新能源電站智能運(yùn)維技術(shù)研究

中電投東北新能源發(fā)展有限公司 張智會(huì) 內(nèi)蒙古中電物流路港有限責(zé)任公司赤峰鐵路分公司 王嘉言

通常新能源電站建立在人口密度相對(duì)較為稀疏的地方，如戈壁灘、海上及山區(qū)等，從而使得新能源電站的分布在地理空間層面較為寬廣，其遍布廣大的國(guó)土空間區(qū)域，電站在運(yùn)行過(guò)程中的外部條件較為復(fù)雜、多變，同時(shí)在諸如戈壁灘、海上等區(qū)域還具備惡劣的外部環(huán)境，從而使得企業(yè)在落實(shí)對(duì)電站運(yùn)維管理的作業(yè)過(guò)程中還受到較大的環(huán)境影響。

隨著當(dāng)前新能源發(fā)電新項(xiàng)目不斷開(kāi)工建設(shè)，企業(yè)也需要借助更多的技術(shù)人才及管理人才來(lái)開(kāi)展相關(guān)工作，在此過(guò)程中不可避免會(huì)導(dǎo)致企業(yè)在經(jīng)營(yíng)管理期間的傳統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)一步凸顯，再加上現(xiàn)場(chǎng)工作條件更加復(fù)雜多樣，以至于現(xiàn)有的運(yùn)維管理作業(yè)還受到較大的制約，企業(yè)應(yīng)在現(xiàn)有的工作管理進(jìn)程中不斷總結(jié)分析，提高工作開(kāi)展效率。

1 電站的集中控制

1.1 實(shí)施集中控制的必要性分析

針對(duì)當(dāng)前新能源電站智能運(yùn)維工作的具體開(kāi)展特征進(jìn)行分析可以看出，大部分運(yùn)維模式均涉及到駐場(chǎng)維護(hù)的部分，且相關(guān)運(yùn)維人員往往需要考量現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際的需求，但受到周邊惡劣環(huán)境的影響，導(dǎo)致大部分運(yùn)維人員的生活環(huán)境相對(duì)較為艱苦，同時(shí)相關(guān)運(yùn)維作業(yè)也需要大量的專業(yè)人才，當(dāng)前企業(yè)還存在相應(yīng)的人才使用欠缺問(wèn)題。并且由于運(yùn)維作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，相關(guān)檢修人員往往很難以快速抵達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，尤其是在針對(duì)戈壁灘風(fēng)電相關(guān)新能源設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修的過(guò)程中，相關(guān)作業(yè)由于受到戈壁灘復(fù)雜的自然氣候影響，從而使得相關(guān)工作人員不能夠及時(shí)到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，以至于相關(guān)設(shè)備錯(cuò)過(guò)最佳的檢修以及維護(hù)時(shí)間，影響設(shè)備的運(yùn)行效率，同時(shí)由于控制不到位也可能導(dǎo)致相應(yīng)的電力系統(tǒng)癱瘓，以至于故障影響的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)一步增加運(yùn)維成本。

因此，通過(guò)對(duì)以上新能源發(fā)電站的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行分析比較可以看出，當(dāng)前企業(yè)需要進(jìn)一步完善現(xiàn)有的工作管理模式，優(yōu)化相關(guān)作業(yè)人員的工作環(huán)境，確保運(yùn)維工作能夠穩(wěn)定、有效地進(jìn)行，在此過(guò)程中，新能源發(fā)電企業(yè)可以結(jié)合智能集中監(jiān)督管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)督、管控，降低運(yùn)營(yíng)成本，在集中監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)電站的集中優(yōu)化以及簡(jiǎn)易控制，提高整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的效率[1]。除此之外，在智能集中監(jiān)控系統(tǒng)中還集成了大量的控制手段，并且中央處理系統(tǒng)也具備基本的分析決策能力，能夠時(shí)刻保持設(shè)備處于健康穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，以此來(lái)最大限度地減少在運(yùn)維作業(yè)中的人員投入量，進(jìn)一步提高設(shè)備的稼動(dòng)率，實(shí)現(xiàn)對(duì)多項(xiàng)設(shè)備全天候、全時(shí)段的監(jiān)督管理。

1.2 硬件配套

1.2.1 功能達(dá)成

電力企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源電站智能化運(yùn)維管理，首先需要借用相應(yīng)的集中控制中心，但是在對(duì)集中控制中心進(jìn)行建設(shè)、打造的過(guò)程中，企業(yè)需要對(duì)其中的軟件設(shè)施以及硬件設(shè)施進(jìn)行定向化設(shè)置，結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)需求，從多個(gè)層面、多個(gè)角度來(lái)優(yōu)化現(xiàn)有的軟硬件配套設(shè)備。

