『技术』干货 | 主控系统在风电运维中的重要作用 |软件|人工智能|大数据|

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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。