数据挖掘下的风力发电机组运行管理方式

数据挖掘下的风力发电机组运行管理方式

代永钢

身份证号：37028319920301205X 山东省青岛市平度市邮编266799

摘要：风力发电作为一种具有大规模开发潜能的可再生能源,近年来在世界范围内受到了广泛关注,基于此，本文作者结合自身实践就风力发电机组运行管理方式进行分析，以供参考。

关键词:风力发电机组;风场稳定性:运行数据

1风机寿命非正常快速劣化原因

风机的健康状况在其设计寿命内(20~25年)出现了非常快速的恶化,这主要是由于各个行业的能力提升速度没有跟上装机的步伐，作者接下来对影响风机寿命的原因进行分析。

1.1行业标准

随着行业的进步与成长,制定了一系列的国家规定、产业准则及公司规则:覆盖了自初期设备的设计至项目的启动再到后期的运营管控等各个环节。然而,这个新兴领域的发展历程相对短暂且对自身的认识有限,许多的标准都是参考外国的模式来制订的,因此其有效度或精确程度可能会有所欠缺。此外,因为该领域的迅猛扩张导致了一些问题，例如某些型号并未经历严密形式测试并进行了必要的改良、调整便大量投入使用的情况十分普遍；对于制造商来说,未能按照要求进行保养也是常见的问题之一;还有就是关于全面负责电力生产的管理工作等方面做得不够到位等问题依然突出可见。

1.2设计能力

中国的风力发电设备制造企业,主要经历了"进口-合作开发-自我创新"三个阶段。在产业初期阶段,许多制造商仅用数年就完成了技术的引入并实现了大规模生产,然而,众多如选择机器类型、制定制造标准、保证工程品质等方面的问题却未能妥善处理,而是在风电场实际应用中彻底显露出来。另外,行业的快速增长还体现在:每家大型企业每年至少推出一种新型号的产品。甚至有些公司为了追求更大的直径风机而不对关键组件(例如变桨系统)进行改进或提升,这种做法违背了设计的初衷,同时也为风机的正常运转带来了严重的安全风险。另外，频繁更新的产品型号使得主力企业的研发实力几乎停滞。尽管已经投入了新机型的研发,但是由于技术力量不足来解决前一代机存在的问题,未能实现持续优化和长期发展的目标。

此外,这种情况也导致了由于过时的机型已经基本退出了市场,制造商也失去了进一步改良的热情。另一方面,针对特定项目的个性化设计问题。风力发电厂家需要根据各种地理环境、气候和风况等因素来设计和选择适合的机型。在进行项目可研设计时针对特定项目,根据时间计量来决定选择的机型的单台容量、叶轮直径和塔筒高度。然而,在同一地理或气候条件下,项目在性区域内,甚至同一个项目的不同位置之间,其微观运行状态都会有所差异。如果要达到最优化操作效果为了实现预定目标,必须对控制策略进行深化改进,然而现状是,目前几乎没有任何厂商在这方面做出努力。

1.3供应链配套能力

作为与风机厂配套的厂商,供应链的状况与风机厂的情况基本一致,在设计、测试等重要环节上处于被动跟随的状态。缺乏必要的验证,使得降低成本提高效率变成了风机配置不合理的难题。另外,由于产品更新换代速度过快,有效供应备用零部件也是限制保持风机健康运行的一个主要因素。

1.4运行管理能力

目前,在风电运行管理中涉及的主要是投资方、风机厂和其他一些独立第三方。作为一名合格的风电现场技术人员,至少需要经过经过超过四五年的现场实践,每年都会新增1万台机组,新型机型持续更新,同一种机型的使用，由于关键部分存在多种设置和机器运转不够稳固等问题,使得现有的工程师无法完全适应现场的技术需求。因此,对突发问题的应对成为了现场机械管理的核心任务;然而,确保设备安全使用的首要策略——预防与定期检测活动却常常遭到忽视,从而压缩了维修的时间,使风机的维护流于形式,进而影响其健康状况的恶化。综合以上问题,再加上近年来风机和服务的价格持续降低可能导致的品质下滑担忧,当前在现场运作的风机的健康状态更令人感到不安。设备的非正常使用必将引发投资者收益减少,人力成本及物资耗费增加,运营效果受挫。

2数据挖掘

本文将从风电机组日常运行管理的视角,探索如何优化已投入使用的风电机组的运行状况。

2.1主要目标

当风机运转时,会生成大量的工作信息,例如输入输出纪录、设备问题记载、累计能量图表等等。通过全面评价每个风机的健康状态,找出并对决定其稳健性、耐久性和产电量的因素做出识别,然后针对这些因素采取相应的管理优化与科技提升措施。

2.2技术路线

利用基本的数据分析方法,自上而下地观察整体情况、设备状态、部门组态和个别故障的细节。按照"障碍体现"的层级依次解析后,得出的是由小到大、从小到大的一系列关于"机器"与"风力发电厂"等级的总结结果展示,同时附带了意见和建议。

2.2.1数据来源

(1)风场机型的excel或word版故障代码手册;

(2)年度故障和报警数据的统计表;

(3)年度每月发电量的统计表和年度此机型在本风场的功率曲线以及动态标准功率曲线；

(4)项目的可行性研究报告。

2.2.2数据有效性

（1）对数据的有效性进行评估,以确保其有效性,并保证分析结果的准确性；

（2）构建数据关联模型和输出分析结果的内容清单及模板;

（3）输入和分析数据,并生成总结报告;

（4）根据分析结果提出改进建议。

3完善产业管理体系,形成闭环管理

现阶段,风电场的开发和建设过程主要依赖于企业的自觉性,而相关政府部门参与管理的比例较低。因此,在某种程度上,确实存在管理上的不足,即在风电场的开发和建设过程中,相关的批准和管理规定是否得到了执行。

当公司对流程与品质管控给予高度重视,其项目中的潜在问题会大幅度减少。然而,有些公司过于专注于审批阶段却忽略了施工过程中可能会出现的各种问题及风险。构建一套有助于全程监控的较为严谨的管理系统,进而提升风能行业的完整管理水平,形成了一个涵盖整个产业链的前期至后期的全面且完整的产业发展管理框架。

显然,系统化管理的推出是由于行业的主管机构对产业结构进行了调整,由过去注重快速发展转变为关注品质提升所做的进一步优化。早期阶段,企业主要关心的是项目的启动与实施,但在产业发展过程中,问题逐渐暴露出来,因此建立健全的管理机制变得至关重要。

结束语

实行此管理策略可以产生如下的效果:

(1)识别出对风场稳定性有影响的主要设备、零件和故障,并针对这些问题进行解决,从而增强风机的可靠性,降低风机因为故障停止运转的频率。

(2)确认导致风机疲劳负荷增大的关键故障,并进行处理，确保风机的使用寿命。

(3)明确影响风电场运行管理成效的管理要素,并进行优化,以实现精细化的运营维护管理。

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