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秦海巖:數(shù)據治理是風電實現(xiàn)數(shù)字化與智能化的基礎

《風能》發(fā)布時間:2022-06-10 11:56:28  作者:秦海巖

  近些年,新一代信息技術被廣泛應用于風電產業(yè)之中,數(shù)字化、智能化已成為風電產業(yè)發(fā)展的主要趨勢之一。在選址環(huán)節(jié),基于中尺度建模技術、衛(wèi)星遙感物理建模技術和高精度風電場微觀選址技術,智慧選址模式正在逐步取代費時、低效的傳統(tǒng)方式。在運行中,借助現(xiàn)有技術,通過感知并預測所處環(huán)境變化,系統(tǒng)能夠自動采取不同控制策略,做到降載增壽,提高發(fā)電效率。在運維環(huán)節(jié),通過在風電場安裝狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng),結合資產完整性管理理念,故障維修已經從事后轉向事前,逐步走向預防性維護,并在運維方案定制和成本優(yōu)化方面開始發(fā)揮作用。這些手段有效推動了風電發(fā)電效率的提升以及整體成本的下降,正在成為未來進一步提高產業(yè)發(fā)展質量的主要抓手。

  推動數(shù)字化轉型,數(shù)據是基礎。然而,目前風電數(shù)據質量依然存在諸多問題,這在SCADA數(shù)據中體現(xiàn)得尤為明顯。通過對市場上主流供應商的SCADA數(shù)據質量進行分析后發(fā)現(xiàn),問題包括部分關鍵變量丟失、數(shù)據時間分辨率不一致、數(shù)據重復、整條數(shù)據記錄缺失、部分變量記錄缺失、數(shù)據超出正常范圍、變量錯位等。導致此類問題的因素涉及不同設備廠家SCADA系統(tǒng)采集的變量個數(shù)與變量名稱不同、風電場停電、服務器故障、PLC供電電壓異常、PLC模塊故障、傳感器故障、數(shù)據線虛接、存儲空間不足、數(shù)據線屏蔽不到位,SCADA系統(tǒng)升級、機組運行程序升級、通信故障等。特別是早期開發(fā)的風電項目,由于SCADA數(shù)據系統(tǒng)設計和運行管理不完善,數(shù)據質量問題更加突出。

  上述問題長期、普遍存在,嚴重影響著發(fā)電量評估、可靠性分析、運維檢修、技改退役等方面的決策。例如,數(shù)據缺失導致無法追溯相關機組對應時間內的真實運行情況,不利于開發(fā)企業(yè)及運維人員迅速了解機組的實際運行狀況;在應用SCADA數(shù)據進行故障診斷和故障預警建模時,數(shù)據質量問題會使模型表現(xiàn)出的不確定性更加顯著,模型中蘊含的規(guī)律難以被發(fā)現(xiàn),預測結果無法準確判斷影響產品質量和設備狀態(tài)的敏感參數(shù);變量錯位的數(shù)據會讓建模過程陷入混亂,造成分析結果與實際情況出現(xiàn)較大偏差,甚至會產生與實際情況相悖的結果;在技改效果評估中,經常利用SCADA數(shù)據進行技改機組和參考機組在技改前后時間段內的發(fā)電性能比對,被用于評價的SCADA數(shù)據若存在質量問題,將無法對技改的實際效果開展準確評估,進而妨礙企業(yè)的后續(xù)決策;在機組壽命評估中,SCADA系統(tǒng)記錄的環(huán)境參數(shù)及機組運行狀態(tài)是進行機組全壽命期間的疲勞累積計算的輸入條件,如果SCADA數(shù)據質量出現(xiàn)問題,分析得出的機組壽命結果與實際情況會有很大的偏差;在事故分析中,事故機組的運行數(shù)據常被用來復現(xiàn)事故發(fā)展過程并進一步識別事故發(fā)生原因,如果存在相關數(shù)據無法獲取或數(shù)據記錄不準確的情況,將增加事故分析難度,導致事故原因難以確定。

  要充分挖掘數(shù)據的價值,必須加強數(shù)據治理工作,這涉及數(shù)據采集、傳輸、加工、存儲、應用等環(huán)節(jié)。就目前而言,亟需著手做好以下工作:一方面,整機商應當配合開發(fā)企業(yè)做好機組軟件系統(tǒng)的維護、更新工作,及時修復系統(tǒng)中存在的漏洞,提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及準確性;根據實際需求適當增加重要數(shù)據部分的冗余,完善系統(tǒng)日志,最大限度確保系統(tǒng)的正常運行;同時,定期維護機房服務,及時清除無用緩存,備份歷史數(shù)據。另一方面,開發(fā)企業(yè)應當加強對機組各部位傳感器硬件的排查,制定詳細的檢查計劃,及時發(fā)現(xiàn)傳感器硬件故障、加以更換;做好風電場升壓站或者集控中心等區(qū)域的外部保障工作,實時確保電力資源的充裕以及網絡連接的暢通。

  習近平總書記指出,要發(fā)展數(shù)字經濟,加快推動數(shù)字產業(yè)化,依靠信息技術創(chuàng)新驅動,不斷催生新產業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式,用新動能推動新發(fā)展。對于風電產業(yè)而言,數(shù)字化、智能化已是大勢所趨。加強數(shù)據治理,是風電產業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化升級的基礎。數(shù)據質量問題不解決,風電的數(shù)字化與智能化就無從談起。

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