風電場智能化運維技術規(guī)范

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風電場智能化運維技術標準

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XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

發(fā)布

目次

前言....................................................................................III

1范圍...................................................................................1

2標準性引用文件.........................................................................1

3術語和定義.............................................................................1

4根本規(guī)定...............................................................................2

5實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).......................................................................3

5.1功能..............................................................................3

5.2實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成..............................................................3

5.3風力發(fā)電機傳動鏈振動數(shù)據(jù)采集......................................................3

5.4風力發(fā)電機塔筒數(shù)據(jù)采集............................................................4

5.5風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集........................................................4

5.6風力發(fā)電機葉片數(shù)據(jù)采集（供參考）.................................................5

5.7數(shù)據(jù)采集儀.........................................................................5

6實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)......................................................................6

6.1現(xiàn)場通信..........................................................................6

6.2現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)及網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)............................................................6

6.3無線通信系統(tǒng)......................................................................7

6.4數(shù)據(jù)傳輸技術要求..................................................................8

7風電場智能化運維系統(tǒng)..................................................................8

7.1一般規(guī)定..........................................................................8

7.2功能...............................................................................8

7.3配置..............................................................................10

7.4系統(tǒng)管理..........................................................................12

8運行與維護............................................................................13

8.1一般規(guī)定.........................................................................13

8.2運行..............................................................................13

8.3維護..............................................................................14

8.4人員管理..........................................................................16

8.5按照報表上傳.....................................................................16

8.6運維值班流程......................................................................16

8.7點檢..............................................................................16

8.8庫件管理..........................................................................16

8.9維修流程..........................................................................16

8.10人員來往.........................................................................17

附錄A1資料性附錄）風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測的傳感器型號推薦.............................18

附錄B1資料性附錄）效勞器數(shù)據(jù)庫表設計...............................................21

附錄C（資料性附錄）風電場智能維護系統(tǒng)設計圖.........................................23

附錄D（資料性附錄）風電場智能億運維流程.............................................24

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刖百

本標準按GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1局部：標準的結構和編寫》的規(guī)定編制。

本標準由山西省工業(yè)和信息化廳提出并監(jiān)督實施。

本標準由山西省物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術標準化技術委員會歸口。

本標準起草單位：

本標準主要起草人：

風電場智能化運維技術標準

1范圍

本標準規(guī)定了風電場風力發(fā)電機組、場內集電線路、送出線路及站內一次、二次設備的平安管理、

生產(chǎn)運行、檢修與維護、應急管理等方面數(shù)字化信息化智能化標準要求。

本標準適用于風電場在役機組智能化運行維護、檢修與監(jiān)測工作，其也類型風電場的運維系統(tǒng)的相

關工作可參照執(zhí)行。

2標準性引用文件

以下文件對于本文件的應用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。但凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

以下文件對于本文件的應用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。但凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

DL/T666-1999風力發(fā)電場運行規(guī)程

NB/T31129-2018風力發(fā)電機組振動狀態(tài)評價導則

GB/T35854-2018風力發(fā)電機組及其組件機械振動

GB/T25383-2010風力發(fā)電機組風輪葉片

GB/T25385-2019風力發(fā)電機組運行及維護要求

GB/T30966.6-2014風力發(fā)電機組風力發(fā)電場監(jiān)控系統(tǒng)通信第6局部：狀態(tài)監(jiān)測的邏輯節(jié)點類和

數(shù)據(jù)類

NB/T31045-2013風電場運行指標與評價導則

GB/T35204-2017風力發(fā)電機組平安手冊

DL/T796風力發(fā)電場平安規(guī)程

DL/T797風力發(fā)電場檢規(guī)程

3術語和定義

DL/T666-1999、GB/T25385-2019、NB/T31045-2013、GWT35204-2017>DL/T796、DL/T797確

立的以及以下術語和定義適用于本文件。

風電場windfarm

由一批風力發(fā)電機組或風力發(fā)電機組群（包括機組單元變壓器）、聚集線路、主升壓變壓器及其他

設備組成的發(fā)電站。

智能化InteIlectuaIization

由現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、行業(yè)技術、智能控制技術聚集而成的針對風電場設備進

行監(jiān)控的各種的智能技術手段的集合C

運維operintionandmaintenance

根據(jù)電網(wǎng)狀況、調度要求、天氣條件、變電場站及風力發(fā)電機^狀況等，對風力發(fā)電機組進行標準

操作,并且根據(jù)設計要求、機組狀態(tài)、數(shù)據(jù)分析結果，對風力發(fā)電組進行定期維護、狀杰檢修、故障處

理、缺陷處理等，排除隱患和系統(tǒng)故障的工作，以確保機組平安穩(wěn)定運行。

數(shù)據(jù)采集dataacquisition

利用傳感器等，采集有效反響風力發(fā)電機狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

狀態(tài)監(jiān)測conditionmonitoring

檢測和采集反映風力發(fā)電機組狀態(tài)的信息和數(shù)據(jù)。

診斷diagnostics

為確定故障或失效的性質（種類，狀況，程度），而檢查病癥和癥候群。

故障fault

當風力發(fā)電機組的一個部件或組件劣化，或出現(xiàn)反常狀態(tài)，可能導致風力發(fā)電機組失效，此時部件

所處的狀態(tài)。

報警alarm

當遇到選定參數(shù)或其邏輯組合異常，要求采取糾正動作時,用于通知人員而設計的運行信號或信息。

4根本規(guī)定

4.1風電場智能化運維系統(tǒng)應包括實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及集成系統(tǒng)。

