風電場的正常運行離不開監(jiān)控系統(tǒng),但是隨著系統(tǒng)運行的要求逐年提高,早期的風電場監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當今電網(wǎng)運行的要求。
中鋁寧夏能源集團有限公司太陽山風電場正處于不斷發(fā)展和壯大中,伴隨而來的風電場管理問題也日益凸顯。在風電場的實際管理中存在如下問題:
(1)目前風電場存在工作繁雜、不能保證報送數(shù)據(jù)準確性、及時性等問題,管理人員不能及時了解風電場的生產(chǎn)運營狀況,而且對生產(chǎn)設(shè)備的性能評價缺乏實際運行數(shù)據(jù)的支持。
(2)風電場需要向各部門上報相關(guān)數(shù)據(jù)(已有的監(jiān)控系統(tǒng)不能向其他部門提供所需數(shù)據(jù)),每個部門所需要的數(shù)據(jù)均為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),且每個部門都需要相應的報表,導致同一項數(shù)據(jù)需要多次人工輸入系統(tǒng),各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)不能共享。另外,目前報表等統(tǒng)計工作均由人工完成,耗時耗力,有時不能保證統(tǒng)計工作的準確性和完整性,同時很多系統(tǒng)沒有歷史記錄,信息化程度很低,因此迫切需要一套能提供靈活豐富的報表及分析的系統(tǒng),最大限度地從總體上掌握信息資源,進行更深層次的信息開發(fā),以保證設(shè)備經(jīng)常在最佳經(jīng)濟參數(shù)下運行,獲取最高的效益。
(3)風電場風電設(shè)備繁多,涉及系統(tǒng)各異,風電開發(fā)技術(shù)性要求高,運行人員需要熟悉各類系統(tǒng)才能對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、整合與分析,進一步形成各類知識庫,以指導生產(chǎn)運行。而以單個風電場為單位實施風電開發(fā)管理,人員的素質(zhì)和業(yè)務能力無法滿足技術(shù)要求,導致人員管理成本居高不下,且容易留下安全質(zhì)量隱患。
(4)沒有具體的故障診斷系統(tǒng),易發(fā)生錯誤的故障診斷,且當故障發(fā)生時,工作人員趕到現(xiàn)場按照“兩票三制”的原則檢修風電機組,往往會出現(xiàn)這種情況,例如,檢修人員開車進行巡檢,爬上風電機組后,發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題,需要開具相關(guān)工作票和操作票,進行檢修維護,此時需要下機艙,返回主控,開具票后再進行相關(guān)工作,既費力又費時。
(5)沒有風功率預測系統(tǒng),會出現(xiàn)大風期進行設(shè)備維護,不但給工作人員帶來維護的困難,同時錯過了大風期的風電機組發(fā)電。
(6)人才綜合利用能力差,有經(jīng)驗的風電運行、檢修以及管理人員安排在具體的某個風電場,這樣僅能解決一個風電場的實際問題,無法發(fā)揮人力資源的最大價值,使企業(yè)整體績效水平無法提高;整體競爭實力弱,以場為單位實施經(jīng)營管理,資源配置效率低,管控能力弱,風電場的效益無法充分實現(xiàn),整體利益得不到保障。
綜上所述,深入研究風電場并網(wǎng)技術(shù),完成大規(guī)模可再生能源發(fā)電運行控制、對電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響等關(guān)鍵技術(shù)已迫在眉睫,而最基礎(chǔ)的信息來自于風電場,建立智能化的監(jiān)控系統(tǒng)將為風電的有效并網(wǎng)及可靠運行,全面建成風電場監(jiān)測系統(tǒng)包括對風力發(fā)電相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測,實現(xiàn)風電機組功率預測及有功功率的實時控制,風電場運維管理,風電機組故障診斷、預警分析,為打造智能化風電場提供堅實的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)設(shè)計
開發(fā)一套完整的風電場監(jiān)控系統(tǒng)有助于提高風電公司服務質(zhì)量。因此,根據(jù)太陽山風電場的實際業(yè)務需求對其原有的監(jiān)控系統(tǒng)進行了優(yōu)化整合,研發(fā)了新的風電場監(jiān)控系統(tǒng)。基本的功能包括以下幾類:
(1)系統(tǒng)整合:原有監(jiān)控系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)來自不同廠家,因此系統(tǒng)整合將各個分散的、獨立的子系統(tǒng)整合到新的風電場監(jiān)控系統(tǒng)中,實現(xiàn)統(tǒng)一的集中控制。
(2)自動報表:常用報表、趨勢圖表、啟停記錄編輯功能、查看實時數(shù)據(jù)報表、靈活報表(實現(xiàn)用戶設(shè)計報表格式和數(shù)據(jù)來源)、對標分析報表、報表補充數(shù)據(jù)以及根據(jù)數(shù)據(jù)形成的分析報告等。系統(tǒng)設(shè)計的各項功能較多,其中最重要的是底層數(shù)據(jù)層的4個數(shù)據(jù)源(風電機組數(shù)據(jù)、變電站數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、人員基本信息),每個數(shù)據(jù)源都有各自的一套業(yè)務邏輯,且相互之間存在交集,構(gòu)成復雜的管理系統(tǒng)業(yè)務邏輯。
(3)移動兩票:移動設(shè)備上的兩票管理功能能夠通過兩票登錄、兩票處理、兩票驗收、兩票統(tǒng)計等功能對兩票進行登錄、審核、批準、跟蹤、統(tǒng)計,方便電廠對兩票進行有序處理。同時,兩票管理能對兩票數(shù)據(jù)按照需求進行各種統(tǒng)計,企業(yè)可以根據(jù)自身工作票、操作票情況,進行特制開發(fā),滿足特定的需求。風電機組維護人員去現(xiàn)場進行風電機組維護工作時,不用再返回主控開票,而是在現(xiàn)場利用安裝在移動設(shè)備上的移動兩票功能直接開票,既節(jié)省了工作人員維護時間,同時工作人員還可以利用移動設(shè)備隨時查詢網(wǎng)絡及歷史經(jīng)驗庫或知識庫對現(xiàn)場的風電機組的故障做出最正確快速的解決方案。
(4)設(shè)備臺帳:設(shè)備臺帳管理這一功能模塊主要是設(shè)備基礎(chǔ)檔案信息的維護,實現(xiàn)設(shè)備臺帳的增加、刪除、修改、查詢等,包括設(shè)備名稱、設(shè)備編碼、所屬單位、所屬班組、安裝部位、設(shè)備型號、圖號或規(guī)范、單臺數(shù)量、設(shè)備材質(zhì)、生產(chǎn)廠家、出廠日期、投運日期、使用壽命(年)、檢修周期(月)、保修期(月)、技術(shù)規(guī)范和其它等基本信息。
(5)故障診斷:故障診斷是對系統(tǒng)運行狀態(tài)和異常情況做出判斷,并根據(jù)診斷做出判斷,為系統(tǒng)故障修復提供依據(jù)。要對系統(tǒng)進行故障診斷,首先必須對其進行檢測,在發(fā)生系統(tǒng)故障時,對故障類型、故障部位及原因進行診斷,最終給出解決方案,實現(xiàn)故障恢復。