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荷兰Rambøll全球市场(风电)总监Søren Juel Petersen:大数据运维最佳风电场管理实践——荷兰清洁能源研究

日期:2019-10-28    来源:能见APP

国际新能源网

2019
10/28
13:57
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关键词: CWP2019 风电智慧运维 风电行业

  2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
  10月23日下午,举办了“智慧运维论坛——风电智慧运维实践”。
  Rambøll公司全球市场(风电)总监Søren Juel Petersen发表了题为《大数据运维最佳风电场管理实践——荷兰清洁能源研究》的主旨演讲。
  以下为发言内容:
  S?ren Juel Petersen:女士们,先生们,非常感谢今天对我的邀请,我想简单的讲一讲数据的使用,怎样在运维当中使用数据,所以我想说的可能跟中国的运维关系比较大,跟之前听到的关系也很大,但是我主要想讲一下规划的重要性,而并不是风机本身的问题。大家都对中国的运维了解更多,我想简单介绍一下我们的公司,我会讲一下工业4.0,它在海上风电行业会有什么影响,之后会谈一些不同运维的方式,以及他们的可靠性、基本条件,还有数字化的双胞胎,接下来就是数字化双胞胎有哪些具体的项目,还有有什么好处。
  首先就是Rambøl,Rambøl风能我们总共差不多11500名员工有覆盖很多风电行业的领域,我们在中国也有很广泛的覆盖,现在涉及的基本上是4、5、6兆瓦的风机。关于我个人,我自己是工程师身,一直在海上风电领域工作,上世纪90年代就开始了,所以我这方面经验也比较丰富。关于运维的成本,运维成本占整个资本支出30%,所有海上风场都是这样的,所以很重要一点就是我们必须要很好的去追踪运维的成本,到底是花在了哪里,这样才能把品种化成本降下来。中国上网电价是非常严格的,所以运维的每个环节都要控制好,然后把成本降下来。
  工业4.0它描述的是随着时间产生的工业革命,是另一轮的工业革命,我们的公司会利用上面所有的这些技术,放在海上风电场,我们一直在利用,比如云计算、大数据等等来让自己能够去进行实时的运维。一般来说我们会认为基于状态的维护,可以帮助我们去减少大概10%到40%的运维成本,我们还可以减少停机时间,还可以去延长风机的寿命,可以至少延长各5年,最后这个还有待观察,因为大家都知道海上风电的行业还是比较年轻的,然后有很多项目还没有达到风机的最高寿命,所以说我们可能也不见得就能够把它实现这么长的寿命,还有不同类型的运维,包括修正性的运维,当出现问题的时候需要事后补救,然后我们还可以去等待,还会有一些预防性的运维,就是大家都比较倾向的一种方式,可以是基于状态的,还有预设的运维,就是我们去进行常规的运维,但是对于海上风电场来说,这个是行不通的,因为有效性不是非常好,而且相关的成本也非常高。所以我们就会倾向于进行预测性的运维,这个其实也是严重基于可靠性的,所以我们首先还是从左手边看起,从左边开始我们肯定先要进行一些关键环节的评估,之后再去确定需要什么样类型的运维,然后到右下角这个部分,用这个表来指引我们的运维工作,之后我们会去创造一个最优化的运维计划,然后再进行执行。
  这个一部分是基于数据的,所以我们就一直在致力于数字双胞胎的利用,就是其提供更加高可靠性的基本的运维,还有控制中心。所谓的数字双胞胎,有人可能不太熟悉这个说法,就是图中的这个结构,在右手边有一个结构性的模型,我们做设计的时候就顺便把这个模型也做出来了,然后再去模拟一些它的热点,比如模型上有很多区域,就会跟实际的区域是类似的,这边给大家展示的其实是油气行业的模拟,海上风电提到油气行业不太好,但是我们之前数字双胞胎的应用一直都是在油气行业,我们从海上油气公司所获得的经验和教训都列在这儿,如果去对比这两个行业的话,环境条件有很高可比性的,交通也差不多,以前经常都是把风场建在风最大的地方,这样情况下想要爬上去很难,想要运维风机更难,我们还会有一些优化的地理位置,油气行业也是这样的,这种情况下就会涉及到成本,也会涉及到数据量,可能需要更多的数据量帮助决策,技术现在已经非常成熟了,对油气行业来说,而且还有一些非常复杂的分析手段,可以帮助我们去进行分析,尤其是应力的分析,结构的应力分析,我自己比较关注的是法兰平衡,还有整机厂商也特别关注这个话题,但是这个我就不说了。我们还会利用云计算,意思就是说我们可以去控制,还有更快的去分析大数据。
  但现在海上风电行业的新挑战,就是系统的高动态情况,它比油气行业的动态范围是要大很多的,我们会有很多不同的动态,比如说风机本身的动态,还有机座的动态等等,它们的损坏模式或者说疲劳模型是不一样的,在风机还有机座上都不一样,所以我们不能直接把油气行业的经验直接拷贝过来,澳门还会有很多是非线性的情况要处理,之后还有硬件的损耗成本等等,大家可能知道我们在海上风电场通常都有几百个风机,但是油气项目可能就一个钻井,所以多个设备也是我们要应对的占。真正的数字化双胞胎它的优势是什么呢?对于这个结构来说,可以保障安全。就是意味着它不会有太多个体的设备所产生的费用支出,而风险在降低,同样像我们所说的,它也不会过多的由于个体的风机产生,也不会减少结构性的风险,我们可以更好的去追溯发生的情况,然后通过我们的数字双胞胎,我们在办公室里就可以进行追溯,可以去跟踪,也可以减少检修,就是右下角所看到的,这意味着我们可以大大的降低运维的成本。另外时间成本对于整个运维也会下降。
  举一个例子,第一个例子就是我们通过这样的项目,可以减少钢材的使用,我们进行上海电气数据的收集和放大,就可以通过测量在现场发生的情况进行流程的优化,而且我们也有两个欧洲的项目,通过使用我们的模型,也就是直接的进行测量,然后将这个测量与数字双胞胎的形式进行链接,我们可以大幅度的降低成本。接下来一个例子,这个例子就是我们去延长海上风电机组导管架的使用效率,还有一个例子是消除导管架焊接缺陷的WOF操作,在欧洲的项目上,我们发现了这个结构上的缺陷,我们就要去识别这是什么缺陷,在焊接上我们使用了刚才所说的数字双胞胎的模型,我们可以找到焊接的问题,然后再进行测量和维护的同时,我们可以继续运行,而且因为我们积累了足够的数据,可以判断出来这个问题会带来的损失。数字化双胞胎给我们带来的好处是显而易见的,它可以去提高我们对于项目的认识,这是我们的一个开发商所说的,首先会提高我们对于海上资产的认识,第二是降低运维的成本,而最终挖掘生命周期延长的潜力。当然我们还有待于观察,因为海上风电仍然是很新的领域,我们希望我们可以实现更大的成绩,非常感谢。
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