4.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設置應滿足運行管理的要求。

4.3監(jiān)測數(shù)據(jù)的單位和有效位數(shù)應統(tǒng)一。

4.4保障風電場智能化運維系統(tǒng)的網(wǎng)絡平安

4.4.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡應才起平安隔離措施，網(wǎng)絡出口應設硬件防火墻；

4.4.2通信網(wǎng)絡應采用冗余設計，并應設置備用通道；

4.4.3通信網(wǎng)絡應對系統(tǒng)管理員、操作人員進行身份鑒別和分級管理，并對系統(tǒng)管理員的操作進行審

計。

4.5風電場智能化運維系統(tǒng)的密碼使用和管理，應符合國家密碼管理規(guī)定。

5實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

5.1功能

5.1.1完成對各風力發(fā)電機被監(jiān)控部位狀態(tài)信號的實時同步采集、處理：

5.1.2將原始數(shù)據(jù)、分析結果等遠程發(fā)送給現(xiàn)場實時狀態(tài)監(jiān)測與智能故障診斷系統(tǒng)；

5.1.3接受現(xiàn)場實時狀態(tài)監(jiān)測與智能故障診斷系統(tǒng)的遠程控制以及參數(shù)的設定等功能。

5.2實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成

實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括振動傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、接近開關傳感器、電流互感器、電

壓互感器、應變片、煙霧傳感器、視頻音頻監(jiān)控探頭、數(shù)據(jù)采集儀以及配套設施等。

5.3風力發(fā)電機傳動鏈振動數(shù)據(jù)采集

5.3.1雙饋風力發(fā)電機〔具體測點位置情況根據(jù)風力發(fā)電機組齒輪箱結構以及型號的不同可能存在差

異〕

雙饋風力發(fā)電機傳動鏈局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用見表1。

表1雙饋風力發(fā)電機傳動鏈局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用

測點所屬部位安裝位置傳感器測量參數(shù)范圍靈敏度

1主軸前軸承軸承座低頻加速度傳感器振動加速度0.1Hz-7000Hz500mv

主軸

2主軸后軸承軸承座低頻加速度傳撼器振動加速度0.1HZ-7000HZ500mv

3齒輪箱低速端箱體軸承座低頻加速度傳感器振動加速度0.1HZ-7000HZ500mv

4齒輪箱一級行星輪箱體部位高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

5齒輪箱齒輪箱二級行星輪箱體部位高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

6齒輪箱定釉輪系箱體部位高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

7齒輪箱高速端箱體軸承座高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

8發(fā)電機前端軸承座處而頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

9發(fā)電機后端軸承座處高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

10發(fā)電機發(fā)電機定子側A相電流傳感器電流0A-2000A2A

11發(fā)電機定子側B相電流傳感器電流0A-2000A2A

12發(fā)電機定子側C相電流傳感器電流0A-2000A2A

5.3.2直驅風力發(fā)電機

直驅風力發(fā)電機傳動鏈局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用見表2。

表2直驅風力發(fā)電機傳動鏈局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用

測點所屬部位安裝位置傳感器振動參數(shù)范圍靈敏度

1主軸前軸承軸承座低頻加速度傳感器振動加速度0.1HZ-7000HZ500mv

主軸

2主軸后軸承軸承座低頻加速度傳感器振動加速度0.1Hz-7000Hz500mv

3發(fā)電機前端軸承座處高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

4發(fā)電機后端軸承座處高頻加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000HzlOOmv

5發(fā)電機發(fā)電機定子側A相電流傳感器電流0A-2000A2A

6發(fā)電機定子側B相電流傳感器電流0A-2000A2A

7發(fā)電機定子側C相電流傳感器電流0A-2000A2A

5.4風力發(fā)電機塔筒數(shù)據(jù)采集

風力發(fā)電機塔筒局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用見表3,監(jiān)測示意圖見圖1。

圖1塔筒監(jiān)測示意圖

表3風力發(fā)電機機傳動鏈局部的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用

檢測位置安裝位置測點數(shù)量傳感器測量參數(shù)

鋼架塔筒底部法蘭鋼架塔筒底部法蘭

9個應變片應力

連接處連接處

第一段法蘭連接處

第一段法蘭連接處4個應變片應力

(9.935m)

第二段法蘭連接處

第二段法蘭連接處9個應變片應力

(24.284m)

