2024海上風(fēng)電大會：海上風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)及挑戰(zhàn)

海上風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)及挑戰(zhàn)發(fā)展現(xiàn)狀CONTENT風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)智慧運(yùn)維1發(fā)展現(xiàn)狀《2023年全球海上風(fēng)電報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到6430萬千瓦，同比增長16%。其中，中國、英國、法國等國海上風(fēng)電裝機(jī)增量尤為顯著其中。全球浮式海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量為18.8萬千瓦，歐洲浮式海上風(fēng)電裝機(jī)量累計(jì)達(dá)到17.1萬千瓦，占全球總量的90%以上。我國連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居全球最大海上風(fēng)電市場，2023年海上風(fēng)電新增裝機(jī)量約720萬千瓦，成為推動(dòng)全球海上風(fēng)電裝機(jī)量增長的絕對主力?！笆奈濉逼陂g，我國沿海地區(qū)海上風(fēng)電規(guī)劃容量約5500萬千瓦。預(yù)計(jì)2024全年總體新增裝機(jī)7500~8000萬千瓦，其中，海上1200-1500萬千瓦；2025全年總體新增裝機(jī)8500~9500萬千瓦，其中，海上1500-2000萬千瓦；2030全年總體新增裝機(jī)將超過2億千瓦，其中，海上大于5000萬千瓦。4發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)根據(jù)CWEA數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2022年我國下線的最大單機(jī)容量海上風(fēng)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)從11MW提升至18MW后，2023年進(jìn)一步提高到20MW，且推出超大單機(jī)容量海上風(fēng)電機(jī)組的廠家更多，機(jī)型產(chǎn)品也更為豐富。截至2023年年底，我國已下線單機(jī)容量達(dá)到16MW的海上風(fēng)電機(jī)型有7款，其中的4款達(dá)到18MW及以上。2024年6月5日，由東方電氣自主研制的首臺18兆瓦半直驅(qū)大功率海上風(fēng)電機(jī)組，當(dāng)前全球已安裝的最大功率等級海上風(fēng)電裝備，在廣東省汕頭市成功完成吊裝，標(biāo)志著全球已安裝的海上風(fēng)電機(jī)組功率等級邁入新的里程碑。2023年全球最大的漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組下線，單機(jī)容量達(dá)到16~18MW，將被安裝在中電建萬寧海上漂浮式項(xiàng)目樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)電場中。此項(xiàng)目計(jì)劃安裝東方風(fēng)電、運(yùn)達(dá)股份、中車株洲所、電氣風(fēng)電。其中，東方電氣與中車株洲所在2024年下線漂浮式機(jī)型，將成為漂浮式市場的看點(diǎn)之一。52運(yùn)維模式-維護(hù)團(tuán)隊(duì)海上風(fēng)電場相對陸上風(fēng)電場存在單機(jī)容量大、作業(yè)窗口期受限、交通不便與作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，當(dāng)前海上風(fēng)電運(yùn)維模式主要包括自主運(yùn)維和第三方運(yùn)維兩種：自主運(yùn)維模式：風(fēng)電場擁有維護(hù)團(tuán)隊(duì)和設(shè)備的企業(yè)自行負(fù)責(zé)風(fēng)電場的日常運(yùn)維工作。優(yōu)點(diǎn)：能夠更好地控制維護(hù)質(zhì)量和時(shí)間，減少風(fēng)電機(jī)組故障的停機(jī)時(shí)間。缺點(diǎn)：成本較高，需要投入大量的人力和物力。第三方運(yùn)維模式：風(fēng)電場將運(yùn)維工作外包給專業(yè)的維護(hù)公司。優(yōu)點(diǎn)：能夠減少企業(yè)的運(yùn)維成本，提高風(fēng)電場的效益。第三方運(yùn)維公司通常擁有人力資源保障，具備一定的風(fēng)電運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識。缺點(diǎn)：企業(yè)與第三方進(jìn)行合作，需要確保運(yùn)維公司的專業(yè)性和可靠性。7運(yùn)維模式-交通船舶運(yùn)維母船運(yùn)維母船88運(yùn)維模式-備件管理服務(wù)中心庫服務(wù)站風(fēng)電場9運(yùn)維模式-大部件管理鏈33風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)從全球海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)趨勢看，未來海上風(fēng)電項(xiàng)目LCOE（即平準(zhǔn)化度電成本）將不斷下降，單體風(fēng)機(jī)容量正逐漸增大，站址的選擇不斷地向深遠(yuǎn)海邁進(jìn)，離岸越遠(yuǎn)，傳統(tǒng)固定式風(fēng)機(jī)建設(shè)成本越高、機(jī)組穩(wěn)定性要求變高、運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)越大等，對海上風(fēng)電運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)的難度不斷增大。運(yùn)維窗口期短安全風(fēng)險(xiǎn)高人員專業(yè)化水平不足專業(yè)裝備少供應(yīng)支持難度大運(yùn)維質(zhì)量不可控風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn) 被動(dòng)運(yùn)維模式向主動(dòng)預(yù)防運(yùn)維模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)預(yù)檢預(yù)修，寸風(fēng)必?fù)?