东方风电智慧风场介绍课件.pptx

1、DONGFANG ELECTRIC2017.02自然动力 推动未来Natural Power Powering Future东方风电智慧风场第1页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.022.风场收益风场收益3.运维成本运维成本1.质量与性能质量与性能4.管理管理东方风电智慧风场给您带来的价值价值：第2页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02质量与性能第3页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02：全功率试验：智能出厂调试：新一代电控系统电控系统四冗余安全链设计，保障机组绝对保障机组绝对安全。安全。硬件在环建立厂内数字风机，保障电控软

2、件零缺陷。保障电控软件零缺陷。样机全功率拖动试验，保保障样机设计零缺陷。障样机设计零缺陷。精益智能数字化调试技术，保保障整机出厂零缺陷。障整机出厂零缺陷。：电控联合仿真第4页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.11.1东方风电新一代电控系统东方风电新一代电控系统1.具有国家发明专利的具有国家发明专利的“内、外、软、硬四内、外、软、硬四冗余安全链冗余安全链”设计设计，保障风机任何情况下的，保障风机任何情况下的收桨动作，从根本上保障机组安全。收桨动作，从根本上保障机组安全。2.先进的逻辑和算法实现，保障机组最优先进的逻辑和算法实现，保障机组最优出力性能。出力性能。203

3、04050607080From:Generator torque demand To:LSS torqueMagnitude(dB)100-225-180-135-90-450Phase(deg)Bode DiagramFrequency (Hz)no damperwith damper051015202530050100150From:Generator torque demand To:LSS torqueStep response:Generator torque demand to LSS torqueTime(sec)Amplitude第5页，共50页。DONGFANG ELECTR

4、IC2017.021.21.2 电控联合仿真电控联合仿真1.电控联合仿真系统，国家电控联合仿真系统，国家2项发明专利，项发明专利，能源行业标准能源行业标准“主控测试规程主控测试规程”推荐认证平推荐认证平台台2.硬件在环技术，实现厂内数字风机硬件在环技术，实现厂内数字风机仿真仿真控制控制测试测试验证验证实现电控策略软件层的质量保障实现电控策略软件层的质量保障0 0 962156291486726103412911437153015000500100015002000135791113151719212325功率功率(kW)风速风速(m/s)第6页，共50页。DONGFANG ELECTRIC20

5、17.021.31.3东方风电全功率试验平台东方风电全功率试验平台1.全功率拖动试验，厂内实物模拟全功率拖动试验，厂内实物模拟2.保证整机设计零缺陷保证整机设计零缺陷第7页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.41.4智能出厂调试智能出厂调试1.机组信息录入2.主要配件清单录入3.从源头建立电控档案系统登录静态调试动态调试自动调试声光报警系统登录图文引导智能判定自动调试声光报警基于大数据方法的奇异点分析调试报表自动生成。测试过程数据记录调试结果智能判定失败项目纪录调试设备扫码调试信息二维码生成移动设备二维扫码过程追溯1.公司全新质量保障重要组成公司全新质量保障重要组成

6、2.整机出厂调试过程控制整机出厂调试过程控制3.保障整机零缺陷出厂保障整机零缺陷出厂第8页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02全新保障体系给您的价值：全新保障体系给您的价值：1.整机设计零缺陷整机设计零缺陷3.整机出厂零缺陷整机出厂零缺陷4.调试快速并网调试快速并网6.保障机组稳定运行保障机组稳定运行5.240小时预验收快速通过小时预验收快速通过2.控制软件零控制软件零缺陷缺陷第9页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02东方风电4C智慧风场第10页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02东方风电智慧风场定义以提高发电量、降低全寿

