風電管控信息化數(shù)字化管理方案

1、加強風電標準化數(shù)字化管理 為信息化運維筑基龍源電力集團股份有限企業(yè)和軍梁05月第1頁序言風電特點及標準化信息化管理現(xiàn)實狀況一風電信息化運維思緒和重點二三風電信息化意義及展望1第2頁前 言 伴隨風電發(fā)展，風電運維各種問題逐步顯現(xiàn)，此次會議舉行，是一次很好學(xué)習(xí)和交流機會。既是推進風電規(guī)范化、標準化、數(shù)字化、信息化需要，也是推進風電可連續(xù)、健康發(fā)展，提升風電管控水平需要。借此機會我想從運行商需求側(cè)層面，談幾點不成熟體會和思緒，與大家交流。2第3頁主要業(yè)績和體會風電特點及標準化信息化管理現(xiàn)實狀況一3第4頁1、同一個風電場機組數(shù)量龐大、機型繁多、同一機型的部件配置龐雜；2、現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)量巨大，每天需要記錄

2、的信息成千上萬條；3、每一個風場均涉及設(shè)備檢修、備件管理、日常巡視點檢、運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計等工作，麻雀雖小、五臟俱全；4、風電人少，一崗多職，上傳下達響應(yīng)速度慢，運維效率低下，設(shè)備問題難以提前發(fā)現(xiàn)，隱患越來越多；5、當前已建或在建系統(tǒng)相互獨立，沒有形成系統(tǒng)層面的合力，基層數(shù)據(jù)不能共享，信息孤島現(xiàn)象嚴重;6、各整機制造商之間、運營商、第三方運維之間，各自為陣，缺乏交流，規(guī)范化、標準化工作進展緩慢；7、影響發(fā)電量、設(shè)備可靠性等的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，口徑、定義不規(guī)范，不統(tǒng)一；8、人為填寫的數(shù)據(jù)量大，沒有實現(xiàn)風電場管理規(guī)范化、數(shù)字化；9、集中監(jiān)控平臺不具備對大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行有效的分析、管理的能力。4風電特點及管理現(xiàn)實

3、狀況1第5頁點檢系統(tǒng)設(shè)備維修管理系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備氣象站測量系統(tǒng)設(shè)備升壓站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備風機SCADA系統(tǒng)設(shè)備功率預(yù)測系統(tǒng)風電場備件管理系統(tǒng)風電場各系統(tǒng)相互獨立，信息孤島現(xiàn)象嚴重，且存在較嚴重重復(fù)建設(shè)！5第6頁 借助信息化管理平臺，打造工作票操作票電子化、安全監(jiān)督遠程視頻化、檢修故障診療智能化、數(shù)據(jù)信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本特征數(shù)字化風電場。 利用數(shù)字化技術(shù)來統(tǒng)一獲取、處理、交換、整合風電場包含各機型在內(nèi)各種裝置設(shè)備信息、生產(chǎn)過程信息，將風機監(jiān)控、升壓站監(jiān)控和風場高級綜合應(yīng)用在全風場數(shù)字化通信平臺上進行統(tǒng)一整合，經(jīng)過真正意義上全場無縫數(shù)據(jù)實時共享來實現(xiàn)風電場安全運行與

4、維護管理，并借助集團級云計算中心系統(tǒng)支撐實現(xiàn)風電場運維信息化。 6我們目標2第7頁系統(tǒng)層次規(guī)劃維護相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)過業(yè)務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)做出更加好決議備件決議績效分析維修決議.運行優(yōu)化提升發(fā)電量降低運維成本提升管理能力維修管理風機SCADA備件管理風機CMS系統(tǒng)風電場高級應(yīng)用功效（路徑）業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)平臺（基礎(chǔ)）風資源管理7第8頁無人值守風電場電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控中心電話調(diào)度集控SCADA：風機啟停復(fù)位，變電站電氣倒閘操作風機限功率，變電站SVG，SVC投切發(fā)送缺點消息，審批工單工作票RTU當?shù)刈冸娬維CADA與EMS直接調(diào)度有功無功調(diào)度,關(guān)口側(cè)電氣操作計劃維修 故障維修狀態(tài)檢修技術(shù)監(jiān)督備件管理維修班組發(fā)送維護備件

