2024數(shù)字化形影系統(tǒng)在風電機組智能診斷中的應用

數(shù)字化形影系統(tǒng)在風電機組智能診斷中的應用

Thursday,July18,20242一、數(shù)字化為風電產(chǎn)業(yè)帶來什么？一、數(shù)字化驅動風電創(chuàng)新3中國制造2025智能制造→智能創(chuàng)造→質量變革，數(shù)字化、“兩化”融合抒寫著風電新篇章。一、數(shù)字化驅動風電創(chuàng)新4面對市場細分和精分，智能設計加速創(chuàng)新，適應快速變化的市場形勢。

智能設計智能制造

智能試驗

智能運營參數(shù)化設計◆風輪直徑的系列化◆塔筒高度的系列化◆風場設計等級的系列化……信息化的數(shù)據(jù)管理并行工程設計…參數(shù)化設計數(shù)字化設計◆柔性系統(tǒng)配置?！艏啥雀?，功能、效率大幅提升?！糁悄芑臄?shù)據(jù)傳感、采集和分析和自學習，

數(shù)據(jù)趨于透明。

一、數(shù)字化驅動風電創(chuàng)新5

智能制造縮短生產(chǎn)周期，提升工藝水平，加強質量控制，全面提升產(chǎn)品的可靠性。智能設計智能制造

智能試驗驗證

智能運營數(shù)字化工廠數(shù)據(jù)流◆實現(xiàn)以BOM為核心的PLM-SPM-MES-ERP的數(shù)字化數(shù)據(jù)集成。數(shù)字化工廠設備◆使用智能裝備、智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)制造過程的優(yōu)化控制、智能調度、實現(xiàn)生產(chǎn)及設備運行狀態(tài)監(jiān)控、保證生產(chǎn)車間的均衡生產(chǎn)，提高車間績效。一、數(shù)字化驅動風電創(chuàng)新6

智能試驗確保設計閉環(huán)。智能設計智能制造

智能試驗

智能運營部件測試數(shù)據(jù)的集成◆力學性能測試、振動測試、EMC試驗、高低溫試驗、防塵防腐試驗……部件型式試驗數(shù)據(jù)集成◆葉片、齒輪箱、主控系統(tǒng)、邊槳系統(tǒng)……全功率試驗和原型機測試數(shù)據(jù)集成◆變流器-發(fā)電機聯(lián)調試驗、全功率試驗、樣機安全功能、載荷、性能、電能質量測試……風場風機運行數(shù)據(jù)集成◆SCADS數(shù)據(jù)、秒級數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)、振動監(jiān)測數(shù)據(jù)……一、數(shù)字化驅動風電創(chuàng)新7智能運營打造生態(tài)圈式自運營模式，即智慧工廠。智能設計智能制造

