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

本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

在風電設備智能運維發(fā)展論壇上，哈電風能有限公司運維工程技術(shù)總監(jiān)鄧棟發(fā)表了題為《征程·數(shù)字化運維》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)字化運維，工業(yè)4.0大背景下，數(shù)字化運維是一個長期不斷發(fā)展的話題。我會從數(shù)字化運維的理解、準備、應用以及展望等幾個方面和大家一起交流。

在交流之前，回應剛才主持人所講的，我們今年最大的變革，就是從原來湘電風能有限公司轉(zhuǎn)變?yōu)楣婏L能有限公司，先簡單介紹一下這兩個企業(yè)。哈爾濱電氣集團作為共和國制造業(yè)的長子，經(jīng)過70年的發(fā)展，基本上涵蓋了核電、水電、氣電、風電各個領(lǐng)域的布局，為國民經(jīng)濟的發(fā)展以及國防事業(yè)做出了重要的貢獻。哈電風能有限公司作為哈電集團一個子公司，我們成立于2006年，主要是從事兆瓦級風電機組的整機設計和部件設計，目前累計裝機容量已經(jīng)超過七千臺左右。

回到正題，首先想跟大家交流的是，我們對于數(shù)字化運維的理解。數(shù)字化運維的層次，從簡單到復雜，從低端到高端可以分為五個層次：經(jīng)濟性運維、計劃性維護、預測性維護、自迭代自學習以及虛擬現(xiàn)實。應急性維護，當你的機組出現(xiàn)故障，我去解決故障進行的一個維護。計劃性維護，就是根據(jù)一些文件手冊，你提前制定這種運維的計劃，預測性維護就是經(jīng)常所講的，根據(jù)故障預警主動的運維，自迭代自學習，機組根據(jù)自身的運行數(shù)據(jù)，機組自主發(fā)出運維指令，最后的虛擬現(xiàn)實，通過現(xiàn)在AR、VR技術(shù)，本部人員一樣可以身臨現(xiàn)場進行遠程的指導。

對于數(shù)字化運維內(nèi)涵可以分為三個階段，分別是電氣化、數(shù)字化和智能化，對應這三個階段，我們需要做的工作是打造能量流、業(yè)務流和信息流。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，未來實現(xiàn)智能化滿足業(yè)務流。換句話說，從原來人機物聯(lián)到現(xiàn)在應該如何做好萬物互聯(lián)，以及到未來如何實現(xiàn)萬事互聯(lián)，不同的三個階段。數(shù)字化運維也做了很多工作，為數(shù)字化運維做了一些準備，首先是一個平臺的建設，我們依托于國家工程實驗室建立了大數(shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)中心主要是服務于優(yōu)化設計，優(yōu)化設備運行性能等等。目前我們的大數(shù)據(jù)平臺以及完成了包含設計、服務、管理等等在內(nèi)的設計模型大概有一百多個。

第二個就是團隊建設，我們的運維團隊主要是有三支團隊組成的，一支是服務團隊，服務人數(shù)大概是八百人左右，主要是負責風機的安裝調(diào)試以及維護。第二個團隊是質(zhì)量管控團隊，人數(shù)大概是70人左右，主要負責機組的質(zhì)量建造以及產(chǎn)品檢驗和風場巡檢，第三支團隊是技術(shù)支持團隊人數(shù)大概是二百人左右，主要是負責現(xiàn)場的技術(shù)支持，技改以及重大問題分析以及重大的技改等等。

第三個準備工作，我們這么多年在運維事業(yè)上面一些技術(shù)的積累。我下面簡單介紹幾個，我們在運維技改或者運維方式上的一些比較經(jīng)典的案例。第一個，我們在運行過程中或多或少在自動盤的表面會形成一定的凹槽，久而久之如果不去處理它，嚴重地不僅僅是影響制動的性能，甚至會影響風機的安全。如果更換自動盤維護費用是非常的，主要是吊車的費用非常高昂。那么我們所采用的這種自動盤在線制造技術(shù)，通過焊接工藝，一體化加工對它切削，在線的修復。修復完成之后，我們修復后的自動盤在尺寸和性能上，和原自動盤基本上保持一致。但是它的施工周期是大大的降低了，它的維護費用下降了90%左右。偏航噪音也是比較偏見的問題，嚴重會引起居民的投訴，很多業(yè)主深有同感引起居民的投訴，甚至會影響發(fā)電，因為不讓你發(fā)電。對于偏航噪音這一塊，我們主要是對偏航剎車片的機構(gòu)和材質(zhì)進行了優(yōu)化，結(jié)構(gòu)上主要是采用表面45的溝槽以及導源角的結(jié)構(gòu)，材質(zhì)原來硬質(zhì)變成軟質(zhì)材質(zhì)，來降低偏航的噪音。

