù)據(jù)技術提升了國內(nèi)風電行業(yè)整體發(fā)展水平。”中國海裝高級大數(shù)據(jù)專家張方紅稱，以大數(shù)據(jù)為“首腦”實現(xiàn)的多項風電機組運行維護智能服務，不僅取代了過去人工現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的繁重低效和高成本，更為實現(xiàn)遠程運行維護打好了技術基礎。
不僅如此，為持續(xù)提高風場智慧管理能力，減少風場運營對人工的依賴，中國海裝正在開發(fā)“風電裝備故障診斷微服務平臺”，該項目此前成功入選2019年度重慶市第二批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目。
中國海裝表示，該項目通過統(tǒng)一構建風電裝備故障診斷算法模型庫和風場運行優(yōu)化模型庫，將各種數(shù)據(jù)分析算法進行組件化、服務化封裝后，統(tǒng)一提供給各個業(yè)務系統(tǒng)進行共享應用，從而滿足智能風電裝備故障診斷與預測、設備健康管理及系統(tǒng)運營維護優(yōu)化等應用要求，同時更加高效、智能、便捷地實現(xiàn)對風電場的精準化、預測化運營管理。待項目成功開發(fā)后，將依托中國海裝在風電裝備大數(shù)據(jù)和智能健康管理方面的技術優(yōu)勢，進一步提升國內(nèi)風電行業(yè)整體解決方案競爭力。
智能化改造讓工時成本節(jié)省過半
不僅將大數(shù)據(jù)技術深入運用到運營維護階段，在風電機組的生產(chǎn)制造階段，中國海裝也進行了智能化改造。
走進中國海裝總裝車間，智能機器人正在為風電機組的偏航軸承擰緊螺栓。以前，100多顆螺栓需要多名工人用兩個多小時才能擰完，而現(xiàn)在一臺機器人上陣，只需40分鐘就能完成，工時成本節(jié)省了一半多。
“從人工扳手到機器人自動擰緊校準，擰螺栓這道工序正是中國海裝實施智能化改造的一部分。”中國海裝負責人表示，由于風電機組屬大型設備，以前在產(chǎn)品裝配過程中，往往是人工擰緊螺栓，會造成零件受力不均導致的細微差別，這對風機這類精密設備來說可能存在隱患。
智能化改造升級中，中國海裝在風機的變槳系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)裝配過程中，將人工液壓扳手手動擰緊螺栓升級為智能機器人自動擰緊螺栓及校準，實現(xiàn)了對每個螺栓擰緊力矩數(shù)據(jù)的精確控制，亦同步提高了生產(chǎn)效率。
目前，中國海裝總裝車間已引入多臺智能機器人，均由中船重工自主研發(fā)，這些機器人具備自動識別、智能判斷能力，可以通過激光識別、定位校準等方式鎖定每一枚螺栓位置，而且擰緊的每一顆螺栓的力度都有記錄可查，產(chǎn)品質(zhì)量得到充分保證，真正實現(xiàn)了全自動、無人化操作。