7、命度电成本为核心目标，由智能风机为组成元素，高运维效益，高质量的风电集群。第11页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.022.12.1东方风电东方风电4C4C智慧风场架构智慧风场架构C1智慧风机层：自适应、自学习，大数据衰退预测智慧风机层：自适应、自学习，大数据衰退预测C2智慧风场层：协调控制和互学习，大数据故障诊断智慧风场层：协调控制和互学习，大数据故障诊断C3云平台层云平台层 ：私有和公有云平台，数据开放和互利：私有和公有云平台，数据开放和互利C4全球集控中心：全球监控，运维统筹，大数据趋势分析全球集控中心：全球监控，运维统筹，大数据趋势分析第12页，共50页。DONG

8、FANG ELECTRIC2017.02设计理念：以延长机组寿命、提高机组可靠性和发电量为宗旨，用软件定义硬件，挖掘机组极限潜能，让风机具有感知、记忆、思维、联想、学习、适应和决策能力。Anemometer:-Instantaneous Speed-Wind Direction-AverageSpeed(10s,30s,60s)Pitch System:-Pitch Angle1,2,3-Blade Speed-Brake StatusDriveTrain:-Bearing Temperatures(x2)-GB Lubricant Temperature-GB Coolant Tempera

9、tureCMS:-MainShaftBearing(x2)-Gearbox Casing(x1)-GB Input Shaft(x2)-GB Low-speed Shaft(x1)-GB High-speed Shaft(x2)-Motor Input Shaft(x2)Upload Interval:1hrFrequency:10Hz;2000HzDataLength:325s;1.6sGenerator:-Speed-Stator Temperature(x3)-Rotor Bearing Temperature(x2)Yaw Control:-Carbine Position-Torsi

10、on SpringPosition-YawControl StatusCarbine:-Carbine Vibration(x3)-Carbine Temperature-Carbine Cooling FanTemp(x2)IGBTModule:-TemperatureGrid Information:-Grid Voltage(x3)-Grid Current(x3)-Grid Frequency-Grid power(effective andnon-effective)-Grid power factorAvailability Information:-Availablepercen

11、tage(daily,monthly,yearly)Environmental Information:-Ambient Temp-Instantaneous Wind Speed-Wind Direction-AverageSpeed2.1.12.1.1智慧风机智慧风机1.多测点设计，自学习和自适应多测点设计，自学习和自适应2.工业大数据分析，自评和衰退预测工业大数据分析，自评和衰退预测第13页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02以智慧风电机组为元素，建立中央集中和分布式并存的协控体系，智能协调风场整体最优运行和保障风场运行安全，实现无人值守。2.1.22.1.2智慧

12、风场智慧风场1.实时以太网，保证通讯实时性实时以太网，保证通讯实时性2.临近风机关联算法和互学习临近风机关联算法和互学习3.移动监控集成，口袋工程移动监控集成，口袋工程第14页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.022.1.32.1.3云云平台平台私有云和公有云共存方案。1.建立东方风电云平台系统；2.将单机和风场的数据分析结果和处理后的数据上传；3.开放公有云端口，便于业主和供商数据查看；4.提供模型接口和建模方案，由供商自建部件模型上传系统进行预测和诊断。第15页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02全球监控风电大数据平台，采集和汇总风机运行数据，

13、通过对风电数据的分析和应用来支撑服务工作，提高服务效率，优化服务成本。2.1.42.1.4全球全球集控中心集控中心第16页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02风场收益第17页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02智慧风场助增收益智慧风场助增收益A.风机带病不停机无损安全运行机制，大幅度增加能量利用率，提高发电量；B.风机自学习和自诊断，参数自动调整，个体环境适应性，提高发电量；C.计算机组尾流和地形影响，协同控制，实现风场整体最优，提高发电量；D.风场运维系统引导，维护避开高风时段，提高发电量；E.调度指令5s快速响应，PPM能量管理在保证全场最优

