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米塔工业桂向群:升级改造主控变桨及状态监控 风电年发电量的提升1%-7%

国际新能源网  来源:能见App  日期:2018-06-15
  米塔工业控制系统有限公司总经理桂向群出席“第五届中国风电后市场专题研讨会”,在风电场技改与优化专题论坛,分享题为“升级改造主控变桨及状态监控 提升机组发电效率”的主旨演讲。
 
 
  以下为发言内容:
 
  桂向群:谢谢主持人,谢谢大家,也感谢本次后市场大会给我们提供这样的平台、这样的机会,包括昨天的对话,让我们能够把我们最新的技术和我们对改造的一些理解给大家汇报一下。
 
  今天这么几个议题,首先什么是改造,为什么改造,怎么改,改造能达到什么,我们能改什么?后面这两部分个高电压穿越的改造和振动监控的改造,以及改造的案例请我们的技术专家一会儿来讲后半部分。
 
  首先看一下Mita的产品范围大家就知道我们可以改什么了及Mita是电控为主,还有风场管理,SCADA管理平等,举个例子说SCADA这个平台已经第四代了,相信用过我们前几代的产品很多不一样,我们原先每一个站点有一个加密的东西,现在可以用用户职别的密码做,我们可以用服务器、磁盘、远端网络的方式,或者是用手机、平板电脑、APP操作截面,这是在未来的改造当中根据用户的需求提供各种各样不同的选择。
 
  风机的改造Mita系统里面是改什么?电气系统的改造,控制系统硬件,控制系统软件等等。改造的原因,为什么要改造?昨天大会上说了不完全统计Mita现在在中国超过有2万台接近3万台的主控系统在运行,昨天遇到不少的厂家、业主和主机厂,一个业主告诉我他们有1997年的风机还在运行,问我能不能改。这个风机的故障率比较高,样机调制了以后会在比较平稳操作的水平上,到了15到20年的时候故障率就开始增加了,我们的改造想做的是什么?延长它的平稳率,把它争取到20年以上甚至30年,30年以后故障率会提高,是不是更新、换代,重新弄一个新的产品。
 
  从故障的分析来讲,我们发现在电控和风场的控制里面,通讯里面占的比重这个是24%,这个是19%,11%是他的传感器部分,这三部分加起来一共占54%它的故障率,所以我们想说的就是这个,机械部分相对平稳率会比较高一些,所以我们说从风场的改造来讲,我们不断接到用户的一些提问、要求,对于电控部分的改造其实基于挺大的希望,如果我们能在合理价位的水平上把我们风机利用的时间再延长几年,甚至十年的话,我相信是一件很有意义的事。
 
  改造的原因具体我们可以提高产出,比如说功率的提升,凭风机的风速我们可以延长高风速的范围,还有我们最先进的算法,寿命的延长,我们让它的故障率降低就是延长它的寿命,备件,老的控制器的备件越来越少,Mita保证一直提供原来产品的备件,不是我要涨价,是供应商要涨价,我们用量越来越少的时候,老的备件的价格会没有优势,如果升级到现在的系统这个备件反而会有更大的优势,我们会给很多老的客户、业主、主机厂提供非常优惠的备件的价格。
 
 
  服务业是一样,我们减少了速度,非计划性,整个相应也会更好,数据的访问,远程控制、数据访问平台,来设置参数,把最先进的东西加进来。还有兼容性,我的系统可以别系统相融合都是没有问题的。需求大家知道我们昨天其实有很多具体的讨论,电网越来越多的要求,先是低穿,然后是高穿,到底电压穿越是基本的要求,风场能量管理平台一直要做的。迁移其实有很多老的风场有一个概念会把风机转移到别的地方去,这种改造有很多,我们回头有很多这样的例子。
 
  这个是我们现在运行的风场的一个改造,或者说改或不几,怎么改的平衡。包括这次开会跟几个业主在这里讨论过,他说我有一个15年的风场,都是1兆瓦以下的风机,改还是不改?你给我一个选择?我们要平衡,电网有高低电压穿越的要求我们要投入。如果是不改造运营成本会比较高,其中有一项,时间关系不每一项跟大家说,预见性维护,如果说我们可以预见到某个故障,提前有预见性,我们会在维护成本、运营成本上有很大的节约,这个待会儿我们技术人员讲这个CMS系统的时候会讲到怎么样做到预见性的系统维护。
 
  年发电量的提升是我们致力于的改造目标,能够达到什么?我们待会儿有具体的数字支撑,这个数字不是我们随便往上写的,有很多数据支撑的,我们大概年发电量的提升1%-7%。大家可以在后面的PPT里面看到有些具体的数据和分析,所以我们觉得在老的风场的改造里面,其实我们有很多工作可以做,有很多潜力可以挖。我们当然会根据各个风场的情况给大家提供不同水平的解决方案。
 
