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风电机组状态监测系统的基本组成和国内发展趋势

日期:2018-11-29    来源:风电聚焦

国际风力发电网

2018
11/29
14:14
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关键词: 风电机组 风电监测 风电场

不管现状如何,状态监测系统 (Condition Monitor System, 简称 CMS) 必然是未来大型风电机组的标准配置,尤其海上机组,是必须配置的。

一套风电机组的 CMS 该包含那些部分?有哪些功能?咱们先按照当今成熟的产品,把这个问题说清楚。

CMS 的应用价值在于,在设备发生故障的早期就检测到异常,从而能够尽早地处理。这样即消除了潜在的风险,避免了更大的损失;同时,由于是早期处理,不需要大费周章地更换部件,也节约了处理时间和成本,避免长时间停机。

越早发现异常,越准确就越能够减少损失,节约成本。

为了达到这样的目的,一套标准的 CMS 通常包括如下几个部分:

我们从下往上说:

Data Acquisition 数据采集

数据采集的过程就是应用传感器把物理运动过程转化成电信号,再进一步把电信号数字化的过程。

数据采集环节,传感器的选择很重要。一个层面是要稳定可靠,经过验证的;另一层面是每个测点位置,对传感器的精度,带宽和灵敏度等都有不同的要求,在哪个部件的哪个位置该选择什么样的传感器,这是一个很专业的问题。

Data Processing 数据处理

数据处理分两个大的步骤:第一个是去噪,也就是应用合适的数字滤波方法把信号中的噪声去掉;第二个是,把去噪后的信号进一步处理,计算得到若干个状态指标。

Detection 检测

这一步的主要任务是根据数据处理得到的状态指标判断,部件在当前是「正常」的还是「不正常」的。

Diagnosis 诊断

一旦根据状态指标检测到了结果,就要进一步「诊断」,这个异常的位置和严重程度。

Prognosis 预警

看上图,所谓预警就是说,根据当前的发展趋势,如果不采取措施,再过多久这个部件会发生损坏。

Recommendation 建议和指导

根据上述步骤,发现了异常,知道了位置和严重程度,也知道了它对未来的影响。在这一步就是根据这些信息,给出下一步的运维建议,也就是下一步该怎么办。

需要特别说明的是,

上述几个步骤,并不是每一步都是软件自动完成的。尤其是在诊断这个环节,通常需要有经验的工程师介入,诊断才能够准确。

目前的大多数成型的产品,有一个被人们忽视的弱点,那就是上述几个组成部分都是在场级的工作站上实现的。

但是,要从 CMS 里面得到有用的信息,现在仍然需要有经验的工程师利用分析工具进行分析才可以。而在场级并不是总能有这样的工程师存在。

另外,散落在场里的这些系统也很难为制定运维计划的人提供有效的支撑。

所以,未来国内 CMS 的发展方向一定是弱化场级功能,系统的数据开放性会越来越好。而分析、诊断、预警和运维辅助决策应该会向「远程化」和「云端化」发展。

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