，度電必爭！制定方案現(xiàn)場處理制定方案現(xiàn)場處理計(jì)劃停機(jī)故障預(yù)警4智慧運(yùn)維-輕量化風(fēng)機(jī)預(yù)警系統(tǒng)“哨塔”系統(tǒng)“哨塔”系統(tǒng)以實(shí)用優(yōu)先的思路，對傳統(tǒng)智慧風(fēng)場方案進(jìn)行精簡，離網(wǎng)部署于風(fēng)電場以開展預(yù)警分析，實(shí)現(xiàn)以大部件健康狀態(tài)評估為主的輕量級風(fēng)機(jī)預(yù)警系統(tǒng)?！耙暂^低的成本，基于現(xiàn)有的設(shè)備和數(shù)據(jù)，安全可靠地實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的部件預(yù)警和性能評估”智慧運(yùn)維-輕量化風(fēng)機(jī)預(yù)警系統(tǒng)新增預(yù)警服務(wù)器內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)頁訪問標(biāo)配智慧運(yùn)維-輕量化風(fēng)機(jī)預(yù)警系統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)行機(jī)理統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)行機(jī)理SCADA數(shù)據(jù)智慧運(yùn)維-智能服務(wù)機(jī)器人物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智慧運(yùn)維-智能服務(wù)機(jī)器人1)機(jī)艙掛軌巡檢機(jī)器人目前風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)巡檢通過人工檢測方式進(jìn)行，海上風(fēng)機(jī)平均一年巡檢兩至三次，陸上風(fēng)機(jī)平均三個(gè)月巡檢一次。人工巡檢存在以下問題：1.人工成本和時(shí)間成本高，巡檢周期較長2.高危場景，存在人身傷害風(fēng)險(xiǎn)3.對監(jiān)測人員經(jīng)驗(yàn)要求較高，易出現(xiàn)誤判情況4.難以形成體系化巡檢檔案1.代替人工巡檢，降低人身傷害風(fēng)險(xiǎn)；2.極大降低人工和時(shí)間成本，一天多次巡檢；3.全周期檢測管理，及時(shí)檢測事故隱患，降低故障率。·液位計(jì)場景和需求350*250*400mm場景和需求350*250*400mm290*160*290mm405*330*650mm智慧運(yùn)維-智能服務(wù)機(jī)器人2)磁吸附爬壁機(jī)器人風(fēng)機(jī)塔筒整體形狀為下粗上細(xì)的錐形桶造型，表面存在縱向焊縫及環(huán)形焊縫兩種凸起障礙。維護(hù)作業(yè)內(nèi)容包括塔筒油污清洗、焊縫檢測兩種作業(yè)工況。目前普遍采用吊籃或蜘蛛人等形式進(jìn)行高空作業(yè)。下方人工拉拽進(jìn)行移動(dòng)，工作效率低、且安全隱患較大，成本高。1.多應(yīng)用場景：油污清洗、除銹噴涂、焊縫檢測；2.降低人工成本和人員安全隱患；3.具備清洗回收功能，降低環(huán)境污染；4.多機(jī)協(xié)同調(diào)度，集群作業(yè)，可增加工作效率。爬壁機(jī)器人，可在塔筒壁面進(jìn)行自由移動(dòng)，安裝清洗設(shè)備、無損檢測設(shè)備、攝像頭設(shè)備等進(jìn)行相關(guān)的清洗、探傷、檢查工作，大大提高安全性，減少人力投入。智慧運(yùn)維-智能服務(wù)機(jī)器人3)葉片內(nèi)部檢測機(jī)器人風(fēng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，葉片內(nèi)部容易出現(xiàn)鼓包、褶皺、脫膠、裂痕等現(xiàn)象，目前該問題主要靠人工定期巡檢，而人工定期巡檢容易出現(xiàn)漏檢、誤檢、檢測不全面和記錄不完整等現(xiàn)象，并且作業(yè)環(huán)境惡劣，高空作業(yè)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)電葉片內(nèi)部檢測機(jī)器人是針對國內(nèi)風(fēng)電葉片的檢測設(shè)計(jì)研發(fā)的。該系統(tǒng)由控制器、電纜盤、爬行器組成。由爬行器攜帶攝像頭進(jìn)入葉片內(nèi)部，沿葉片腹腔或腹板上行進(jìn)，采集圖像、拍攝照片，將數(shù)據(jù)通過線纜傳輸?shù)娇刂破魃线M(jìn)行顯示和存儲。減輕人員工作量、替代人員爬進(jìn)傾斜葉片。機(jī)智慧運(yùn)維-智能服務(wù)機(jī)器人4)葉片外部檢測機(jī)器人風(fēng)機(jī)葉片在運(yùn)行中受風(fēng)蝕環(huán)境影響大，表面保護(hù)層容易損壞，繼而產(chǎn)生集塵、結(jié)垢，嚴(yán)重影響發(fā)電效率。葉片高空運(yùn)轉(zhuǎn)，雷電、冰雹、雨雪、沙塵、颶風(fēng)等造成危害更為嚴(yán)重。未及時(shí)發(fā)現(xiàn)的裂紋擴(kuò)展到玻纖層內(nèi)部，將造成重大損失。1.提高葉片可靠性，減少葉片停機(jī)時(shí)間，延長葉片壽命；2.巡檢效率高，大大降低人工維護(hù)成本；3.克服視距和視角的限制，巡檢更精細(xì)；4.減少人工登塔次數(shù)，保障巡檢人員的人身安全?？梢圆捎脵C(jī)器人替代人工作業(yè)方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)電葉片檢測，真空吸附機(jī)器人系統(tǒng)可以搭載高清視頻、超聲檢測、圖像傳輸?shù)葯z測儀、通信和存儲等裝置和儀器，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電葉片的全面檢測，以及關(guān)鍵區(qū)域的快速重點(diǎn)檢查，相關(guān)檢測結(jié)果以可視化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的方式匯總給運(yùn)維檢修人員、技術(shù)專工及管理人員，為消除安全隱患、科學(xué)決策提供幫助。智慧運(yùn)維-智能