5、申請單備件計劃備件采購庫存管理數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化中心8第9頁提升機組發(fā)電量，降低風電場能耗優(yōu)化機組計劃停機時間優(yōu)化維護檢修策略，提升檢修能力，降低機組故障維修停機時間提升機組可靠性，降低機組故障頻率和備件損耗提升備件供給及時性、合理安排備件庫存和計劃降低機組安全事故率、降低安全檢驗、調(diào)查費用提升機組檢測監(jiān)督效率，降低檢測費用最終目標9第10頁101、完善風電場標準化體系建設(shè)我們?nèi)蝿?wù)32、建立風電場統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺3、建立區(qū)域(省)級數(shù)字化集控中心4、建設(shè)數(shù)字化風電場集團級云計算中心 5、建立基于狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)機組健康預(yù)警系統(tǒng)6、實現(xiàn)風電場智能設(shè)備檢修與維護7、實現(xiàn)風電場數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)信息化第11

6、頁主要業(yè)績和體會風電信息化運維思緒、重點二11第12頁主要業(yè)績和體會信息化運維基礎(chǔ)-風電規(guī)范化、標準化體系建設(shè)A12第13頁13 風電場管理規(guī)范化、標準化是信息化基礎(chǔ)，應(yīng)借助信息化平臺規(guī)范運行統(tǒng)計口徑，包含：數(shù)據(jù)一致化建設(shè)、人為數(shù)據(jù)標準化管理、管理流程標準化、設(shè)備可靠性狀態(tài)劃分及統(tǒng)一第14頁數(shù)據(jù)一致化建設(shè)114運行統(tǒng)計口徑統(tǒng)一：如風速、發(fā)電量采集點、數(shù)據(jù)接口、風機對時、時間統(tǒng)計等示例一：風機發(fā)電量計量點：在行業(yè)內(nèi)，對發(fā)電量計量有在發(fā)電側(cè)（計量點從SCADA讀取，采集點位置大多在變頻器出口，箱變低壓側(cè)之前，不包含發(fā)電時自耗電）；有在集電線路側(cè)（從集電線路關(guān)口表讀取)。不論從字面了解還是行業(yè)要求，

7、“發(fā)電量”與集電線路側(cè)、上網(wǎng)側(cè)“上網(wǎng)電量”都不一樣，是反應(yīng)發(fā)電運行商在正常生產(chǎn)期所“發(fā)”電量，SCADA數(shù)據(jù)是風電行業(yè)現(xiàn)成統(tǒng)計關(guān)口數(shù)據(jù)，毋庸置疑，但風力機SCADA電量計量標準還未建立國家規(guī)范，面臨統(tǒng)計精度問題；有機型早期機組，因為未減去自耗電，造成發(fā)電量計量與場用電計量偏高，無法與其它機組對標，有已經(jīng)整改；在集電線路電能表計量風機發(fā)電量，實際上已經(jīng)減去了風機消耗電量、箱變和集電線路損耗等，故統(tǒng)計值偏低，不能真實反應(yīng)風機發(fā)電量、廠用電量，統(tǒng)計、對標管理失去了統(tǒng)一一基礎(chǔ)。上述問題給數(shù)據(jù)統(tǒng)計準確性、對標公平性、信息化一致性帶來困擾。第15頁15風電場主接線圖風電機組側(cè)SCADA數(shù)據(jù)集電線路側(cè)主變高