14、功率分配同时，具备一次调频能力。第18页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02计算两两之间的风速分计算两两之间的风速分布相似性布相似性1计算两两之间的功率分计算两两之间的功率分布相似性布相似性2发电量相似性发电量相似性=03 发电量相似性发电量相似性=0.9最终健康值最终健康值风机风机 1&2风速相似程度风速相似程度=0.98权重权重=0.8风机风机 1&3风速相似程度风速相似程度=0.87权重权重=0.01.权重=WS Similarity-0.9（相似性0.9）or 权重=0.01(相似性=0.9)风机风机 1&2风机风机 1&5风机风机 1&3WS sim*Powe

15、r simWS sim*Power sim.加权和加权和CV=加权后的功率相似加权后的功率相似性之和性之和3风场风场F.风场加权数据分析，寻找差异和问题机组，标榜最优机组，参数互学习；第19页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02Q3-15Q4-15Q1-16Rated Weekly Power Loss(%)-8-6-4-20246810Turbi ne 46Turbi ne 46Q2-15Q3-15Q4-15Q1-16Rated Weekly Power Loss(%)-2-101234567Turbi ne 47Turbi ne 47Q2-15Q3-15Q4-15Q

16、1-16Rated Weekly Power Loss(%)-8-7-6-5-4-3-2-101Turbi ne 48Turbi ne 48Q2-15Q3-15Q4-15Q1-16Rated Weekly Power Loss(%)-1012345678Turbi ne 49Turbi ne 49Q2-15Q3-15Q4-15Q1-16Rated Weekly Power Loss(%)-4-2024681012Turbi ne 50Turbi ne 50Q2-15Q3-15Q4-15Q1-16Rated Weekly Power Loss(%)-5-4-3-2-1012345Turbi ne

17、 51Turbi ne 51从高于平均水平到低于平均水平，有非常明显的衰退趋势。持续稳定地低于平均水平，并没有衰退趋势，原因来自于装配或控制程序匹配不良。持续稳定地优于平均水平从低于平均水平到高于平均水平，有非常明显的恢复趋势。第20页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02G.对风校正，提高发电量第21页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02运维成本第22页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02智慧风场助降运维成本智慧风场助降运维成本A.高级中尺度和微观选址评估系统集成，提前规划铺路和运输方案，降低初始投入成本；第23页，共50

18、页。DONGFANG ELECTRIC2017.02智慧风场助降运维成本智慧风场助降运维成本B.专业工业大数据分析，重要部件衰退预测，对不断上升的运行风险进行提前预警，避免大部件突然失效，降低维护投入成本；Rotor Speed500100015002000Mean Winding Temp405060708090100110Rotor Speed500100015002000Std Winding Temp0.40.60.811.21.41.61.822.2Rotor Speed500100015002000GB Temp 220304050607080Rotor Speed50010001

19、5002000Temp Input Shaft4550556065707580健康特征提取健康特征提取数据融合建模数据融合建模风机齿轮箱数据风机齿轮箱数据预警预测health model at time tBaseline model相似性评估相似性评估第24页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02 主轴轴承基于“模型对模型”大数据健康评估SelectedvariablesBaseline M odelA t DayNT esting Data从测试数据SOM模型中，找到与测试数据最相近的神经元区域计算与测试数据SOM模型中神经元的距离C VT estingM odel经

20、项目测试可以提前28天准确预测到早期故障。第25页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02C.风场级部件可靠性对比统计，问题部件提前重点关注；第26页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02管理价值第27页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02智慧风场助管理优化智慧风场助管理优化A.机组故障精确定位和运维引导，提高运维效率；B.风场质量自定义分析报告定期生成，简化报表流程；第28页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02智慧风场助管理优化智慧风场助管理优化C.电控程序远程自动获取升级，实现无人值守，简化程序更新流