現(xiàn)有的集中控制中心需要滿足相關(guān)工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)分析、監(jiān)督以及管控的作業(yè)需求，幫助作業(yè)人員及時(shí)查驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以及其中所存運(yùn)行異常的狀況，從而協(xié)助檢修人員制定出科學(xué)合理的檢修計(jì)劃以及運(yùn)維管理方案，保證電網(wǎng)能夠穩(wěn)定高效地運(yùn)行，同時(shí)還能夠進(jìn)一步提高設(shè)備利用率，減少非計(jì)劃停機(jī)的時(shí)間，滿足當(dāng)前新能源發(fā)電作業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求。同時(shí)結(jié)合集中控制中心還能夠幫助電力企業(yè)收集在設(shè)備運(yùn)行期間所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，如對(duì)設(shè)備的發(fā)電狀態(tài)、發(fā)電量影響因素進(jìn)行評(píng)估，借用相關(guān)評(píng)估結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建起一套完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，為后續(xù)相關(guān)工作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改善提供必要的數(shù)據(jù)支撐，以此來(lái)滿足新能源發(fā)電作業(yè)對(duì)生產(chǎn)安全、生產(chǎn)品質(zhì)的硬性要求。

如果在發(fā)電過(guò)程中存在相應(yīng)的安全生產(chǎn)問(wèn)題，企業(yè)應(yīng)當(dāng)明確引發(fā)相關(guān)事故的具體原因，鎖定相關(guān)地點(diǎn)，借助相應(yīng)的集中控制中心快速切斷故障點(diǎn)，以此來(lái)減少故障所帶來(lái)的連帶損失，滿足在設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)的負(fù)荷要求。同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的集中控制中心還能夠合理排配發(fā)電廠的發(fā)電計(jì)劃，以此來(lái)最大限度地減少發(fā)電廠所投入的各項(xiàng)生產(chǎn)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)可行的調(diào)度管控。

如，企業(yè)可以借助相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓精確、合理地控制，以此來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的無(wú)功分布狀況，進(jìn)而提高電壓質(zhì)量，以此來(lái)滿足對(duì)電站監(jiān)控作業(yè)的需求，幫助相關(guān)作業(yè)人員根據(jù)相關(guān)設(shè)備的安裝以及布局管控作業(yè)的具體開(kāi)展?fàn)顩r，作出實(shí)施的作業(yè)調(diào)整，保證相關(guān)設(shè)備能夠穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，同時(shí)也幫助相關(guān)作業(yè)人員制定相應(yīng)的管控措施，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行安全。

1.2.2 設(shè)備連接

新能源發(fā)電站在建設(shè)期間也需要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)備與監(jiān)督管控系統(tǒng)的有效連接，確保生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)設(shè)備時(shí)刻處于接受監(jiān)督管控的運(yùn)行狀態(tài)。比如在風(fēng)電場(chǎng)，企業(yè)需要對(duì)風(fēng)機(jī)的齒輪箱、發(fā)電機(jī)等核心部件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；而在對(duì)應(yīng)的光伏電站，企業(yè)需要對(duì)匯流箱以及組串進(jìn)行監(jiān)督管理，將相關(guān)設(shè)備接入到集中控制中心，幫助工作人員及時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并且?guī)椭嚓P(guān)工作人員根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況來(lái)對(duì)設(shè)備潛在的故障隱患問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)高效地分析，排查相應(yīng)的隱患，及時(shí)處理相應(yīng)的事故，減少安全隱患的發(fā)生概率。

在實(shí)現(xiàn)每臺(tái)設(shè)備與集中控制中心相互連接的作業(yè)期間，企業(yè)可適當(dāng)?shù)亟栌霉饫w通信，提高數(shù)據(jù)信息的傳遞效率，確保監(jiān)控信息能夠及時(shí)、穩(wěn)定地傳遞。同時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的集中管控中心，還能夠借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)諸如發(fā)電站內(nèi)的設(shè)備以及發(fā)電廠外部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督、管控，為相關(guān)作業(yè)人員提供準(zhǔn)確可靠的外部環(huán)境信息，保證發(fā)電作業(yè)安全進(jìn)行。