8、壓側(cè)數(shù)據(jù)一致化建設(shè)1示例一：風力發(fā)電機組發(fā)電量計量點第16頁數(shù)據(jù)一致化建設(shè)116思緒及提議：1、因為發(fā)電量、利用小時都是大指標，需要對外公布，統(tǒng)計口徑改變牽扯面比較廣，影響大，基于數(shù)據(jù)一致性考慮提議將風電場發(fā)電量計量點統(tǒng)一為發(fā)電側(cè)，而不是集電線路側(cè)或上網(wǎng)側(cè)。2、現(xiàn)有條件下：SCADA讀取精度問題能夠從以下方面處理：1）開發(fā)商與制造商共同加強SCADA規(guī)范，使數(shù)據(jù)真實可靠。2）加強SCADA維護，確保數(shù)據(jù)有效性、連續(xù)性。3、逐步進行改造，在統(tǒng)一要求計量點位置上加裝滿足精度要求電能表，滿足統(tǒng)計、對標、信息化管理需要。4、今后主機協(xié)議中對風電機組發(fā)電量計量裝置應(yīng)提出明確技術(shù)要求，滿足一致化需求。第1

9、7頁17人為數(shù)據(jù)標準化管理2人為數(shù)據(jù)定義：依據(jù)風電運維數(shù)據(jù)起源，可將整個風電數(shù)據(jù)分為兩大類：a、機器數(shù)據(jù)由各信息化系統(tǒng)自動搜集，數(shù)據(jù)搜集過程不用運維人員參加，比如機組SCADA搜集收據(jù)，在線振動檢測搜集數(shù)據(jù)。第18頁18b、人為數(shù)據(jù)：由人員活動產(chǎn)生，而且需要人員手動輸入才能進入系統(tǒng)數(shù)據(jù)。比如，定時維護數(shù)據(jù)，點檢數(shù)據(jù)，大修、技改數(shù)據(jù)，備件領(lǐng)用和償還數(shù)據(jù)，故障處理過程數(shù)據(jù)等。人為數(shù)據(jù)是風電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要組成部分，假如這部分數(shù)據(jù)不能順利地形成數(shù)字化進入系統(tǒng)，則風電運維信息化、智能化將是不完整，甚至無法真正實現(xiàn)！人為數(shù)據(jù)標準化管理2第19頁19示例二：工作票操作票電子化 運行管理是風電場層面日常業(yè)務(wù)管理

10、，也是規(guī)范運行人員工作、提升運行人員工作效率系統(tǒng)。運行管理提供值班統(tǒng)計、操作票、鑰匙管理中鑰匙申請等一些應(yīng)用程序都是在系統(tǒng)中經(jīng)過流程控制來完成，并自動統(tǒng)計這些應(yīng)用程序歷史統(tǒng)計，可供查詢，從而實現(xiàn)了風電場運行管理規(guī)范化、無紙化和自動化。使用紙質(zhì)工作票情況是情況，風機工作票從開始填票到開始執(zhí)行，大約需要4050分鐘，假如使用電子化票，大約只需要1020分鐘，不但大大降低了運維人員工作量，而且人為數(shù)據(jù)也比較完整地進入了系統(tǒng)。人為數(shù)據(jù)標準化2第20頁管理流程標準化3示例三：缺點閉環(huán)管理1、設(shè)備缺點可分為以下三類： 普通缺點：對設(shè)備安全運行影響較小，且普通不至于發(fā)展成為上述兩類缺點，并能維持其銘牌額定值

11、繼續(xù)運行，按程度允許列入日常、月、季（年）度檢修計劃中安排處理缺點。 緊急缺點：是指嚴重威脅人身、設(shè)備安全，隨時可能釀成事故，嚴重影響設(shè)備繼續(xù)運行而必須及時進行處理缺點。 重大缺點：是指對設(shè)備使用壽命或處理有一定影響，或可能發(fā)展成為緊急缺點，但尚允許短期內(nèi)運行或?qū)ζ溥M行跟蹤分析缺點。 電網(wǎng)企業(yè)普通按級分類：一級缺點、二級缺點、三級缺點20第21頁21缺點閉環(huán)管理流程系統(tǒng)報警：記錄設(shè)備編號和發(fā)生的日期及時確認：缺陷內(nèi)容和發(fā)現(xiàn)的人員故障通知：何時通知何人缺陷分類分析缺陷診斷，維修響應(yīng)參照作業(yè)指導(dǎo)書消缺消缺情況記錄處理人員，時間記錄效果驗收記錄要求：1）確定為缺點，必須開票，杜絕無票操作。2）按照缺

