风电场设备的智能远程运维研究

王东升，曾钰琳

(1.东方电气自动控制工程有限公司，四川 德阳，618000；2.东方电气风电有限公司，四川 德阳，618000)

0 引言

风电场的设备主要分为发电设备和变电设备，风电场的范围较大，尤其在山区，设备分布于风电场的各个地方，这给设备的维护管理带来了困难；风电场的设备结构复杂，造价高昂，对运行维护的要求较高。所以，发电企业一直被设备运维的高难度、高成本困惑着。

1 风电场设备维护管理现状

风电场的设备维护管理一般分为三种模式：

（1）业主自己维护；

（2）设备供应商质保；

（3）第三方专业运维。

这三种模式各有优缺点，业主自己维护设备较为积极，更注重发电量和维护成本，这关系到企业的考核和经济效益，但是业主往往缺乏对设备的设计、工艺及运维的了解；设备质保期间，一般由供应商进行维护管理，供应商的维护经常不到位、不及时、不彻底，这给发电企业带来了发电量的损失和经济损失；第三方运维积极性介于中间，第三方运维虽然专业，但是他们面对各个供应商的设备也会一筹莫展，他们没有掌握各种设备的数据，同时他们没有发电量的考核压力，常常为了换取工作量对设备进行过维护，给业主造成了浪费。同时，三种运维模式中，都缺乏现代设备管理的理念，还停留在头疼医头，脚疼医脚的阶段。

2 现代设备管理理念

TnPM（Total normalized Productive Maintenance）全面规范化生产维护，是最先进的现代设备管理理念，它以设备综合效率和完全有效生产率为目标，全体人员参与设备维护管理的体制。

TnPM体系追求质量零缺陷、材料零库存、安全零事故、工作零差错、设备零故障、生产零浪费。它是以设备为核心的管理体系，管理的重心在设备上，管理的范围涵盖生产、质量、安全、环境，甚至相关人员的绩效考核、学习和成长等领域。

在风电场的设备维护管理中引入TnPM体系可以更好地发挥三种维护模式的优点，同时弥补了三种模式的不足，使风电场的设备运维达到设备健康、安全生产、发电量高，经济性好的目标。

3 云服务和大数据在工业中的应用

要想把TnPM理念在风电场的设备维护管理中发挥得更好，必须借助于先进的信息技术。根据市场发展趋向及专家预测，第三方的专业维护将是未来风电设备维护管理的发展方向。针对第三方维护不尽人意的地方，可以用现代的设备维护管理理念和先进的信息技术进行完善。

云服务和大数据是当今最为先进的信息技术，云服务可以打通设备供应商、业主和第三方专业维护的信息壁垒，实现数据共享、各自透明、相互监督、相互支持、提高设备维护的专业性和积极性、同时降低维护成本、缩短维护时间、提高发电量。

大数据技术可以根据实时采集的数据进行专业分析，评估出设备的健康值，并预测出设备的故障点和故障时间，并根据TnPM理念给出一个科学的维护方案。大数据分析的结果通过云服务共享给风电场的各个参与单位和人员。

4 风电场设备智能远程运维方案

根据前文分析的风电场设备管理现状和现代设备管理理念及先进的信息技术，提出如下的风电场设备智能远程运维方案。

方案分为4个部分：

（1）推进TnPM管理体系，让TnPM理念深入人心，严格按照TnPM要求对设备进行维护管理；

（2）部署云服务和大数据系统，借助这个信息系统，共享设备的相关信息和各参与方的执行情况，可以让TnPM理念发挥得淋漓尽致；

（3）安装传感器，实时采集设备的运行数据，比如，设备的温度、震动、电压、电流，风资源的风速、风向、空气密度等数据，现场采集的数据通过风电场的工业以太网传送至集控室SCADA，然后SCADA上传到云端，这样就实现了数据共享和实时监控；

（4）建立数据中心，实现可视化数据中心的作用：

（a）接收现场采集的运行数据，并对数据进行存储和分析；

（b）管理设备的数据，包括设备是设计、生产、质检、运输、安装、调试等全生命周期的数据；

（c）管理设备维护数据，监控设备实时状态，评估设备健康值，记录设备维护活动；

（d）备件管理，记录备件的消耗数量和存储数量；

（e）数据统计，统计发电量，碳减排放量，设备运行累计时间或者次数；

（f）培训，根据新材料、新设备、新技术、新工艺的要求对维护人员进行培训；

（g）其他辅助功能。

5 结语

针对风电场设备维护管理的不足，引入了现代设备管理体系TnPM和先进的信息技术，让专业维护人员有章可循、有据可依、知彼知己，同时接受各方监督，使与设备维护管理相关的信息透明化，这样就提高了维护人员的积极性和维护方案的合理性，同时提高了发电企业的发电量和经济效益。根据部分风电场的实际运行效果来看，该方案值得推广。