1.3 智能化應(yīng)用

1.3.1 智能化達(dá)成的功能

集中控制中心內(nèi)部所需要實(shí)現(xiàn)的功能類(lèi)型相對(duì)較多，比如相關(guān)設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)對(duì)SCADA數(shù)據(jù)信息的采集、收集，同時(shí)完善對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)資料的查詢、統(tǒng)計(jì)，即使針對(duì)相關(guān)事件做出警告，并且相關(guān)控制中心還需要調(diào)節(jié)相應(yīng)的功能，參考發(fā)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況、分布狀況建立相應(yīng)的控制模型，實(shí)施對(duì)設(shè)備分布式管控，結(jié)合圖模一體化的管控運(yùn)營(yíng)模式以及相應(yīng)的編碼管控技術(shù)，從根本意義上解決電站遠(yuǎn)程監(jiān)控工作中所遇到的疑難雜癥，保證監(jiān)控信息能夠?qū)崟r(shí)、高效地傳遞[2]。同時(shí)智能化系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)設(shè)備集中管控，最終做到發(fā)電廠內(nèi)部熄燈生產(chǎn)、無(wú)人生產(chǎn)的工作管理模式。

在此過(guò)程中，電力企業(yè)需要構(gòu)建三位一體化的生產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)，充分利用當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代所帶來(lái)的便捷性實(shí)施對(duì)整個(gè)電力生產(chǎn)信息化管理，對(duì)其中所涉及到的管理流程、數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效管控，借用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)為電力企業(yè)更加長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定的發(fā)展提供相應(yīng)的便捷，為后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析、決策以及管理、管控提供必要的支持，整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)維管理，并且還涉及到部分故障診斷、警告、管控、風(fēng)險(xiǎn)分析、量化考核等不同的管控內(nèi)容。為了方便管理，相應(yīng)的管控中心還引入了移動(dòng)運(yùn)維管理技術(shù)，例如結(jié)合移動(dòng)APP幫助管理者隨時(shí)、隨地了解相關(guān)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)。

1.3.2 無(wú)人機(jī)監(jiān)控

在現(xiàn)有的運(yùn)維管理系統(tǒng)中也融入無(wú)人機(jī)智能監(jiān)控診斷作業(yè)，無(wú)人機(jī)上搭載了各種成像儀器，如紅外線及可見(jiàn)光攝像機(jī)，能及時(shí)采集電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)如溫度、環(huán)境濕度等，利用相應(yīng)的圖像處理技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的實(shí)時(shí)信息，依托故障檢測(cè)技術(shù)來(lái)最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前發(fā)電廠設(shè)備預(yù)警狀況的監(jiān)督，及時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備外部的運(yùn)行狀況，如光伏太陽(yáng)能面板是否布滿灰塵、污垢，以及是否存在設(shè)備發(fā)熱異常的狀況，提高數(shù)據(jù)信息的利用效率。

1.3.3 現(xiàn)場(chǎng)安全巡檢

而在對(duì)應(yīng)的安全生產(chǎn)智能巡檢管理作業(yè)中，相關(guān)系統(tǒng)需要為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員提供智能分析檢測(cè)以及防誤指導(dǎo)操作，有效地應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急狀況，同時(shí)智能巡檢系統(tǒng)還能夠及時(shí)記錄各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行異常信息，最大限度地提高對(duì)新能源發(fā)電站的智能感知、感應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)信息資料的及時(shí)處理管控以及安全防護(hù)，為新能源發(fā)電廠設(shè)備的運(yùn)行安全提供相應(yīng)的保障。在安全生產(chǎn)智能巡檢管理體系中構(gòu)建了遠(yuǎn)程監(jiān)督、專家指導(dǎo)以及巡檢管控等多種內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)互動(dòng)、高度集成的巡檢管控形式，以此來(lái)進(jìn)一步提高了電站的運(yùn)維管理水平[3]。

2 電站的集中管理

2.1 物資集中管理

企業(yè)需要配備相應(yīng)的物資采購(gòu)人員以及設(shè)備管理人員，導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)營(yíng)運(yùn)作過(guò)程中還存在較高的管理成本。為最大限度地降低企業(yè)在經(jīng)營(yíng)運(yùn)作過(guò)程中所產(chǎn)生的一系列成本，企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行集中管控，在此過(guò)程中企業(yè)需要優(yōu)先培訓(xùn)出相應(yīng)的管理團(tuán)隊(duì)，通過(guò)教育培訓(xùn)、考核管理，組建專業(yè)的物資管理團(tuán)隊(duì)、完善相應(yīng)的管理制度。企業(yè)還需要結(jié)合科學(xué)統(tǒng)一的命名規(guī)則，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部的各項(xiàng)設(shè)備類(lèi)型、物資種類(lèi)進(jìn)行編號(hào)管控，做到對(duì)物資設(shè)備定點(diǎn)、定位的監(jiān)督管理，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備后續(xù)采購(gòu)管理以及信息檔案的追蹤管理。