水冷噪音也是機組主要噪音來源之一，我們主要是采用鐮刀形葉輪結(jié)構(gòu)電機，從根源上降低配合控制策略，從根源上降低電機的運行頻率，來降低噪音的源頭。高強度螺栓，剛才有專家也介紹了，也是非常關(guān)注的一個點，高強度螺栓涉及到風機的安全。我們同樣也建立了一套高強度緊部件全服役周期的檢驗與分析平臺，通過檢測的數(shù)據(jù)進入平臺，它有一個一體化的分析。葉片的優(yōu)化，它是機組提質(zhì)增效這一塊最有效的方式之一，我們在葉片優(yōu)化這一塊主要是有兩個，一個是葉片延長技術(shù)，一個是氣動輔件。葉片延長技術(shù)包含的葉尖、葉根，以及葉根的以小換大技術(shù)。氣動輔件主要是渦流發(fā)生器和擾流板。根據(jù)我們的案例，我們發(fā)現(xiàn)葉片延長技術(shù)的年發(fā)電量可以提升10%左右，氣動輔件可以提升2%以上。

偏航系統(tǒng)也是非常關(guān)鍵的一個子系統(tǒng)，對于偏航系統(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)定制化開發(fā)，以及常說的一級預測。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，還包括偏航系統(tǒng)長期運行之后，因為漏油造成的一系列問題，制動力下降問題，都通過變頻偏航系統(tǒng)起到一定的緩解作用。

第四部分想跟大家交流的是，因為數(shù)字化運維離不開數(shù)據(jù)，我們對于數(shù)據(jù)應用的一些典型案例。主軸承是非常關(guān)鍵的部件，對于主軸承，簡單介紹一下幾個預警模型。第一個預警模型就是主軸承溫升異常模型，這個模型是根據(jù)機組，它跟自身歷史數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ?，再加上它跟全國同類機組的橫向?qū)Ρ?，發(fā)現(xiàn)主軸承溫升的異常點。第二個就是主軸承健康狀態(tài)預警模型，主要是采用振動數(shù)據(jù)，將時域的振動數(shù)據(jù)映射到特征，然后再進行分類。目前振動模型準確率是非常高的，可以達到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)和嚴重磨損狀態(tài)。

發(fā)現(xiàn)主軸承的問題之后怎么辦呢？也不是說一定馬上更換掉，當然嚴重損壞的主軸承要更換，對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它的使用壽命?，F(xiàn)在主要采用一種在線清洗的方式，應用這種專用的清洗油脂注入進去，通過熔解的方式再排出去，再加入新的油脂。右邊這個圖可以看出來，清洗后的軸承溫升下降的是非?？斓?，大概有10度左右。第二個比較關(guān)注的就是葉片，葉片無論是南方還是北方，到冬天或多或少都會出現(xiàn)結(jié)冰的狀態(tài)。嚴重的可能會影響到，不僅影響發(fā)電量，嚴重可能會影響到葉片的損傷，我們采用這種方式對結(jié)冰進行預警，因為時間的關(guān)系講快一點。葉片的顯性問題，葉片有早期損傷的時候，我們認為它的氣動性能總會有一些改變，通過曲線分析得到這個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，這個不多介紹了。

最后想跟大家交流，我們對于數(shù)字化運維后續(xù)還應該做一些什么樣的事情。第一個應該是突破數(shù)據(jù)的壁壘，我們應該形成各類數(shù)據(jù)除了機組數(shù)據(jù)之外，各類數(shù)據(jù)要形成標準的數(shù)據(jù)體系，才能真正地挖掘數(shù)據(jù)的價值。第二個應該要建立線上備件平臺，說白了就是應該有形成像淘寶、京東一樣，讓我們的備件的價格可以公開化。第三個就是剛才所講到的虛擬現(xiàn)實和混合現(xiàn)實，能夠讓我們進行遠程作業(yè)，培訓包括虛擬現(xiàn)實的安裝調(diào)試，以及后面的數(shù)字孿生。我的交流完畢，謝謝大家！