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技术■干货 | 主控系统在风电运维中的重要作用


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技术■干货 | 主控系统在风电运维中的重要作用
本文插图

北极星风力发电网讯:摘要：本文从满足现场需要的角度 ， 阐发优秀的主控系统对风电机组现场维修、维护的重要作用 。 通过改进和完善主控系统与之相关的功能 ， 有利于提高现场运维的技术水平 ， 帮助现场人员迅速分析、诊断、处理机组故障 。 最终实现降低度电成本的目的 。
关键词：主控性能；故障停机；现场运维；数据采集与储存；故障诊断与处理
前言
随着计算芯片处理能力的不断增强 ， 工业控制器不断更新 。 “大数据和人工智能”的不断发展 ， 我国各行各业在人工智能研究方面都取得了不小的成就 。 不少风电企业为研发对单机、机群和环境具有“超感知”能力的智能机组进行了大量地投入 ， 人工智能也自然成了当今风电的研究和发展方向之一 。 然而 ， 现场投运的任何一台机组 ， 在其寿命期内 ， 均会因各种原因报故障停机 ， 或出现部件损坏 ， 需要登机或远程维修后 ， 机组方能并网；运行机组还需要现场人员登机进行定期维护和检修 ， 方能保证机组安全 ， 切实减少和避免机组潜在故障 ， 使机组预防检修落到实处 。 因此 ， 保障现场机组维修维护的顺利实施 ， 是风电场现场运维的根本；是机组长期、稳定及安全运行的保障；是机组正常运行不可或缺的基本条件 。 这也是风电“大数据和人工智能”所不可替代的 。
随着风电机组大型化趋势的发展及风电技术的进步 ， 一方面 ， 机组部件越来越多 ， 结构越来越复杂；另一方面 ， 机组安全与可靠性是机组运行的基本前提 ， 对机组安全的要求也越来越高 。 为保证机组安全 ， 机组的众多部位采用了多重保护和冗余设计 。 这不仅增加了机组生产成本 ， 更增加了部件损坏几率和故障点 ， 这就决定了分析与处理机组故障的难度越来越大 ， 对现场运维技术水平的要求也越来越高 。
大型风电机组均有变频器 ， 以变频器为例 ， 随着海上机组的发展 ， 如今多个风电整机厂家已推出了10MW机组 ， 组成部件不断增多；机组及变频器结构更为复杂；单机停机损失也越来越大 。 变频器不仅是机组的重要组成部分 ， 而且 ， 对机组安全起着相当重要的作用 。 质量优异、技术成熟的变频器 ， 各种保护电路也应设计得相当完善 。 如动力电缆出现短路 ， 需“瞬间”触发变频器报故障停机 ， 箱变断路器跳闸 ， 以避免电缆、变频器或机组烧毁事故的发生[1] 。 利用完善的保护措施使机组及变频器安全得到保护 ， 但是 ， 完善的保护措施往往会使变频器故障维修的技术难度增大 ， 在分析、判断和维修变频器故障时 ， 需要丰富的现场经验和相当高的技术水平 。 如现场维修人员技术水平不够高 ， 现场经验不够丰富 ， 可能因分析和判断故障机组困难 ， 造成大量不必要的备件消耗 ， 长时间地大面积停机等 ， 因此业内形成了一个较为奇怪现象 ， 越是保护电路完善 ， 质量优良的变频器 ， 越是没有市场 ， 例如：法国ALSTOM变频器（国内引进的“科浮德”变频器） ， 其保护措施完善 ， 在现场也被众多的变频器故障所证实 。 然而 ， 不少已经并网运行多年的ALSTOM变频器机组 ， 经过“低穿”、“高穿”改造 ， 把原变频器控制板改造成保护电路不完善的国产变频器控制板 ， 有的改造甚至直接导致了机组烧毁事故的发生 。 究其原因 ， 与其保护电路设计得相对完善 ， 变频器维修难度很大 ， 需要较高的技术水平和现场经验不无关系[2] 。 而风电机组又时常安装在人迹罕至的陆地 ， 或一望无垠的海上 。 条件艰苦 ， 技术力量薄弱 。 因此 ， 有必要采取切实可行有效措施为现场运维服务 。
在风电机组设计阶段就需要考虑到部件损坏及现场故障分析、判断与处理的方便问题 ， 并把现场维修、维护方便放在重要位置 。 在变频器、主控及SCADA后台软件设计阶段就需要考虑设计各种工具和手段 ， 以便在远程控制中心通过主控、变频器调试软件及SCADA后台软件实现机组的远程故障诊断与容错运行等；在处理疑难故障时 ， 能通过经验丰富技术人员的远程指导 ， 缩短故障处理的时间 。


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