在對(duì)物資編碼工作進(jìn)行優(yōu)化、改善的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采取以下的管控模式：企業(yè)應(yīng)當(dāng)確定電站類(lèi)型，對(duì)電站內(nèi)部的設(shè)備型號(hào)進(jìn)行分析比較，對(duì)其中所使用到的物資名稱進(jìn)行分類(lèi)管控，之后結(jié)合物資名稱來(lái)實(shí)施對(duì)物資的編號(hào)處理，規(guī)范其存放位置。如，在現(xiàn)有的電站類(lèi)型中涉及風(fēng)電、光伏發(fā)電、海洋發(fā)電，而相應(yīng)的設(shè)備類(lèi)型則涉及一次、二次設(shè)備、發(fā)電設(shè)備以及其他輔助設(shè)備，對(duì)應(yīng)的物資則包含繼電器、傳感器等，而物資編號(hào)則主要是考量設(shè)備的類(lèi)型、名稱，按照相應(yīng)的排位順序來(lái)對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行編號(hào)、處理，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)物資設(shè)備的統(tǒng)計(jì)管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備宏觀、整體的管理，提高管理效率。

按照以上的工作管理策略，不同的設(shè)備還能夠提供給多個(gè)發(fā)電站進(jìn)行使用，而廢棄的設(shè)備也能夠得到集中管控，最大限度地降低對(duì)相關(guān)設(shè)備處理、管控的成本，同時(shí)也節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力。而為了進(jìn)一步提高對(duì)設(shè)備信息化、數(shù)據(jù)化的管理效率，企業(yè)可以利用相應(yīng)的二碼技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的集中管控，提高管理效率，并且也有利于企業(yè)及時(shí)根據(jù)當(dāng)前設(shè)備、物資的消耗狀況來(lái)對(duì)電廠的工作效率進(jìn)行評(píng)級(jí)、評(píng)價(jià)，以此來(lái)開(kāi)展對(duì)整個(gè)發(fā)電廠的改進(jìn)和維護(hù)保養(yǎng)，最大限度地提高設(shè)備的加工率，滿足當(dāng)前發(fā)電站經(jīng)濟(jì)安全的發(fā)電作業(yè)需求。

2.2 人才集中管理

提高電站設(shè)備運(yùn)行管理的水平和效率，不僅要結(jié)合必要的日常檢驗(yàn)以及體系化、標(biāo)準(zhǔn)化的常規(guī)性檢驗(yàn)，如結(jié)合預(yù)防性實(shí)驗(yàn)、消缺管理、清掃管理來(lái)減少設(shè)備發(fā)生故障異常的概率，同時(shí)相關(guān)作業(yè)也要依托現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地分析和識(shí)別來(lái)提高現(xiàn)場(chǎng)工作管理效率。如，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)了解設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行工況，對(duì)現(xiàn)有的智能監(jiān)控系統(tǒng)、集中管控系統(tǒng)進(jìn)行分析、使用，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備、電子儀器、儀表及相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示進(jìn)行考量，并且根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)管理的實(shí)際狀況提出質(zhì)疑、提出疑問(wèn)，對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地使用分析[4]。

因此，通過(guò)以上的分析可以看出，集中控制中心的工作管理人員應(yīng)當(dāng)具備扎實(shí)的數(shù)據(jù)分析能力、判斷能力，能夠結(jié)合發(fā)電站的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)完成對(duì)設(shè)備常態(tài)化的運(yùn)維管控，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。同時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員還需要結(jié)合各項(xiàng)數(shù)據(jù)的生成狀況，制作相應(yīng)的日常報(bào)表，實(shí)現(xiàn)綜合管控。

除此之外，相關(guān)工作人員也需要在相關(guān)工作管理進(jìn)程中掌握各項(xiàng)設(shè)備的使用狀況，明確各項(xiàng)設(shè)備的參數(shù)信息，與廠商進(jìn)行交流溝通，及時(shí)探討出相關(guān)設(shè)備常見(jiàn)的故障類(lèi)型以及維護(hù)保養(yǎng)策略，以此來(lái)提高對(duì)設(shè)備管理維護(hù)的效率。因此，基于以上的需求，發(fā)電站應(yīng)當(dāng)落實(shí)對(duì)相關(guān)工作人員常態(tài)化的教育培訓(xùn)，組織相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)和技術(shù)探討，提高線上運(yùn)維管理工作的效率。