5.5風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用見表4。

表4風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的具體測點、測量參數(shù)以及傳感器選用

測點安裝位置傳感器監(jiān)測參數(shù)范圍靈敏度

偏航1偏航電機1數(shù)字加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000Hz0.01g

2偏航電機1溫度傳感器溫度-50℃-550℃0.5℃

3偏航電機2數(shù)字加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000Hz0.01g

4偏航電機2溫度傳感器溫度-50℃-550℃05c

5偏航電機3數(shù)字加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000Hz0.01g

6偏航電機3溫度傳感器溫度-50℃-550℃0.5C

7偏航電機4數(shù)字加速度傳感器振動加速度0.5Hz-14000Hz0.01g

8偏航電機4溫度傳感器溫度-50℃-550℃05c

5.6風力發(fā)電機葉片數(shù)據(jù)采集〔供參考〕

葉片的狀態(tài)監(jiān)測點應在足夠多的截面上進行，被監(jiān)測的截面數(shù)目取決于葉片的類型和尺寸，但至少

應分析四個截面，并且在幾何形狀/或材料不連續(xù)的位置處應分析附加的截面，應變片推薦型號見表5,

具體詳細情況請根據(jù)GB/T25385-2019中要求進行。

表5應變片推薦型號

敏感棚尺寸

產(chǎn)品型號標稱阻值/Q靈敏度系數(shù)精度等級

長x寬/mm

BX120-100AA100x31202.08±1%A

5.7數(shù)據(jù)采集儀

5.7.1數(shù)據(jù)采集儀應滿足以下要求：

a）滿足嚴苛工業(yè)環(huán)境的要求；

b）低功耗設計,無風扇，-40℃、85c的工作環(huán)境溫度；

c）抗強電磁干擾和浪涌保護；

d）鞏固的外殼設計，抗沖擊；

e）獨特的軍品級設計與工藝，適合于各種惡劣環(huán)境及軍事應用；

f）高可靠的電源；

g）支持更寬的電源輸入范圍（12V-48V）,適合惡劣電源環(huán)境使用。

5.7.2采集儀振動信號通道指標要求：

a）精確度±0.5樂

b）線性度誤差優(yōu)于1%；

c）頻響0.1Hz?30kHz（可定制）；

d）增益1倍：

e）輸出電壓W正負5V（峰值）；

f）噪聲WIOuV（輸入端對地短路）。

5.7.3采集儀電流信號通道指標要求：

a）線性度好，輸出線性度可達0.1%,真實再現(xiàn)了被測量電流的波形；

b）準確度高：20%?120%額定電流范圍內產(chǎn)品整體精度在±0.5%以內；10%?20%額定電流范圍內

產(chǎn)品整體精度在±1.0%以內；

c）頻帶范圍寬，頻帶可達700kHz,諧波一致性好，正確傳輸各次諧波；

d）極小的相位偏移，50Hz相移小于0.7度，小于國標規(guī)定值。

5.7.4采集儀數(shù)字采集性能要求：

a）最大采樣頻率51.2KHz,采樣精度24bit,采樣時間和采集頻率可以根據(jù)程序調整；

b）所有通道平坦相應頻帶內通道間相差小于0.1度；

c）信號采集觸發(fā)方式可以設置為手動觸發(fā)，外觸發(fā)，信號觸發(fā)。

6實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

6.1現(xiàn)場通信

實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)建設要滿足施工簡單、數(shù)據(jù)實時性好、平安性高、設備維護工作量少的要求，系

統(tǒng)所用通信設備應能保證數(shù)據(jù)平安、可靠地傳輸至數(shù)據(jù)效勞器。

6.2現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)及網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)

6.2.1現(xiàn)場通信子系統(tǒng)

a）連接所有風力發(fā)電機的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)由多個環(huán)組成，每個環(huán)網(wǎng)內的風力發(fā)電機組臺數(shù)為

8臺，每個環(huán)網(wǎng)之間沒有數(shù)據(jù)交換進行了vlan劃分。

b）現(xiàn)場監(jiān)控電腦和現(xiàn)場效勞器組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)，監(jiān)控電腦和效勞器和每個環(huán)網(wǎng)之間進行數(shù)據(jù)交

換，劃分為一個vlan。

c）由防火墻和路由器組成的外放訪問系統(tǒng)，只有效勞器可以通過防火墻訪問外部網(wǎng)絡，其他環(huán)網(wǎng)

內設備和監(jiān)控電腦均不可訪問外網(wǎng)。

6.2.2現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)功能

現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)用于連接效勞器和每臺風力發(fā)電機，風力發(fā)電機、風力發(fā)電機、效勞器之間采用光纖連接,

在每臺風力發(fā)電機塔基安裝有光纖環(huán)網(wǎng)交換機,交換機的兩個光口分別連接通往兩頭風力發(fā)電機的光纖

接口上。交換機的網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接到塔頂機艙內的交換機，機艙內的交換機為5口交換機分別連接機

艙內的有線數(shù)據(jù)采集儀和攝像頭。

現(xiàn)場監(jiān)控電腦和現(xiàn)場效勞器通過機房的隔離交換機連接，可實現(xiàn)監(jiān)控電腦、效勞器和環(huán)網(wǎng)設備的訪

問。組成內網(wǎng)子系統(tǒng)，不受外界網(wǎng)絡的干擾?，F(xiàn)場路由器和防火墻進來的外部網(wǎng)絡接口接入效勞器的單

獨端口，通過端口映射的方式，使得外網(wǎng)可以訪問效勞器的指定web端口，而其他端口則無法訪問，即

使外網(wǎng)出現(xiàn)問題也不會影響系統(tǒng)的正常運行。

圖2現(xiàn)場通信示意圖

6.3無線通信系統(tǒng)

本系統(tǒng)針對風電場選取的測點，安裝相應的傳感器，采集振動信號和溫濕度信號等參數(shù)，傳感器節(jié)

點采用IIC總線形式連接終端節(jié)點，并通過組建的無線通信網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)處理、融合，經(jīng)過RS232接口