智能試驗驗證智能運營ROADS◆Real-time實時+On-demand按需+All-online全在線+DIY個性化自助+Social社交化交流與分享（數(shù)據(jù)互聯(lián)互通）。端到端(End-to-End)◆大數(shù)據(jù)在支撐端到端的智能運營模式上，增加了數(shù)據(jù)的透明性，集結成本、質量和交付的數(shù)字化數(shù)據(jù)運營體系。建立數(shù)字化生態(tài)運行圈。8二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化9數(shù)字化地圖風場微觀選址風資源數(shù)據(jù)機位點風數(shù)據(jù).1離散化風數(shù)據(jù)仿真載荷數(shù)據(jù)庫功率曲線數(shù)據(jù)庫數(shù)字化仿真工具2健康數(shù)據(jù)監(jiān)測多約束發(fā)電量動態(tài)增容特殊環(huán)境設計壽命預測5CADCAE試驗設計（DOE）多學科綜合（MDO）樣機測試數(shù)據(jù)風場SCADA數(shù)據(jù)秒級數(shù)據(jù)34傳統(tǒng)系統(tǒng)集成設計，碎片化的數(shù)據(jù)流二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化風能公共服務平臺(PC版&移動版)權威性的高時空分辨率風資源數(shù)據(jù)庫權威性的高分辨率地理信息數(shù)據(jù)庫權威性的全國主要氣候災害數(shù)據(jù)庫精準查風、找風風能資源可開發(fā)量評估及經(jīng)濟性評價PC端與手機端互聯(lián)，指導現(xiàn)場選址風資源數(shù)值模擬高性能計算云平臺(PC版）一站式、流程化、規(guī)范化、共享化業(yè)務處理微尺度CFD風流場精細化計算風電場多維度智能優(yōu)化（機型混排、機型柔性配置應用）與風能公共服務平臺交互，不同尺度風流模型鏈整合能源指南風資源/地理信息數(shù)字化數(shù)據(jù)庫→機組平臺化設計數(shù)字化輸入2.1自動優(yōu)化風機排布實現(xiàn)多種經(jīng)濟指標優(yōu)化：AEP最高、LCOE最低、IRR最優(yōu)、均衡考慮發(fā)電量及度電成本的優(yōu)化多種優(yōu)化模式可選：標準模式；詳細模式。多方面因素考慮：初始投資、管理運營成本、貸款、通貨膨脹、系統(tǒng)折舊等詳細的項目投資劃分：涉及風機成本、風場建設成本、財務成本等方面風輪直徑陸地-潮間帶-海上2.X2.5X3.X6.X10二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化112.2參數(shù)化邊界條件輸入→基于載荷的模塊化系統(tǒng)工程設計系統(tǒng)數(shù)字化設計工具集Modelica/Bladed/Flex系統(tǒng)可靠性設計RAMAS/FTA/FMEA系統(tǒng)工程數(shù)字化故障信息閉環(huán)管理（FRACAS）需求管理（CRM）SystemfunctionsFunction1.1Function1.2Function1.3Function2Function1Function2.1Function2.2項目管理（PM）系統(tǒng)平臺層系統(tǒng)資源層系統(tǒng)應用層載荷安全包絡機型的柔性拓展智能化機型匹配二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化系統(tǒng)工程數(shù)字化的輸入→面向對象（CAX）的協(xié)同設計設計工具集CAD/CAE/CAPP/EDA協(xié)同仿真數(shù)字化物料供應鏈管理（SPM/SCM）產(chǎn)品生命周期管理（PLM）項目管理（PM）系統(tǒng)平臺成層系統(tǒng)資源層系統(tǒng)應用層參數(shù)化建模/虛擬裝配結構/熱/電磁仿真計算拓撲優(yōu)化虛擬系統(tǒng)集成→真實物理世界系統(tǒng)集成的映射物理集成CADCAE/CAX虛擬集成物理世界與虛擬世界的映射122.3二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化132.4數(shù)字化試驗體系現(xiàn)狀試驗數(shù)據(jù)的“采”、“存”、“用”、“聯(lián)”、“智”痛點依托高鐵產(chǎn)業(yè)核心試驗資源材料力學試驗振動試驗高低溫試驗淋雨試驗EMC試驗齒輪箱疲勞試驗全功率試驗樣機型式測試CNAS實驗室試驗數(shù)據(jù)的多樣性U盤計算機工作站服務器云風電機組運行數(shù)據(jù)（WTOD）×試驗報表二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化14數(shù)字化試驗數(shù)據(jù)應用架構（1）數(shù)字化試驗體系應用架構（2）試驗數(shù)據(jù)與測試對象的互聯(lián)互通，實現(xiàn)“半實物仿真”，“數(shù)字孿生”，支撐機組的智能運行。二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化15風場數(shù)據(jù)中心服務數(shù)據(jù)監(jiān)控與預警基于秒級數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對風機運行狀態(tài)的分析與數(shù)據(jù)挖掘，及時定位亞健康風機，并實現(xiàn)App的推送。實現(xiàn)風機運行關鍵秒級數(shù)據(jù)的采集，對風機運行關鍵狀態(tài)實現(xiàn)實時監(jiān)控。2.5數(shù)字化智能運維→“半實物仿真”的根本基于模型的運行拓展控制基于運行條件的控制基于機組的狀態(tài)控制二、系統(tǒng)集成設計的數(shù)字化162.6數(shù)字化系統(tǒng)解決方案整機系統(tǒng)方案深度優(yōu)化低風速區(qū)域葉片設計主動載荷控制塔筒高度可選控制策略定制及重構低風速標桿風電場——華電郴州太平里風電場2016年度發(fā)電量超出設計值近30％內部收益率高達28.7%低風速領域的先行者行業(yè)標準《低風速風力發(fā)電機組選型導則》唯一整機商參編單位2MW-D121機型以國際最快速度獲取DNV.GL型式認證2MW-D110機型是行業(yè)內率先推出并通過鑒衡認證華電郴州太平里風電場2016年：6m/s,2613h整機系統(tǒng)方案深度優(yōu)化低風速區(qū)域葉片設計主動載荷控制塔筒高度可選控制策略定制和重構差異化環(huán)境適應能力-低風速方案17三、數(shù)字化形影系統(tǒng)的應用18數(shù)字化形影系統(tǒng)解決方案狀態(tài)數(shù)據(jù)仿真輸入改型優(yōu)化故障模型原型機智能機在線監(jiān)測/載荷測試風場樣機強度校核實時仿真機虛擬樣機大數(shù)據(jù)中心19連接失效疲勞破壞機組損毀預緊力螺栓測試系統(tǒng)超聲波應用超聲波原理螺栓測試數(shù)據(jù)分析校正螺栓設計與選型螺栓計算與校核螺栓施工與維護高強度螺栓設計案例一.高強度螺栓設計及應用復現(xiàn)1.1高強度螺栓設計20案例一.高強度螺栓設計及應用復現(xiàn)1.2高強螺栓風場測試傳動鏈螺栓塔筒螺栓21案例一.高強度螺栓設計及應用復現(xiàn)1.3葉根螺栓預緊力仿真螺栓編號疲勞損傷螺栓編號隨機預緊力修正模型敏感性分析影響分析案例二.發(fā)電機振動故障復現(xiàn)及應用222.1風場發(fā)電機振動異常故障特征頻譜轉頻：20Hz正常頻譜正常機組時域故障機組時域減震件選型方法案例二.發(fā)電機振動故障復現(xiàn)及應用232.2大量試驗定位故障輸入案例二.發(fā)電機振動故障復現(xiàn)及應用242.3故障仿真復現(xiàn)及解決方案A型彈支驅動端高點：1200rpmB型彈支驅動端高點：8