12、點等級，有序安排消缺。3）缺點、隱患各步驟執(zhí)行人不能相互兼職、替換，最主要是三種人不能替換。要有驗收環(huán)不能替換，驗收人不是各級執(zhí)行人，應(yīng)是各級安全員驗收把關(guān)。依據(jù)上述需求，編制標準化流程，杜絕無票操作，有序、閉環(huán)運維消缺。第22頁設(shè)備可靠性狀態(tài)劃分及統(tǒng)一4行業(yè)基本狀態(tài)劃分：22第23頁 風電場不可用狀態(tài)風電場可用、不可用狀態(tài)劃分及統(tǒng)一23第24頁 總而言之，按照設(shè)備類別來劃分，風電場不可用狀態(tài)細分以下：風電場不可用風電機組風電機組計劃停運風電機組非計劃停運場內(nèi)輸變電設(shè)備場內(nèi)輸變電設(shè)備計劃停運場內(nèi)輸變電設(shè)備非計劃停運場內(nèi)原因通訊中斷24第25頁模型解讀風電場狀態(tài)可用狀態(tài)場內(nèi)不可用狀態(tài)機組故障停運

13、損失機組計劃檢修停運損失場內(nèi)設(shè)備故障停運損失場內(nèi)設(shè)備計劃停運損失其他損失（機組自降容）場外不可用狀態(tài)限電停運損失電網(wǎng)故障停運損失電網(wǎng)計劃檢修停運損失災(zāi)害天氣停運損失依據(jù)狀態(tài)劃分，利用數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，對發(fā)電量損失步驟提出以下9種損失狀態(tài)： 25第26頁經(jīng)過規(guī)范機組運行狀態(tài)識別及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，經(jīng)過理論應(yīng)發(fā)電量計算工作，系統(tǒng)不但實現(xiàn)了損失電量細化分解并對各類損失狀態(tài)可進行深入深入分析。標準化管理工作，使原本含糊損失電量原因變得清楚化，明確了風電經(jīng)濟運行提升空間和方向，有放矢地指導(dǎo)了精維護、優(yōu)化運檢模式等工作，推進了風電管理體制機制創(chuàng)新，促進了數(shù)字化進步。26第27頁風電標準化工作，是數(shù)字化、信息化工作基礎(chǔ)

14、，包括面廣，是需求側(cè)管理重點和難點，一致化、標準化工作是否到位，決定了數(shù)字化、信息化成敗，希望引發(fā)開發(fā)商、制造商、獨立運維商高度重視，取得共識，建立統(tǒng)一規(guī)范標準體系。小結(jié)527第28頁主要業(yè)績和體會信息化運維關(guān)鍵-數(shù)字化體系建設(shè)B28第29頁1打造數(shù)字化風電場風電場統(tǒng)一監(jiān)控管理：實現(xiàn)對風電機組，變電站，智能電表等設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集,加工，存放，展示，以及AGC，AVC，設(shè)備控制等功效。自動化生成日報，月報，年報等信息。完成風電場生產(chǎn)數(shù)據(jù)一致性建設(shè)，基于IEC61400-25，IEC61850等標準建立風電場生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)。一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集：經(jīng)過機組振動，油液監(jiān)測，電氣一次設(shè)備數(shù)字化改造等技

