2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

在風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維發(fā)展論壇上，哈電風(fēng)能有限公司運(yùn)維工程技術(shù)總監(jiān)鄧棟發(fā)表了題為《征程·數(shù)字化運(yùn)維》的主題演講。

鄧棟：各位專家，各位同仁，大家下午好！今天我的題目是征程數(shù)字化運(yùn)維，工業(yè)4.0大背景下，數(shù)字化運(yùn)維是一個(gè)長(zhǎng)期不斷發(fā)展的話題。我會(huì)從數(shù)字化運(yùn)維的理解、準(zhǔn)備、應(yīng)用以及展望等幾個(gè)方面和大家一起交流。

在交流之前，回應(yīng)剛才主持人所講的，我們今年最大的變革，就是從原來(lái)湘電風(fēng)能有限公司轉(zhuǎn)變?yōu)楣婏L(fēng)能有限公司，先簡(jiǎn)單介紹一下這兩個(gè)企業(yè)。哈爾濱電氣集團(tuán)作為共和國(guó)制造業(yè)的長(zhǎng)子，經(jīng)過(guò)70年的發(fā)展，基本上涵蓋了核電、水電、氣電、風(fēng)電各個(gè)領(lǐng)域的布局，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國(guó)防事業(yè)做出了重要的貢獻(xiàn)。哈電風(fēng)能有限公司作為哈電集團(tuán)一個(gè)子公司，我們成立于2006年，主要是從事兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)，目前累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)七千臺(tái)左右。

回到正題，首先想跟大家交流的是，我們對(duì)于數(shù)字化運(yùn)維的理解。數(shù)字化運(yùn)維的層次，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低端到高端可以分為五個(gè)層次：經(jīng)濟(jì)性運(yùn)維、計(jì)劃性維護(hù)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、自迭代自學(xué)習(xí)以及虛擬現(xiàn)實(shí)。應(yīng)急性維護(hù)，當(dāng)你的機(jī)組出現(xiàn)故障，我去解決故障進(jìn)行的一個(gè)維護(hù)。計(jì)劃性維護(hù)，就是根據(jù)一些文件手冊(cè)，你提前制定這種運(yùn)維的計(jì)劃，預(yù)測(cè)性維護(hù)就是經(jīng)常所講的，根據(jù)故障預(yù)警主動(dòng)的運(yùn)維，自迭代自學(xué)習(xí)，機(jī)組根據(jù)自身的運(yùn)行數(shù)據(jù)，機(jī)組自主發(fā)出運(yùn)維指令，最后的虛擬現(xiàn)實(shí)，通過(guò)現(xiàn)在AR、VR技術(shù)，本部人員一樣可以身臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的指導(dǎo)。

對(duì)于數(shù)字化運(yùn)維內(nèi)涵可以分為三個(gè)階段，分別是電氣化、數(shù)字化和智能化，對(duì)應(yīng)這三個(gè)階段，我們需要做的工作是打造能量流、業(yè)務(wù)流和信息流。目前已經(jīng)完成電氣化和能量化的打造，如何做好數(shù)字化和信息流的打造，未來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化滿足業(yè)務(wù)流。換句話說(shuō)，從原來(lái)人機(jī)物聯(lián)到現(xiàn)在應(yīng)該如何做好萬(wàn)物互聯(lián)，以及到未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)萬(wàn)事互聯(lián)，不同的三個(gè)階段。數(shù)字化運(yùn)維也做了很多工作，為數(shù)字化運(yùn)維做了一些準(zhǔn)備，首先是一個(gè)平臺(tái)的建設(shè)，我們依托于國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室建立了大數(shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)中心主要是服務(wù)于優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行性能等等。目前我們的大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及完成了包含設(shè)計(jì)、服務(wù)、管理等等在內(nèi)的設(shè)計(jì)模型大概有一百多個(gè)。