  这是我们减少运维是我们的基本目标,我们SCADA的监控,有了这些技术运维会相应减少。大家看一下这个,是年发电量改善的策略,这是我们一个基本的图,两条曲线一蓝一红,蓝的是老的功率曲线,改造之后我们会把它提升到红的这一条,先看这个虚线,这个虚线提高了高风速的适应范围,高风速的适应范围不是某一个点停机,而是更快。这个点是1%到7%的功率提升,这个在中风速,原先老是不太好,我们提升到这里也是很有意义的,这个图仅供参考,会有一些实例来支撑。
 
  我们能改,我们想改,特别同意许部长说的,风电的出身代表他的一生,Mita最想改的是自己,我们现在改的多了,不是我们主控的也找我们改,因为我们后面有技术支持的团队。Mita作为一个丹麦公司,在丹麦和乌克兰有强大的支持团队,在中国有宁波、上海、北京这几个地方也有相应的技术、项目和工具师的支持。宁波是我们的材料产地,备件或者是急的要求都在这解决,我们有不同的团队,会得到非常及时的响应。
 
  也顺便介绍一下我们公司,这是我们后台的支持,Mita全球5万台风机,在中国占了一半多,这是我们的人数,现在应该比这个人数多,我们有3千台,现在Mita99%的业务是风电,我们只研究风电,我们PLC也是为风电开发的,改造有不同的方案,各种不同产品的序列不同的带,可以适合我们各种各样的改造需求。
 
  我们想跟大家说一下具体的改造,我们有一个预算,2014年的时候需要改造的风机是48个GW,算的话大概有32000台,2023年大概有159000万台风机,我们觉得这个后市场非常大,如果把我们在这个存量市场的事情做好,会提高很多的效率,大家说风机不挣钱了,新的项目越来越难,我们把老的项目用好意义非常大。
 
  大家看一下这是我们做的风机的准备,Vestas不是Mita的主控,但是我们也帮Vestas做一些实践非常好,这是很老的MICON等等,还有很多。Mita5万台主控里面,我们大概统计是300多种机型,所以我们主控PLC里面的经验非常多,你给我这个机型的时候,我改造起来简单、快捷、高效、省钱。具体的改造方案由技术人员跟你们说。
 
  这个是既插既拔式的,里面的线都不用改,非常简单,改造的时候也要考虑风场效率,有的时候风很好的时候尽量让发电再继续,用尽量方便、快捷的方式改,这是不同的PLC,范围不一样,也可以新做载荷的计算,这是最新的振动的控制器的系统,可以做风场管理的改造,各种通讯的改造,这是远端的支持,宁波是给全球的风机风场服务。
 
  其实各种改造我们的合作方式非常多,我们接到的需求也来自各个方面,比如说没有出保的记子来自于主机厂多,出保之后可能是业主给我们打电话多,我们适应各种改造,很多主机厂有自己的运维公司,运维公司现在不只是管自己的主机,也投别人的主机,其实我们跟各种各样的第三方运维公司一起合作,目的就是把我们现有的机器改好。
 
  这是下面我们合作的伙伴,这是全球的合作伙伴。我是讲前面大的概念,后面请我们技术人员讲。
 
  艾军:谢谢大家,很高兴有机会和大家交流Mita整改实际的案例。这个图就是我们从某个电网公司拿到的,为什么说某个电网公司?不同的电网公司这个曲线有一些区别,拿这个为例,这是我们谈的高穿的曲线,我们过去几年做的是低穿的曲线,这是低穿整改相关的介绍,高穿整改这是实际应用的硬件和软件的案例,这是Mita第三代控制系统3100。这个控制器的软件平台支持现在所有的技术,支持云或者是支持以太网通讯,这些都是可以无缝兼容的。这是另外一个改造的案例。
 
  我们看一下这个,原来的控制器是这个形状我们也可以做到这种无缝即插即用的,原来的插头我们也可以用,原来的控制器的摆放是这种我们也有相应的方案,原来这个软件像VD6.0,按钮、菜单是这种形式拉进来,省去了我们程序开发人员截面的编辑,我可以着重把精力花在算法,包含了控制算法,所以我们有一个软件环境的介绍。
 
  这个是我们整改过后的机型上得到了更全面的数据支撑,对我们风机运行的一些参数、环境有了更详细、更进一步的了解。这个就是我们通过改造我们所得到的一个附加值,就是说现在当代通讯的方式,包括无线网络发生器,这个是Mita自己针对风电电磁兼容比较苛刻的环境所开发的,这边是一个状态监控系统,因为我们发现我们改了以后,其实我们更要去关心这个传动连是不是能吃得消我们新的算法的变感的内循环和运行的情况,我们有相应的状态监控系统,我当代的通讯所有都是兼容的,上一代的通讯是主控这边问一下,哪个风机发电量什么样的,问的过程中别人只能去达,现在的通讯是光线管网一问一答式进行的,我们现在对偏航这块有更多的了解。
 