傳輸?shù)骄W(wǎng)關，網(wǎng)關將ZigBee數(shù)據(jù)包解析成TCP/IP數(shù)據(jù)包，通過光纖網(wǎng)絡傳輸至集控中心數(shù)據(jù)庫管理平臺，

將采集的真實、有效的數(shù)據(jù)保存在SQL數(shù)據(jù)庫中，對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和挖掘，移動終端可以通

過Inlernel遠程訪問數(shù)據(jù)庫。

6.3.1風電場的無線通信網(wǎng)絡架構：

a）最底層為部署在風力發(fā)電機組的傳感器節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點組成的ZigBee通信子網(wǎng)；

b）網(wǎng)關通過協(xié)議轉換負責將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至風力發(fā)電機的光纖網(wǎng)絡；

c）從單臺風力發(fā)電機到控制中心的光纖通信：

d）控制中心的數(shù)據(jù)庫管理平臺c

圖3無線通信系統(tǒng)整體構架

6.3.2無線通信設備要求

終端節(jié)點模塊包含ADXL345低功耗三軸加速度計和SHT10數(shù)字式溫濕度傳感器，處理器模塊采用

CC2530,傳感器通過IIC總線與處理器CC2530相連，模塊的天線采用的是2.4G的棒狀天線，通信性能良

好，節(jié)點采用低功耗模式，供電電池可滿足現(xiàn)場要求。

6.4數(shù)據(jù)傳輸技術要求

a）IEEE802.3u100BASE-T快速以太網(wǎng)

b）通訊協(xié)議：CSMA/CD

c）轉發(fā)帶寬：3.2Gbps,線速無阻塞轉發(fā)，端口典型延遲＜5us

d）交換速率：148800pps

e）MAC地址表：8/4K

f）流量控制：全雙工遵循IEEE802.3X半雙工使用背壓流控BackPressure技術；

g）電接口：數(shù)量：3?8口

h）RJ45接口連接端子

i）10/100BaseT（X）自適應，

j）MDI/MDI-X自動交叉，

1＜）仝雙工和半雙工自動切換

1）光纖接口：數(shù)量：0?2口

m）可提供SC、ST、FC的單模或多模接口

n）多膜傳輸距離：2km

o）單膜傳輸距離：20km-120km

P）電源輸入、報警輸出：5針航空端子

q）繼電器報警輸出：0.3A

7風電場智能化運維系統(tǒng)

7.1一般規(guī)定

7.1.1風電場智能化運維系統(tǒng)要求

風電場智能運維系統(tǒng)應利用最新的傳感器檢測、信號處理、大數(shù)據(jù)分析等技術，針對風力發(fā)電機組

的各項性能、振動及電量等參數(shù)進行實時在線/離線監(jiān)測，在風力發(fā)電機組的運行過程中，能夠自動判

別風力發(fā)電機性能劣化趨勢，及時制定檢修策略，系統(tǒng)應具有監(jiān)測參數(shù)設置、趨勢曲線顯示、遠程報警、

設備故障診斷和手自動控制、報警閥值設定、用戶及權限管理、操作記錄、數(shù)據(jù)匯總分析及檢修策略制

定等豐富功能，使運行、維護、管理人員對風力發(fā)電機及風電場的運行維護到達平安高效智能的目的。

7.1.2風電場智能化運維系統(tǒng)宜對以下環(huán)境平安報警信號進行監(jiān)測

a）機艙內煙感信號；

b）機艙內環(huán)境條件。

7.2功能

7.2.1風電場智能運維系統(tǒng)功能要求：

a）在通過采集系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)后，及時處理從而實現(xiàn)對風力發(fā)電機部件的準確監(jiān)測、顯示、診斷；

b）系統(tǒng)結構必須是開放式的和具有可拓展性，便于系統(tǒng)部件更改、升級；同時需要預留足夠數(shù)據(jù)

接口端，方便其它系統(tǒng)接入；

c）提供移動化、電子化的辦公管理和生產(chǎn)運行管理功能。通過分析風電場管理流程并且對該流程

進行平臺化處理，形成風電場智能化管理流程；

d）用戶權限管理。是通過設置訪問權限保證系統(tǒng)平安機制；

e）實時接收、記錄本地監(jiān)測的報警信息，并應形成報警日志；

f）多級權限管理；

g）支持滿足標準的工業(yè)型數(shù)據(jù)接口及協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；

h）采用Web瀏覽器/效勞器的方式對外開放；

i）自動校時。

圖4系統(tǒng)功能模塊劃分

7.2.2狀態(tài)監(jiān)測模塊功能要求

a）顯示工藝流程畫面及運行參數(shù)；

b）實時監(jiān)測風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)；

c）顯示每臺風力發(fā)電機的每個測點的每個指標的具體值，并且可以查看相應值的歷史數(shù)據(jù)；

d）顯示每臺風力發(fā)電機實際風功率曲線和設計風功率曲線，可以知道風力發(fā)電機的發(fā)電性能，從

而得出風力發(fā)電機組運行狀態(tài)。

表6監(jiān)測指標

測點分類指標名稱測點分類指標名稱

1、均值1、有效值

2、有效值2、峰值

3、峰值三相電流測點3、峭度指標

4、波形指標4、周波有效值

有線振動測點5、峰值指標5、諧波畸變率

6、脈沖指標1、有效值

7、裕度指標地相（零序）2、負序電流不平衡度

8、峭度指標3、零序電流不平衡度

7.2.3故障診斷模塊功能要求

a）集成多種智能方法對風力發(fā)電機組關鍵部位進行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷；