21、程；D.备品备件二维扫码，简化备件管理流程。第29页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02东方风电智慧风场功能展示第30页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02设计理念：以延长机组寿命、提高机组可靠性和发电量为宗旨，用软件定义硬件，挖掘机组极限潜能，让风机具有感知、记忆、思维、联想、学习、适应和决策能力。东方风电智慧风机东方风电智慧风机第31页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.跨平台主控程序框架设计跨平台主控程序框架设计2.机组故障精确定位机组故障精确定位3.机组自决策不停机带病运行机组自决策不停机带病运行4.CMS集成

22、控制集成控制第32页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.025.智能偏航算法智能偏航算法6.振动抑制算法振动抑制算法7.超速抑制算法超速抑制算法8.塔顶弯矩降载算法塔顶弯矩降载算法9.电网适应性快速响应算法电网适应性快速响应算法第33页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.0210.扇区控制算法扇区控制算法11.叶片除冰共振算法叶片除冰共振算法12.自系统辨识自系统辨识13.自适应参数调整自适应参数调整第34页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.022.机组可靠性定检评估机组可靠性定检评估3.电能质量定检评估电能质量定检评估4.机组参数

23、动态寻优机组参数动态寻优1.分布式数据采集和大数据分析分布式数据采集和大数据分析22%5%1%10%1%10%1%1%2%2%2%2%3%2%2%10%2%15%2%3%2%全场全场故障频次分布故障频次分布塔筒X向1级振动变频器错误变桨电机超速桨角编码器偏差桨角不一致第35页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.025.机组状态时序档案记录机组状态时序档案记录6.故障快照分析自动推送上传故障快照分析自动推送上传7.电控程序自动升级电控程序自动升级第36页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02以智慧风电机组为元素，建立中央集中和分布式并存的协控体系，智能协

24、调风场整体最优运行和保障风场运行安全。东方风电智慧风场东方风电智慧风场第37页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.风场监视风场监视2.风场群控风场群控3.自定义报表定期生成自定义报表定期生成4.数据存储、分析数据存储、分析第38页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02精确定位指示环网断点精确定位指示环网断点第39页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.电网调度指令快速响应电网调度指令快速响应2.有功无功分配算法有功无功分配算法3.一次调频决策一次调频决策4.AGC/AVC控制系统控制系统第40页，共50页。DONGFA

25、NG ELECTRIC2017.021.最优风机标榜算法最优风机标榜算法2.临近风机数据关联算法临近风机数据关联算法3.群起群停算法群起群停算法4.最优发电量群控算法最优发电量群控算法第41页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02基于移动设备的状态监控、数据获取、信息主动推送、管理和协同办公，强调快速、精确、随时、随地。东方风电移动监控东方风电移动监控第42页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.数据浏览数据浏览2.故障快照获取故障快照获取3.机组质量评估报告获取机组质量评估报告获取4.信息推送信息推送5.二维扫码二维扫码第43页，共50页。DO

26、NGFANG ELECTRIC2017.021.偏航系统在线评估和校正偏航系统在线评估和校正2.变桨系统预测性评估分析变桨系统预测性评估分析3.功率预测性评估分析功率预测性评估分析4.双馈机组齿轮箱预测性评估分析双馈机组齿轮箱预测性评估分析第44页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.025.直驱电机轴承预测性评估分析直驱电机轴承预测性评估分析6.叶片无损探伤叶片无损探伤7.奇异点指示奇异点指示第45页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.功率曲线符合性功率曲线符合性 PCC2.可利用率可利用率 TBA/PBA3.平均检修间隔时间平均检修间隔时间MT

27、BI4.平均无故障运行时间平均无故障运行时间MTBF5.平均故障修复时间平均故障修复时间MTTR6.故障频次故障频次 FTAF7.平均机组故障总耗时平均机组故障总耗时 MTOTF第46页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.运维指引系统运维指引系统第47页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.021.开放云平台开放云平台第48页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02全球集控中心全球集控中心第49页，共50页。DONGFANG ELECTRIC2017.02东方风电愿与大唐携手，共创价值，共享成功！谢谢 谢谢！第50页，共50页。