第二個(gè)就是團(tuán)隊(duì)建設(shè)，我們的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)主要是有三支團(tuán)隊(duì)組成的，一支是服務(wù)團(tuán)隊(duì)，服務(wù)人數(shù)大概是八百人左右，主要是負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)的安裝調(diào)試以及維護(hù)。第二個(gè)團(tuán)隊(duì)是質(zhì)量管控團(tuán)隊(duì)，人數(shù)大概是70人左右，主要負(fù)責(zé)機(jī)組的質(zhì)量建造以及產(chǎn)品檢驗(yàn)和風(fēng)場(chǎng)巡檢，第三支團(tuán)隊(duì)是技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)人數(shù)大概是二百人左右，主要是負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)支持，技改以及重大問(wèn)題分析以及重大的技改等等。

第三個(gè)準(zhǔn)備工作，我們這么多年在運(yùn)維事業(yè)上面一些技術(shù)的積累。我下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)，我們?cè)谶\(yùn)維技改或者運(yùn)維方式上的一些比較經(jīng)典的案例。第一個(gè)，我們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中或多或少在自動(dòng)盤(pán)的表面會(huì)形成一定的凹槽，久而久之如果不去處理它，嚴(yán)重地不僅僅是影響制動(dòng)的性能，甚至?xí)绊戯L(fēng)機(jī)的安全。如果更換自動(dòng)盤(pán)維護(hù)費(fèi)用是非常的，主要是吊車(chē)的費(fèi)用非常高昂。那么我們所采用的這種自動(dòng)盤(pán)在線制造技術(shù)，通過(guò)焊接工藝，一體化加工對(duì)它切削，在線的修復(fù)。修復(fù)完成之后，我們修復(fù)后的自動(dòng)盤(pán)在尺寸和性能上，和原自動(dòng)盤(pán)基本上保持一致。但是它的施工周期是大大的降低了，它的維護(hù)費(fèi)用下降了90%左右。偏航噪音也是比較偏見(jiàn)的問(wèn)題，嚴(yán)重會(huì)引起居民的投訴，很多業(yè)主深有同感引起居民的投訴，甚至?xí)绊懓l(fā)電，因?yàn)椴蛔屇惆l(fā)電。對(duì)于偏航噪音這一塊，我們主要是對(duì)偏航剎車(chē)片的機(jī)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)構(gòu)上主要是采用表面45的溝槽以及導(dǎo)源角的結(jié)構(gòu)，材質(zhì)原來(lái)硬質(zhì)變成軟質(zhì)材質(zhì)，來(lái)降低偏航的噪音。

水冷噪音也是機(jī)組主要噪音來(lái)源之一，我們主要是采用鐮刀形葉輪結(jié)構(gòu)電機(jī)，從根源上降低配合控制策略，從根源上降低電機(jī)的運(yùn)行頻率，來(lái)降低噪音的源頭。高強(qiáng)度螺栓，剛才有專家也介紹了，也是非常關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)，高強(qiáng)度螺栓涉及到風(fēng)機(jī)的安全。我們同樣也建立了一套高強(qiáng)度緊部件全服役周期的檢驗(yàn)與分析平臺(tái)，通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)入平臺(tái)，它有一個(gè)一體化的分析。葉片的優(yōu)化，它是機(jī)組提質(zhì)增效這一塊最有效的方式之一，我們?cè)谌~片優(yōu)化這一塊主要是有兩個(gè)，一個(gè)是葉片延長(zhǎng)技術(shù)，一個(gè)是氣動(dòng)輔件。葉片延長(zhǎng)技術(shù)包含的葉尖、葉根，以及葉根的以小換大技術(shù)。氣動(dòng)輔件主要是渦流發(fā)生器和擾流板。根據(jù)我們的案例，我們發(fā)現(xiàn)葉片延長(zhǎng)技術(shù)的年發(fā)電量可以提升10%左右，氣動(dòng)輔件可以提升2%以上。