b）將收集到的風力發(fā)電機各維度數(shù)據(jù)信息進行智能化分析,提取故障信息；

c）顯示設備運行過程中出現(xiàn)的故障或隱患；

d）進行風力發(fā)電機組設備運行狀態(tài)預測，運行壽命預測以及風力發(fā)電機組退化狀態(tài)評估。

7.2.4軟件頁面顯示功能要求

7.2.4.1主頁顯示要求

主頁主要顯示當前所有風力發(fā)電機采集儀的運行情況。當風力發(fā)電機運行時，轉速大于0,相應風

力發(fā)電機對應的圖標也會旋轉，圖標式方顯示當前轉速。轉速下方的狀態(tài)標識有四種顏色，分別為綠色

（正常），黃色（預警），紅色（警告），灰色（未監(jiān)測）。

綠色：設備運行正常，相應測點沒有出現(xiàn)異常。

黃色：風力發(fā)電機組評估指標為較差，有待觀察。

紅色：相應風力發(fā)電機出現(xiàn)的某測點出現(xiàn)故障，點擊相應風力發(fā)電機轉跳到狀態(tài)監(jiān)測查看故障部位

和故障原因。

灰色：設備不在線，不在線可能的情況是監(jiān)測設備本身故障、設備還沒有安裝、網(wǎng)絡故障等，可以

通知管理員查看故障原因。

7.2.4.2狀態(tài)監(jiān)測頁面要求

顯示每臺風力發(fā)電機的每個測點的每個指標的具體值，并且可以查看相應值的歷史數(shù)據(jù)，并且每個

測點的當天故障情況也可以查看。界面主要有側邊欄和主顯示區(qū)，當點擊某臺風力發(fā)電機時顯示概覽圖，

概覽圖主要是顯示每個振動通道的實時有效值和每個測點傳感器安裝的位置。

7.2.5數(shù)據(jù)庫存儲模塊功能要求

a）應具備實時連續(xù)循環(huán)采集功能；

b）采集數(shù)據(jù)長度應清足測量點所在轉軸的6個?10個周期（全轉速范圍內）；

c）數(shù)據(jù)存儲策略應包含基于時間條件的敗據(jù)存儲、基于再件條件的數(shù)據(jù)存儲。

7.2.5.1基于時間條件的數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)應具備定時存儲功能，時間間隔可設置，至少滿足6h一次.

7.2.5.2基于事件條件的數(shù)據(jù)存儲

a）基于報警再件的數(shù)據(jù)存儲：系統(tǒng)應具備至少預警和報警兩個級別的觸發(fā)采集及存儲功能，報警

閾值可設置。

b）基于工況事件的數(shù)據(jù)存儲（推薦）：系統(tǒng)應能同步采集風力發(fā)電機運行工況信息，如轉速、功

率、變槳、偏航、風速等值息，根據(jù)工況信息進行觸發(fā)采集。

7.3配置

7.3.1風電場智能化運維系統(tǒng)硬件組成

a）效勞器；

b）工作站；

c）軟件顯示系統(tǒng)；

d）電源系統(tǒng)和網(wǎng)絡通信設備。

7.3.2效勞器配置應符合以下規(guī)定：

a）應采用獨立的效勞器，不應與其他系統(tǒng)共享；

b）備份數(shù)據(jù)的存儲設備應與監(jiān)控中心物理隔離；

c）效勞器的數(shù)量應按照監(jiān)控點數(shù)、數(shù)據(jù)處理量和速度等需求確定；

d）效勞器宜采用冗余設計；

e）效勞器CPU、內存占用率應小于75%。

/.3.3網(wǎng)絡通信設備應符合以下規(guī)定：

a）宜由路由器、網(wǎng)絡交換機、便件防火墻、網(wǎng)絡機柜等組成；

b）應支持DDN專線、DSL、LAN、無線公網(wǎng)等接入方式，并應支持遠程訪問技術及相關加密協(xié)議；

c）宜采用冗余模式。

7.3.4智能化故障診斷方法集成

7.3.5.1多狀態(tài)量閾值調整技術

對采集的數(shù)據(jù)均方根值進行相對標準化處理，采用相對標準法：

a）采用經(jīng)典的五點滑動平均法，對數(shù)據(jù)進行降噪處理，消除振動特征數(shù)據(jù)之間的隨機性影響；

b）計算風力發(fā)電機穩(wěn)定運行期的均方根值所對應的狀態(tài)數(shù)據(jù)平均值，設為標準值；

c）最后將均方根值除以標準值，得到均方根相對值。

%=歷（4玉+3/+213+匕）

,然=（（8-2+肛+5+%）.............................⑴

二而（怎-3+2/_2++4%）

”=（（一乙_3+乙-2+2^-1+3%）

自適應的閾值學習算法

通過對多通道不同工況下的振動數(shù)據(jù)進行閾值的自學習構建具有自適應能力的專家知識庫，對采集

的實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析：

a）對原始數(shù)據(jù)進行線性變化，將數(shù)值映射到［0,1］的范圍內，變換函數(shù)如下：

q-X-XmM

"X3一Xmin......................................