15、術(shù)伎倆，對風電機組，主變等關(guān)鍵設(shè)備運行情況進行數(shù)據(jù)歸集，并傳輸至區(qū)域生產(chǎn)運行中心及遠端狀態(tài)診療中心。視頻監(jiān)控與智能巡檢：經(jīng)過在風電場關(guān)鍵部位安裝攝像頭，實現(xiàn)對場區(qū)和設(shè)備監(jiān)控。經(jīng)過點檢系統(tǒng)，對檢修人員定時巡檢進行有效管理。29第30頁1打造數(shù)字化風電場風電場環(huán)境監(jiān)控與功率預(yù)測：經(jīng)過數(shù)值天氣預(yù)報和風電場微氣象信息監(jiān)測，對災(zāi)害性天氣進行預(yù)警。基于數(shù)據(jù)同化與數(shù)值氣象預(yù)報系統(tǒng)融合技術(shù)，構(gòu)建一套風電場功率預(yù)測服務(wù)系統(tǒng)。數(shù)字化值班：基于廠家提供設(shè)備參數(shù)信息，實現(xiàn)對機組軟故障自動處理，對機組不可自愈故障通知檢修人員，實現(xiàn)自動監(jiān)盤等功效。設(shè)備輔助檢修：基于移動終端開發(fā)一套檢修輔助系統(tǒng)，檢修人員可實時獲取遠端教授

16、診療中心故障處理方案，并可錄制檢修過程，提升檢修效率。生產(chǎn)管理自動化：實現(xiàn)包含交接班、工器具、鑰匙管理、生產(chǎn)報表、工作票、操作票等生產(chǎn)運行管理中功效，實現(xiàn)遠程電子工作票，自動數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功效。30第31頁2建立數(shù)字化區(qū)域生產(chǎn)運行集控中心 以安全專用網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)，實現(xiàn)風電場遠程集中控制管理，遠程監(jiān)控平臺：監(jiān)控該區(qū)域下全部風電場設(shè)備生產(chǎn)運行情況。生產(chǎn)管理平臺：與風電場管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)同時，實現(xiàn)電子工作票，數(shù)據(jù)歸集等功效，生成日報，月報，年報等信息，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)管理。資產(chǎn)管理平臺：管理風電場資產(chǎn)，依據(jù)統(tǒng)一標準建立全壽命設(shè)備臺賬，規(guī)范化備品備件使用。數(shù)據(jù)分析平臺：對所屬各個風電場發(fā)電性能等指標進行挖掘分

17、析。狀態(tài)診療平臺：基于狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對機組，主變等關(guān)鍵設(shè)備運行情況進行診療與預(yù)警。31第32頁建立屬于自己私有云集團級云計算中心332基于設(shè)備虛擬化和任務(wù)作業(yè)調(diào)度技術(shù)，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存放，建立企業(yè)私有云系統(tǒng)，主要實現(xiàn)以下功效：1.生產(chǎn)監(jiān)控中心：監(jiān)控管理集團各區(qū)域企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)信息。2.生產(chǎn)管理中心：歸集各區(qū)域企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，完成生產(chǎn)管理規(guī)范。實現(xiàn)各區(qū)域貯備備件信息共享，便于集團范圍統(tǒng)一調(diào)度。3.性能分析中心：基于數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，分析風電機組發(fā)電性能。4.教授診療中心: 經(jīng)過協(xié)同診療平臺，幫助風場處理檢修過程中疑難雜癥，提升設(shè)備可利用率。第33頁推進風電信息化運維實現(xiàn)333 在實現(xiàn)設(shè)

18、備管理標準化，生產(chǎn)信息標準化、生產(chǎn)業(yè)務(wù)標準化、生產(chǎn)管理標準化、信息建設(shè)標準化基礎(chǔ)上，推進風電信息化運維實現(xiàn)。第34頁信息化運維實現(xiàn)-為設(shè)備精維護提供支撐434 精維護特點就是預(yù)防性維護、個性化維護，做到預(yù)防性就要挖掘機組隱患，做到個性化就要針對每臺機組對癥下藥，這些信息都要來自于風電場信息采集、積累、挖掘，而這正是風電場信息化運維目標所在。第35頁精維護前需要進行詳細數(shù)據(jù)分析第36頁華銳機組定檢標準歌美颯機組定檢標準依據(jù)數(shù)據(jù)分析，對癥下藥，制訂更高、更全方面維護標準第37頁組織保障-精維護前培訓(xùn)第38頁信息化運維實現(xiàn)-為設(shè)備性能優(yōu)化提供真實有效方案435 設(shè)備優(yōu)化運行能夠提升設(shè)備健康情況，提升