偏航系統(tǒng)也是非常關(guān)鍵的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)于偏航系統(tǒng)效能的優(yōu)化，主要是從硬件、軟件以及系統(tǒng)改造。硬件方面主要是氣壓站結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及新型的抗冰凍型的。軟件主要是采用參數(shù)定制化開(kāi)發(fā)，以及常說(shuō)的一級(jí)預(yù)測(cè)。系統(tǒng)改造像早期這種直接偏航的方式，我們改造為變頻偏航的方式，不僅起到柔性啟動(dòng)，還包括偏航系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行之后，因?yàn)槁┯驮斐傻囊幌盗袉?wèn)題，制動(dòng)力下降問(wèn)題，都通過(guò)變頻偏航系統(tǒng)起到一定的緩解作用。

第四部分想跟大家交流的是，因?yàn)閿?shù)字化運(yùn)維離不開(kāi)數(shù)據(jù)，我們對(duì)于數(shù)據(jù)應(yīng)用的一些典型案例。主軸承是非常關(guān)鍵的部件，對(duì)于主軸承，簡(jiǎn)單介紹一下幾個(gè)預(yù)警模型。第一個(gè)預(yù)警模型就是主軸承溫升異常模型，這個(gè)模型是根據(jù)機(jī)組，它跟自身歷史數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ龋偌由纤珖?guó)同類機(jī)組的橫向?qū)Ρ龋l(fā)現(xiàn)主軸承溫升的異常點(diǎn)。第二個(gè)就是主軸承健康狀態(tài)預(yù)警模型，主要是采用振動(dòng)數(shù)據(jù)，將時(shí)域的振動(dòng)數(shù)據(jù)映射到特征，然后再進(jìn)行分類。目前振動(dòng)模型準(zhǔn)確率是非常高的，可以達(dá)到96.7%，能夠清晰地分辨出主軸承三種狀態(tài)，健康狀態(tài)、輕微磨損狀態(tài)和嚴(yán)重磨損狀態(tài)。

發(fā)現(xiàn)主軸承的問(wèn)題之后怎么辦呢？也不是說(shuō)一定馬上更換掉，當(dāng)然嚴(yán)重?fù)p壞的主軸承要更換，對(duì)于輕微磨損的軸承怎么辦？我們肯定要采取一系列的措施延長(zhǎng)它的使用壽命。現(xiàn)在主要采用一種在線清洗的方式，應(yīng)用這種專用的清洗油脂注入進(jìn)去，通過(guò)熔解的方式再排出去，再加入新的油脂。右邊這個(gè)圖可以看出來(lái)，清洗后的軸承溫升下降的是非常快的，大概有10度左右。第二個(gè)比較關(guān)注的就是葉片，葉片無(wú)論是南方還是北方，到冬天或多或少都會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰的狀態(tài)。嚴(yán)重的可能會(huì)影響到，不僅影響發(fā)電量，嚴(yán)重可能會(huì)影響到葉片的損傷，我們采用這種方式對(duì)結(jié)冰進(jìn)行預(yù)警，因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系講快一點(diǎn)。葉片的顯性問(wèn)題，葉片有早期損傷的時(shí)候，我們認(rèn)為它的氣動(dòng)性能總會(huì)有一些改變，通過(guò)曲線分析得到這個(gè)葉片早期一些顯性故障。這是葉片除冰技術(shù)，最早兩兆瓦的氣熱除冰，這個(gè)不多介紹了。

最后想跟大家交流，我們對(duì)于數(shù)字化運(yùn)維后續(xù)還應(yīng)該做一些什么樣的事情。第一個(gè)應(yīng)該是突破數(shù)據(jù)的壁壘，我們應(yīng)該形成各類數(shù)據(jù)除了機(jī)組數(shù)據(jù)之外，各類數(shù)據(jù)要形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)體系，才能真正地挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值。第二個(gè)應(yīng)該要建立線上備件平臺(tái)，說(shuō)白了就是應(yīng)該有形成像淘寶、京東一樣，讓我們的備件的價(jià)格可以公開(kāi)化。第三個(gè)就是剛才所講到的虛擬現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)，能夠讓我們進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，培訓(xùn)包括虛擬現(xiàn)實(shí)的安裝調(diào)試，以及后面的數(shù)字孿生。我的交流完畢，謝謝大家！