案例分析|傳統風電(diàn)場(chǎng)也能「無人(rén)值守」,且看遼甯某風電(diàn)場(chǎng)如何實現智慧轉型
2023-10-27

随着新時(shí)代中國“雙碳戰略目标”的确定與推進,各行(xíng)各業都在向提效減排方向轉型升級,風電(diàn)、水(shuǐ)電(diàn)等可(kě)再生(shēng)能源産業更是首當其沖;國家(jiā)十四五規劃也對電(diàn)力産業優化提出了新的戰略布局,如何“建設智慧能源系統,優化電(diàn)力生(shēng)産和(hé)輸送通(tōng)道(dào)布局,提升新能源消納和(hé)存儲能力,提升向邊遠地區(qū)輸配電(diàn)能力”成為(wèi)電(diàn)力産業轉型升級新方向。

然而電(diàn)力産業轉型升級絕非一蹶而就,要向“智慧電(diàn)廠”方向升級還(hái)有(yǒu)很(hěn)多(duō)要攻克的難關。比如,衆多(duō)的運行(xíng)多(duō)年的傳統型風電(diàn)場(chǎng),因缺乏先進的監測技(jì)術(shù),無法實施科學監測,存在衆多(duō)安全隐患,嚴重影(yǐng)響風電(diàn)場(chǎng)日常運行(xíng),隻能通(tōng)過人(rén)工監測、排查,這不僅浪費人(rén)力,更難以實現向“智慧電(diàn)廠”轉型升級的新發展目标。

插圖




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 “有(yǒu)人(rén)值守”運維模式,成本高(gāo)、風險大(dà)、效率低(dī)


運營好一個(gè)風電(diàn)場(chǎng),需要“定期檢修”和(hé)“日常運維”(故障處理(lǐ)與巡檢)。而無論“定期檢修”和(hé)“日常運維”均有(yǒu)非常嚴格的标準,而且單次運維檢修所需周期較長,加上(shàng)環境惡劣、工序複雜,需要建立非常專業的檢修團隊“值守”,而專屬團隊建設不僅培訓時(shí)間(jiān)長、人(rén)工成本高(gāo),更存在較高(gāo)的安全風險。

按照目前國內(nèi)标準風電(diàn)場(chǎng)的裝機規模測算(suàn):200MW、單機1.5MW,僅風力發電(diàn)機組需134台,加之配套的箱式變壓器(qì)、架空(kōng)線路等設備,設備數(shù)量非常龐大(dà)。根據風力發電(diàn)機組安全規範要求:橫向間(jiān)距為(wèi)9D,縱向間(jiān)距為(wèi)4.5D(D指風力發電(diàn)機組葉輪直徑)。因此一個(gè)200MW的風電(diàn)場(chǎng)占地面積約需40平方公裏,且多(duō)處于人(rén)煙稀少(shǎo)、風力較大(dà)的區(qū)域。綜上(shàng)原因,風電(diàn)場(chǎng)的設備如需“有(yǒu)人(rén)值守”模式管理(lǐ),存在如下弊端:

1、設備基數(shù)大(dà),設備例行(xíng)巡視(shì)、檢查周期長、工作(zuò)繁雜。按照2人(rén)/組、4小(xiǎo)時(shí)/次,計(jì)算(suàn),全場(chǎng)巡視(shì)一次約需10人(rén)、14天。加上(shàng)巡視(shì)箱式變壓器(qì)、輸電(diàn)線路、配電(diàn)設備等,風電(diàn)場(chǎng)全場(chǎng)設備巡檢一次約需45天。如受大(dà)風、沙塵等環境影(yǐng)響,則無法按電(diàn)氣設備規範要求巡視(shì),容易導緻設備故障率升高(gāo)。

2、風電(diàn)場(chǎng)地域遼闊,設備故障機動性較高(gāo),設備間(jiān)距較長,因此故障響應效率無法得(de)到保障;風電(diàn)場(chǎng)大(dà)部分工作(zuò)需要登高(gāo)作(zuò)業,作(zuò)業難度大(dà)、時(shí)間(jiān)長,容易出現疲勞作(zuò)業現象。

如果,風電(diàn)設備能從“有(yǒu)人(rén)值守”轉型為(wèi)“無人(rén)值守”,其安全性、便捷性、科學性都将大(dà)幅提高(gāo),運維成本也将得(de)到大(dà)範圍的縮減。因此,如何實現“無人(rén)值守”的“智慧電(diàn)廠”,成為(wèi)傳統風電(diàn)場(chǎng)轉型升級路上(shàng)的關鍵阻力。然而,阻力并非不可(kě)戰勝。



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傳統風電(diàn)場(chǎng)如何實現“無人(rén)值守”


遼甯某風電(diàn)場(chǎng),作(zuò)為(wèi)較早一批創建的風電(diàn)場(chǎng),就存在上(shàng)述亟需解決的問題。該風電(diàn)場(chǎng)因其“升壓站(zhàn)35kV開(kāi)關櫃靜觸頭”“風機就地箱變斷路器(qì)進出線”“風機發電(diàn)機接線盒及熔斷器(qì)底座”受不同因素影(yǐng)響,出現過溫、設備發熱、絕緣老化等顯現,導緻絕緣降低(dī),電(diàn)纜接頭燒損等設備問題,且損壞頻率随着運行(xíng)時(shí)間(jiān)不斷增加。由于缺乏監測技(jì)術(shù),隻能依靠現場(chǎng)員工巡視(shì)。