19、發(fā)電量。而設(shè)備優(yōu)化運行需要對機組進行深入分析和研究，數(shù)字化風電場提供了處理方案數(shù)字化風電場經(jīng)過對歷史數(shù)據(jù)挖掘，進行縱向、橫向?qū)Ρ?，使機組優(yōu)點、短處快速暴露，讓用戶知道怎樣優(yōu)化！第39頁5信息化運維實現(xiàn)-為實現(xiàn)無故障風電場提供了保障信息化運維以大數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒐收蠙C組原因統(tǒng)計出來，并能將機組隱患挖掘出來，經(jīng)過各種分析比較，進行數(shù)據(jù)價值創(chuàng)造，為問題處理找到方案，從而使設(shè)備愈加健康、穩(wěn)定運行，最終實現(xiàn)無故障風電場。36第40頁37信息化運維-使無人值守風電場成為可能4無故障風電場要求設(shè)備可靠，并能夠?qū)υO(shè)備的一些事件進行預(yù)測無人值守風電場除了對設(shè)備可靠性的要求之外，還要求對設(shè)備全面信息的實施監(jiān)控以

20、上要求正是風電運維標準化、數(shù)字化、信息化努力最終目標！第41頁主要業(yè)績和體會風電信息化運維意義及展望 三38第42頁1信息化、智能化建設(shè)帶來改變 依據(jù)風電行業(yè)海量數(shù)據(jù)量和部分功效計算量特點，采取大數(shù)據(jù)及云平臺技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從前期、基建、生產(chǎn)經(jīng)營、后評定一體化管理。風電運行商基于傳統(tǒng)生產(chǎn)運行監(jiān)控中心，經(jīng)過完善、改造、升級，利用實際運行數(shù)據(jù)開展風電場發(fā)電效益綜合分析方法研究，實現(xiàn)風電場應(yīng)發(fā)電量計算及各類損失電量分析；經(jīng)過細致分析造成損失電量原因及影響程度，找準影響發(fā)電量關(guān)鍵原因，并以此為導(dǎo)向，指導(dǎo)精細化管理提升工作開展；實施風電場深度后評價技術(shù)，利用虛擬測風等伎倆，全方面分析風電場風資源分布，發(fā)掘

21、前期規(guī)劃盲點，優(yōu)化風電場設(shè)計。39第43頁2信息化、智能化意義1）建立大數(shù)據(jù)庫，降低各種誤差，提升精細化管理水平2）能夠?qū)崿F(xiàn)風電設(shè)備安全、可靠、高效、經(jīng)濟運行，實現(xiàn)對設(shè)備全壽命周期管理。3）能夠精準計算能量可利用率，實時調(diào)整風場運行模式，降低損失電量，實現(xiàn)能量管理。4）提升檢修維護工藝水平，有效降低場內(nèi)原因造成電量損失和運維成本。5）減輕運維人員重復(fù)性工作量，降低運維人員勞動風險。6）借助（物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算），實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動獲取、匯總、分類、統(tǒng)計、挖掘，獲取有價值信息，為管理與決議提供依據(jù)。40第44頁41（1）標準化建立使得計算機系統(tǒng)能夠順利地識別規(guī)范化數(shù)據(jù)，也使得數(shù)字化有了數(shù)據(jù)之源。（2）數(shù)字化則是將運維數(shù)據(jù)進行計算機化，部分內(nèi)容進行自動化，使得大量數(shù)據(jù)保留和查閱得以實現(xiàn)（紙質(zhì)數(shù)據(jù)保留和查閱都比較困難），也使得運維人員能夠?qū)C組數(shù)據(jù)進行快捷對比和分析，同時減輕了運維人員工作量。（3