  这是我们CMS系统,我们说要延长风力发电机的使用寿命,其中一个大的环节不容忽视,我们动态监控系统这个孔点是示意图,相应的传感器要贴在哪里?一般是主轴两个,通过采集的数据在状态系统里面做一个分析以后传送给用户,我们的传送链可能是半年或者是几个月要维护一下,提供这么一个功能。
 
  这个是我们一个状态监控系统相应的认证,其中提到一个就是Mita的CMS首席项目经理是在学院认证中的一个三级数据分析师认证证书。也就是说使用Mita的状态监控系统的时候,我们也可以从Mita得到一个相应的数据分析的一个服务。这个就是我们状态监控系统,CMS控制器的识别,这里值得提一下的是我们在这个控制器的核心处理单元用了目前当代比较领先的,ARM、DSP数据处理其以及相应的内容,为有三种?我们根据不同的应用场合做了不同的控制器的配置,这边8通道、16通道,也有定制的通道,目前如果使用过Mita控制系统的用户应该知道,我们有WP2000开始发展,发展到现在WP3000、31000,到现在4200,这是目前最先进的控制器状态监控系统。
 
  状态监控系统我们简称MiCMS,我们把整动链的原始数据处理之后到一个频谱的工具上,以便于合各位专家可以实时地了解自己的系统,这是MiCMS提供报告的形式,第一个MiCMS报表生成特性2-1,我的哪一个系统需要检查一下,这个报告打开有更深一级的报告,最后是详细级的,哪一个位置,前轴、后轴、齿轮等等,比如说中间什么状态。
 
  这个就是三级报告的形式,如果往上看,这里面有一个值得注意的是趋势分析,我们通过半年学习来的一个数据,我们传感器贴在齿轮箱上,通过数据结合到转速、风速、发电量的情况,为什么控制系统把风力发现系统结合在一起,就是可以数据共享,可以学习到各个风机在工况下的情况。前半年画了这么一个波形,我们可以猜测后半年是这样的波形,警戒线在这里可以预测到后半年是在这里,齿轮箱可能需要做一个维护,这是一个趋势。
 
  我们CMS有分级服务的工具,这就是我们说的传动链的分析专家,为什么分这几步呢?我们过去很多用户可能把这个系统装上以后让它运行了,因为这个系统本身不会报怎么样我要停机之类的故障,但是如果我们把这个数据做一个精准和全面的分析的话,我们可以看到我们齿轮箱怎么样,或者是通过实例,一般情况下好的话,这个数据是不规则的毛刺,哪一个齿轮上发生划痕的话,这个时候它对应频谱的波形是会很有规律的,因为它每转到那一圈才会产生毛刺,通过这样数据的分析,我们可以在问题比较小的时候不用拆机舱来解决问题,这也是降本的一个途径,我们尽量去减少使用吊车的机会。
 
  这是我们的CMS的案例,哪个国家、哪个公司在用,这是我们实际改造的案例。这是35兆瓦的变浆型的风机,这个风机是1.5MW的,这个时候我们提供了3100MK这个系统,这是我们现在风力发电系统用的一个平台,当时是帮他实现的功能。
 
  投资回报率在1.6年,年发电量我们改造以后还要做相应的认证,这个认证均摊到我每发的一度电上是7厘,我花的相应的钱。
 
  控制数据和之前的图不一样,这个是横的,之前是竖的,因为之前他用的不是Mita3100的,还有这个风机是用风力补偿,是用现在的电流控制系统,我们也做了改造案例,是Vestas的660kW的,这个是改造用的3100MK,在最新的状态是年发电量提高了2.5%,这里面原来是660kW,我们改造以后让额定功率达到了710kW,稳定的额定功率,通过互联网远程控制和做了一些相应的认证。
 
  这个是比较大的工作了,这个原来是450kW的失速型风机,他是450kW我们目的是让它降到250kW,爱尔兰关税的观音,这个是我们要把机舱、元器件都要改,当时还配了电流器这种形式的案例。这个是600千瓦的Vestas的改造案例,提高利用率达到99.8%,这个案例是搬家的风机,原来是在欧洲的,可能由于业主的一些操作,他现在要去美国,美国要适应60HZ的电网,这个就要通过改造来实现。
 
  这个案例也是一个750kW的风机,也是通过改造提高利用率和数据的访问,我的报告结束了。
 
  谢谢大家!
 
  (根据发言整理,未经本人审阅)
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