為(wèi)了更好的解決這個(gè)問題,深圳市熒狐科技有限公司(以下簡稱:阿珂法),是一家(jiā)緻力于半導體(tǐ)晶體(tǐ)砷化镓(GaAs)光纖溫度傳感器(qì)、熒光光纖溫度傳感器(qì)、光電(diàn)檢測産品的研發、生(shēng)産、應用與技(jì)術(shù)服務的企業。針對行(xíng)業普遍存在的各類技(jì)術(shù)難題,早已提出了全新的解決方案。阿珂法的方案不僅可(kě)大(dà)幅提升風電(diàn)設備溫度監測系統的可(kě)靠性、降低(dī)後期維護成本,更能提升風電(diàn)系統的智能化水(shuǐ)平,助力風電(diàn)場(chǎng)實現“無人(rén)值守”,加速“智慧電(diàn)廠”轉型升級。

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阿珂法接到該風電(diàn)場(chǎng)的項目需求後,派專家(jiā)團隊進行(xíng)實地踏勘,發現該風電(diàn)場(chǎng)和(hé)衆多(duō)傳統風電(diàn)場(chǎng)一樣。采用的現代電(diàn)氣設備包含中壓開(kāi)關設備、變壓器(qì)、低(dī)壓配電(diàn)設備,集成一體(tǐ),集成度高(gāo),雖然安裝、使用都十分方便,但(dàn)在運行(xíng)中卻存在“四大(dà)問題”

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散熱差,加速絕緣老化。

超負荷運行(xíng)時(shí)溫度異常高(gāo)。在風電(diàn)等場(chǎng)景,負荷不均勻,負荷高(gāo)時(shí)變壓器(qì)的電(diàn)力設備溫度較高(gāo),輕則破壞絕緣,嚴重時(shí)候容易引發短(duǎn)路故障。

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事故發生(shēng)未及時(shí)處理(lǐ)。
箱式變電(diàn)站(zhàn)都是在戶外安裝,沒有(yǒu)專人(rén)看守,如果設備出現故障很(hěn)難第一時(shí)間(jiān)發現,有(yǒu)可(kě)能會(huì)引發更嚴重的事故。
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箱體(tǐ)設備産生(shēng)凝露現象。

箱式變電(diàn)站(zhàn)的工作(zuò)環境在室外,箱體(tǐ)內(nèi)部不可(kě)避免和(hé)外界産生(shēng)溫差。在外部溫度變化幅度較大(dà)的時(shí)候,箱體(tǐ)內(nèi)部的溫度由于在運行(xíng)時(shí)會(huì)産生(shēng)一定的熱量,與外部溫差達到一定界限,就會(huì)産生(shēng)凝露現象,導緻箱式變壓器(qì)運行(xíng)過程發生(shēng)故障。

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接頭位置溫度容易發生(shēng)過熱。
由于電(diàn)纜頭本身質量以及施工工藝問題,部分接點位置電(diàn)阻過大(dà)導緻運行(xíng)中異常發熱嚴重。


阿珂法團隊在認真診斷後,認為(wèi)該項目的整改實施溫度在線監測需考慮存在以下五個(gè)關鍵性技(jì)術(shù)難點


  ●  高(gāo)絕緣性;

  ●  防雷擊,無引雷隐患;

  ●  對電(diàn)磁幹擾本質免疫;

  ●  小(xiǎo)體(tǐ)積探頭,封裝牢固,抗震動及輕微機械力;

  ●  性能穩定,壽命長,免維護。





02
精準實施,助力傳統風電(diàn)場(chǎng)實現“無人(rén)值守”



找到問題和(hé)難點後,阿珂法團隊進行(xíng)了深入研討(tǎo)并給出了專業可(kě)靠的“熒光光纖測溫系統”解決方案。



在該項目中,使用了阿珂法溫度在線監測系統,有(yǒu)效的預防設備故障率,停機時(shí)間(jiān),停發率等。通(tōng)過測溫系統應用,實現電(diàn)氣設備壽命大(dà)幅延長,降低(dī)設備故障率,避免電(diàn)氣設備失火(huǒ)帶來(lái)的經濟損失和(hé)安全隐患。




方案安裝、測試完成後,經人(rén)工反複對比,實時(shí)測溫數(shù)據準确,熒光光纖傳感器(qì)絕緣性高(gāo)、抗電(diàn)磁幹擾能力強、數(shù)據傳輸穩定。溫度傳感器(qì)安裝便捷、體(tǐ)積小(xiǎo)巧,未改變原有(yǒu)設備結構及電(diàn)氣性能。同時(shí),阿珂法還(hái)針對風電(diàn)場(chǎng)區(qū)域廣、風機及配套設備分散的特性,試用了阿珂法開(kāi)發的溫度實時(shí)監測雲平台,大(dà)幅提高(gāo)了工作(zuò)效率。





該風電(diàn)場(chǎng)負責人(rén)表示,阿珂法雲平台不僅為(wèi)電(diàn)場(chǎng)設備運行(xíng)溫度提供了實時(shí)數(shù)據,更提升了運行(xíng)安全保證,實現了“無人(rén)值守”,也為(wèi)風電(diàn)場(chǎng)向“智慧電(diàn)廠”方向發展提供了有(yǒu)利的數(shù)據支撐。

所有(yǒu)風電(diàn)業內(nèi)人(rén)士都應該清楚的認識到,該風電(diàn)場(chǎng)的現象絕非個(gè)例,而是行(xíng)業普遍存在的痛症。阿珂法的風電(diàn)設備光纖溫度在線監測系統能如此科學有(yǒu)效的解決,并實現“無人(rén)值守”,将徹底改善傳統風電(diàn)場(chǎng)困境,加速“智慧電(diàn)廠”發展進程。