b）計算振動監(jiān)測數(shù)據(jù)的概率密度分布

f（Xi，a,0、=mJ2n%,i=l,2,…,N............................⑶

c）使用形狀參數(shù)尋優(yōu)算法擬合振動監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)的概率密度分布

與=In{叫/[2的/（X，a,7?）]}.........⑷

d）根據(jù)標準貝塔分布，計算該分布參數(shù)下的雙側a分位數(shù)

e）計算得到振動監(jiān)測數(shù)據(jù)預警閾值區(qū)間[Thresholdl,Threshold2]:

THreshol41=%x（Xmx-Xmin）+Xmin...........................⑸

THreshol"2=4x（X11m-X*）+X*...........................（6）

7.3.5.3改良型小波包結合包絡譜故障診斷

a）將改良型的節(jié)點重構小波包與希爾伯特包絡譜相結合，用于針對風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)這種非

平穩(wěn)類型信號的故障診斷；

b）用消除了頻帶錯亂缺陷的改良小波包算法將中心頻率不等于高頻嚙合頻率或固有振動頻率的

頻帶濾除，別離出包含調制頻率的高頻重構頻帶局部；

c）再通過Hilbert包絡解調，濾掉高頻固有振動頻率局部，最終將低頻的故障頻率解調出來。

7.3.5.4改良型的節(jié)點重構小波包聯(lián)合概率神經(jīng)網(wǎng)絡）的故障診斷

一種改良型的節(jié)點重構小波包算法構建頻帶能量譜，并聯(lián)合概率神經(jīng)網(wǎng)絡的新方法進行風力發(fā)電機

組故障診斷。

a）通過將風力發(fā)電機組故障實驗臺的實際故隙軸承信號進行改良型的小波包變換；

b）提取各子代節(jié)點信號構建頻帶能量譜作為概率神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入特征量；

c）利用PNN建立頻帶能量譜與故障的非線性對應關系來完成風力發(fā)電機組故障的智能識別和分

類。

7.3.5.5基于深度學習的風力發(fā)電機齒輪箱故障診斷

a）卷積神經(jīng)網(wǎng)絡在訓練過程中自動生成特征提取器；

b）對原始輸入進行兩次卷積池化，提取到更抽象、更深層的特征并通過全連接層得到完整的特征

表征；

c）構建基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的特征提取模型和由模糊多分類器構成的模糊識別模型。

7.3.5.6基于單子帶重構改良算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡結合的風力發(fā)電機智能故障診斷

a）由定子電流傳感器采集的電流信號經(jīng)過前置濾波放大后，輸入計算機內；

b）在matlab中用單子帶重構改良算法對時域信號進行分析；

c）選取各小波系數(shù)的子信號帶中的高頻子帶和最高層的低頻子帶作為特征域，提取特征量；

d）歸一化后將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，同時在神經(jīng)網(wǎng)絡中參加了自學習策略，使智能故障診

斷系統(tǒng)在測試不斷的自我完善。

7.4系統(tǒng)管埋

系統(tǒng)管理可以修改程序運行過程中的一些必要數(shù)據(jù)和閾值。其中分析需要的數(shù)據(jù)是根據(jù)風力發(fā)電機

結構和齒輪箱內部結構決定的，閾值是根據(jù)長期經(jīng)驗值設置，所有設置必須由管理員或者專家操作。操

作控制可以設置采集儀采集并保存原始數(shù)據(jù)的方式和時間，提供應專家以進行更專業(yè)全面的分析。具體

界面顯示見圖11。

圖5界面設置的操作界面

8運行與維護

8.1一般規(guī)定

a）風電場智能化運維系統(tǒng)應制定相應的運行管理及維護制度。

b）風電場智能化運維系統(tǒng)應明循專責維護人員。

c）運行維護人員發(fā)現(xiàn)故障或接到設備故障報告后，應及時進行處理。

d）風電場智能化運維系統(tǒng)的運行維護尚應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《GB/T25385-2019風力發(fā)電機組運

行及維護要求》的有關規(guī)定,

8.2運行

8.2.1運行原則

a）使用單位應保證系統(tǒng)正常運行的環(huán)境。

b）智能化運維系統(tǒng)應對運行參數(shù)進行分析，指導風力發(fā)電機的運行及調節(jié)

c）故障發(fā)生后，應及時通知維護人員，并啟動相應的應急預案。

d）使用單位建立維護維修保障機制，以保證維護維修工作順利開展。

8.2.2智能化運維系統(tǒng)的運行應符合以下規(guī)定

a）每天定時查看采集數(shù)據(jù)實時波形；

b）每天定時查看數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)給出的時域指標以及前一天的數(shù)據(jù)趨勢；

c）每周定時查看數(shù)據(jù)指標的趨勢變化情況，及時了解風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)；

