新能源設(shè)備故障預警平臺
2022-04-14 18:37:44
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一、行業(yè)背景
?風機出質(zhì)保高峰期下安全隱患日益明顯：早期投產(chǎn)的風機設(shè)備已運行10年左右，伴隨成規(guī)模的大量設(shè)備出質(zhì)保，老舊機型故障頻發(fā)，帶來大量的安全隱患，同時因為大量故障停機造成發(fā)電量損失金額日益增大。
?眾多電站分散與集中式運維管理的矛盾：電站數(shù)量眾多、場址分散，所處地區(qū)不同、發(fā)電機理不同、受轄電網(wǎng)不同，且電站監(jiān)控系統(tǒng)功能簡單，無高效的數(shù)據(jù)整合、統(tǒng)計、分析能力，無法滿足客戶的多樣性需求。
?平價上網(wǎng)時代企業(yè)經(jīng)濟效益壓力俱增：平價上網(wǎng)、限電、設(shè)備故障等因素對新能源企業(yè)在生產(chǎn)運維階段的成本造成巨大壓力，在創(chuàng)造利潤方面又形成了極大的阻礙，采用數(shù)字化手段實現(xiàn)對設(shè)備的預測性維護是企業(yè)降本增效并應對平價上網(wǎng)的重要途徑。
?傳統(tǒng)管理模式已無法適應新能源快速發(fā)展需要：隨著“碳達峰與碳中和“國家戰(zhàn)略目標的提出，風電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)迎來歷史發(fā)展的最好機遇，利用數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新精益化生產(chǎn)管理模式成為競爭新賽道。
二、解決方案
新能源設(shè)備健康狀態(tài)預警平臺主要以是以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、CMS數(shù)據(jù)及離線數(shù)據(jù)作為輸入，形成基于大數(shù)據(jù)分析、模型開發(fā)，狀態(tài)預警、監(jiān)測展示于一體的設(shè)備健康狀態(tài)預警大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了與已有生產(chǎn)運維管理系統(tǒng)預警成果的共享和發(fā)布，降低設(shè)備故障發(fā)生概率，減少運維成本，提升公司整體運營收益。
從集團公司、區(qū)域、場站三個層面實時展示了各自當前設(shè)備狀態(tài)、預警、預警流程、模型運行數(shù)量、效益情況以及預警數(shù)量、設(shè)備健康度、預警完結(jié)率、MTBF指標等信息，為各級領(lǐng)導及用戶提供一個宏觀了解預警信息的入口。
設(shè)備數(shù)據(jù)治理與標準化
圍繞來源多樣、通訊接口協(xié)議各異、采集精度各異的設(shè)備運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備故障錄波數(shù)據(jù)等多種實時數(shù)據(jù)，建立設(shè)備全生命周期的數(shù)據(jù)集中管理，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的集中化、統(tǒng)一化、標簽化、標準化。
設(shè)備數(shù)據(jù)特征智能提取
圍繞機組對象，針對機組運行預警目標，整理和提出能夠有效感知設(shè)備各種運行狀態(tài)的參數(shù)體系；提取在線預警、故障診斷等不同層次應用的狀態(tài)屬性和及數(shù)據(jù)，挖掘表征不同機組運行狀態(tài)的特征信息。
設(shè)備故障預警模型全流程管理
建立完整的設(shè)備狀態(tài)預警模型管理體系，實現(xiàn)從預警模型構(gòu)建到模型驗證、模型發(fā)布、模型部署、模型啟停、模型評估以及模型迭代優(yōu)化的全流程閉環(huán)管理。
預警機制全流程管理
實現(xiàn)面向集團公司、區(qū)域公司及場站業(yè)務專家、技術(shù)專家、用戶，開展預警信息搜索查看、預警信息審核確認、預警流程處理反饋的全流程預警機制管理，為預警信息的快速確認和處理提供了便利。
設(shè)備運維專家知識庫構(gòu)建
梳理了以大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)為核心的數(shù)理模型，以及以規(guī)則、閾值等為主體的業(yè)務機理模型，建立豐富的運維專家知識庫，輔助場站運維人員快速進行故障問題排查風險消缺。
三、平臺優(yōu)勢
1、平臺具備標準化的統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼及接口管理能力
2、平臺具備完善的設(shè)備狀態(tài)預警評估體系及數(shù)據(jù)質(zhì)量全流程在線監(jiān)控治理能力
3、平臺具備對預警模型及預警機制的全生命周期管理能力
4、平臺具備業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的機器學習模型算法和數(shù)據(jù)挖掘能力
5、平臺具備豐富的圖形展示和靈活的視覺交互能力
6、平臺具備強大的計算引擎和數(shù)據(jù)構(gòu)架性能
四、應用價值
以中廣核新能源風機設(shè)備故障預警為例
1、平臺覆蓋約5255臺機組，累計發(fā)布預警1700多條。經(jīng)過現(xiàn)場排查反饋，預警準確率達85%以上，預防風險所規(guī)避的直接經(jīng)濟損失超過5100多萬
2、實現(xiàn)在線故障預警最早可提前14天預警出故障，離線故障預警最早可提前1個月預警出故障，減少設(shè)備故障發(fā)生概率，提升設(shè)備運維效率
3、實現(xiàn)將被動發(fā)現(xiàn)變?yōu)橹鲃宇A警，非停變計劃停機，檢修工作范圍縮小，時間縮短，間隔延長
五、應用場景
1、風電設(shè)備故障預警
對風電設(shè)備故障預警分析，以風電設(shè)備、智能傳感設(shè)備、SCADA監(jiān)控系統(tǒng)、CMS振動監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等為基礎(chǔ)，融合智能傳感、5G通信、AI智能、 邊緣聚合計算，構(gòu)建全息感知、在線監(jiān)測、智能診斷的智慧風電大數(shù)據(jù)平臺，不斷挖掘數(shù)據(jù)價值，持續(xù)提升風電企業(yè)智慧運營能力
2、光伏設(shè)備故障預警
光伏電站設(shè)備健康狀態(tài)預警分析，通過“大數(shù)據(jù)+人工智能”算法對電站設(shè)備進行智能化診斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在缺陷和發(fā)電性能偏差問題，助力現(xiàn)場主動消缺，實現(xiàn)光伏電站預知維護，有效提升設(shè)備可靠性，增加經(jīng)濟效益
六、榮譽
1、2021年大數(shù)據(jù)應用十大優(yōu)秀案例
2、獲得中國能源企業(yè)信息化卓越成就獎
3、獲得工信部2021年物聯(lián)網(wǎng)示范項目
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