8.2.3運行監(jiān)視規(guī)定

a）風電場運行人員每天應按時記錄當?shù)靥鞖忸A報，了解氣候狀況，做好風電場平安運行的事故預

想和對策；

b）運行人員每天應定時通過主控室計算機的屏幕監(jiān)視風力發(fā)電機組各項參數(shù)變化情況；

c）運行人員應根據(jù)計算機顯示的風力發(fā)電機組參數(shù)，檢查分析各項參數(shù)變化情況，發(fā)現(xiàn)異常情況

應通過計算機屏幕對該機組進行連續(xù)監(jiān)視，并根據(jù)變化情況做出必要處理，同時在運行日志上

寫明原因，進行故障記錄與統(tǒng)計。

8.2.4風電場巡檢規(guī)定

正常巡視

a）風電場應制定正常巡檢方案、內容和巡檢路徑。

b）風電場的定期巡視運行人員應按方案定期對風力發(fā)電機組、風電場測風裝置、升壓變電站、場

內高壓配電線路進行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，并登記在缺陷記錄本上。

c）巡檢時應目視檢查風力發(fā)電機組外觀有無明顯缺陷，檢查風力發(fā)電機組在運行中有無異常響

聲、葉片運行狀態(tài)、調向系統(tǒng)動作是否正常，電纜有無絞纏情況等。

d）檢查風力發(fā)電機組各局部是否漏油。

8.2.4.2特殊巡視

a）當發(fā)生沙塵暴、臺風等氣候異常、或機組非正常運行進行過事故搶修（或大修）、或新設備（技

術改造）投入運行后，需要增加特殊巡回檢杳內容（必要時增加特巡次數(shù)）。

b）特殊巡檢后應單獨填寫特巡記錄。

8.2.5運行方法

8.2.3.1值班管理

a）建立白天值班巡檢記錄，值班人員負責系統(tǒng)的處理工作，使系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)；

b）交接班時，交班人員應確認當前運行情況。

8.2.3.2設備管理

a）應檢查傳輸中的線路情況；

b）應檢查各個設備的主要部件，應無嚴重腐蝕現(xiàn)象；

c）應檢查各個系統(tǒng)的軟件情況；如不能使用，應重新安裝、更新或升級；

d）應檢查各個系統(tǒng)的顯示情況，不應有缺損。

8.2.6當智能化運維系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測功能失效時，應按以下程序進行處理：

a）各本地監(jiān)控站應不間斷有人值守；

b）立即查找監(jiān)測功能失效原因；

c）對相關設備或軟件進行維修；

d）利用備份資料對軟件系統(tǒng)進行修復，對數(shù)據(jù)進行恢復。

8.3維護

8.3.1智能化運維系統(tǒng)的硬件維護應符合以下規(guī)定：

a）應定期檢查、維護硬件設備、設施；

b）應定期進行UPS電源斷電保持測試。

8.3.2智能化運維系統(tǒng)的軟件維護應符合以下規(guī)定：

a）應定期檢查軟件系統(tǒng)的運行狀態(tài)；

b）應定期進行病毒查殺與平安漏洞排查，定期進行殺毒軟件病毒代碼庫升級；

c）應定期備份應用系統(tǒng)軟件；

d）應定期維護和備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；

e）系統(tǒng)新模塊開發(fā)、調試及投入運行不應影響原系統(tǒng)正常運行。

8.3.3本地智能化運維系統(tǒng)的硬件維護應符合以下規(guī)定：

a）應建立設備運行狀態(tài)臺帳，并應確保其時效性與完整性；

b）溫度、壓力等就地指示性儀表應按相關標準定期進行檢定與校準。

8.3.4本地智能化運維系統(tǒng)的軟件維護應符合以下規(guī)定：

a）軟件的安裝應由專業(yè)技術人員完成，并做好相應記錄；

b）軟件的修改、升級應報有關部門，同意前方可實施；

c）監(jiān)測運行模塊應集中備份、定期整理，并應做好更新時間記錄。

8.3.5通信網(wǎng)絡維護應符合以下規(guī)定：

a）應定期檢查通信設備、設施，保證運行完好；

b）應定期檢查通信線路，保證線路通暢。

8.3.6風電設備維護：

8.3.6.1日常維護

風力發(fā)電機組維護、檢杳要求：

a）風力發(fā)電機組的定期登塔檢查維護，應將機組手動停機后，置于維護狀態(tài)下進行。

b）運行人員登塔檢查維護應不少于兩人。運行人員登塔要使用平安帶、戴平安帽、穿平安鞋以及

放墜裝備。零配件及工具必須單獨放在工具袋內，工具袋必須與平安繩聯(lián)結牢固，以防墜塔砸

傷他人。

c）檢查風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)和齒輪箱以及其他潤滑系統(tǒng)有無泄漏，油面、油溫是否正常，油面

低于規(guī)定時要及時加油。

d）對設備螺栓應定期檢查、緊固。

e）對液壓系統(tǒng)、齒輪箱、潤滑系統(tǒng)應定期取油樣進行化驗分析，對軸承潤滑點定時注油

f）對爬梯、平安帽、照明設備等平安設施應定期檢查

g）控制箱應保持清潔，定期進行清掃

8.3.6.2定期檢修

a）在定期維護時需對如下部件的狀態(tài)進行檢查：葉片、齒輪箱、發(fā)電機、塔架、剎車系統(tǒng)、偏航

系統(tǒng)、傳感器、主軸、各部位螺栓、控制系統(tǒng)等部件。

b）除狀態(tài)檢查外應定期進行有關平安及功能性試驗，包括：超速、葉片順槳、正常和緊急停機試

驗。

c）檢修中的測量包括剎車間隙、螺栓預緊力、接地電阻、計量系統(tǒng)的標定、油品取樣化驗以及發(fā)

電機的部位的絕緣測量。

d）定期檢修還應包括對整個機組的清理，如：漏油的清理、灰塵清理；濾清器清理。

8.3.6.3事故檢修

當風力發(fā)電機組一些大的部件損壞，如葉片、發(fā)電機、齒輪箱等，需要拆下來修理，這種故障如果

產(chǎn)生較大數(shù)額的修理費用，應該定義為一般設備事故。事故發(fā)生后，應立即組織專家分析原因以及處理

措施，然后與廠家聯(lián)系索賠或請專業(yè)廠家進行修理。如果某個部件經(jīng)常出現(xiàn)故障時，應考慮安排配備事

故備件。

8.3.6.4維護和維修應符合GB/T25385-2019的要求。

8.3.7故障處理要求

a）當系統(tǒng)有異常報警信號時，運行人員應按規(guī)程檢查系統(tǒng)報警信號來源，檢查與之有關系的其他

信號指標是否異常；

b）假設信號指標出現(xiàn)異常，應及時查看信號趨勢圖，利用系統(tǒng)所給出的智能診斷算法進行故障確

認，并做出相應的應急措施：

c）假設信號出現(xiàn)誤報、漏報情況，應及時記錄并于工程人員進行聯(lián)系，對系統(tǒng)參數(shù)進行修正；

d）當機^運行過程中發(fā)生過速、葉片損林、結冰等可能發(fā)生高空墜物的情況時，不應就地操作，

運行人員應通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行遠停機，并設立平安防護區(qū)域，防止人員進入可能存在危險

的區(qū)域.

e）用機組起火時，應立即停機，并斷開連接此臺機組的線路斷路器.同時報警

f）當機^制動系統(tǒng)失效時,應立即根據(jù)專項處理方案做相應處理.

8.4人員管理

風電場人員管理按照廠長統(tǒng)籌管理，主要任命值長和檢修班長，值長安排運維人員，檢修班長安排

檢修人員的管理體系進行設計。

8.5按照報表上傳

生產(chǎn)報表包括生產(chǎn)日報、生產(chǎn)月報和生產(chǎn)年報，主要有值班人員核實當天風電場運行情況，并將相

關情況發(fā)送到上級管理部門。

8.6運維值班流程

生產(chǎn)運行主要包括運行記錄內容，運行記錄包括停機記錄、故障記錄和運行日志調度記錄三局部內

容。停機記錄主要是對風力發(fā)電機組停機情況進行管理。故障記錄主要記錄風力發(fā)電機組故障情況。運

行日志主要對日常工作中的運行工作情況進行記錄。

同時包含當風力發(fā)電機出現(xiàn)異常時，值班人員發(fā)起流程，值長審核的報警過程。

8.7點檢

風電場點檢過程為風電場指定的運維人員定期按照一定的標準對風電場指定設備進行預防性檢查

的流程，包含取得設備的狀態(tài)信息，填寫記錄檢測表，準確掌握設備技術狀況，維持和改善設備工作性

能，預防事故發(fā)生，減少停機時間，延長設備壽命，降低維修費用，保證正常生產(chǎn)。

8.8庫件管理

設備管理模塊是針對于風電場運行維護過程中所需的備品備件、工裝工具進行管理。工裝工具信息

主要包括了各自備件的庫存信息以及維修人員對風力發(fā)電機維修前后所借物品的借用和歸還信息進行

記錄。備品備件管理涉及到備品備件庫存信息、備品備件出入庫信息。

8.9維修流程

維修用于管理風電場運行維護過程中維修維護需求的生成以及維修方案的制定。風電場維修人員通

過方案管理制定風電場維修維護方案然后維修人員根據(jù)維護方案對風電場的指定風力發(fā)電機設備進行

維修。當風電場的維修維護完成后，相應的工作人員總結風力發(fā)電機故障原因以及針對于風機故障提出

解決方案并將維修維護風力發(fā)電機的過程和維修過程中總結出的經(jīng)驗錄入到維修維護模塊的維修維護

記錄中以供下次維修維護做參考、具體流程按照附錄C所示。

8.10人員來往

風電場在日常生活、生成中，也伴隨在和外界人員進行交流活動。并記錄人員來往記錄。其記錄主

要包括來往人員、時間、陪同人員等c

附錄A

〔資料性附錄〕

風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測的傳感器型號推薦

表A.1振動傳感器參數(shù)

型號780B785A

靈敏度lOOmV/g500mV/g

靈敏度誤差±10%±5%

頻率響應(±3dB)0.5Hz-14kHz0.2Hz-14kHz

頻率響應(±10)6)0.7Hz-9kHz0.5Hz-9kHz

頻率響應(±5%)1.0Hz-7kHz0.7Hz-5kHz

頻譜噪聲@10Hz7pg/VHz2.5ng/VHz

加速度范圍50g峰值10g峰值

共振頻率30kHz30kHz

溫度范圍-50C?120℃-50℃?120℃

尺寸(六角頭X長度)18mmx45mm22mmx53mm

表A.2電流傳感器參數(shù)

型號RT2000

測量方式羅氏線圈

供電方式感應供電

測量范圍0A-2000A

帶寬(3db)500KHZ

溫度范圍-10匕~65℃

尺寸(測量直徑)55mm

表A.3接近開關傳感器參數(shù)

型號NI15-M30-AP6X

感應距離1.5cm

溫度范圍-50℃?120℃

尺寸(直徑X長度)30mmX60mm

表A.4電流互感器參數(shù)

型號TA32BM

輸入,輸出5A,25mA

匝