矗立在蔚藍(lán)色的海面上，一排巨大的白色風(fēng)機(jī)葉片，正在陽光下緩緩轉(zhuǎn)動，源源不斷的清潔電力正在從 這里輸出到工廠與城市。
在中國2030“碳達(dá)峰，碳中和”的大背景下，中國 風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電建設(shè)掀起了新的高潮。根據(jù)2022年 5月國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》，到2030年中國風(fēng)電、太 陽能發(fā)電總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)。而截 至2021年底，中國風(fēng)電裝機(jī)3.28億千瓦、風(fēng)機(jī)市場仍擁有較大的發(fā)展空間。作為智能化解決方案提供商，魏德 米勒以BLADEcontrol?風(fēng)機(jī)葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)為核心的 風(fēng)機(jī)數(shù)字化解決方案，正在這一領(lǐng)域深受風(fēng)機(jī)制造商的青睞。
海與風(fēng)的考驗
作為室外運(yùn)行的大型設(shè)備，風(fēng)機(jī)所處的環(huán)境往往人跡罕至，自然條件苛刻。另一方面，近年來風(fēng)機(jī)制造商 的葉片長度不斷刷新紀(jì)錄，單機(jī)容量持續(xù)突破極限，海上風(fēng)機(jī)功率甚至突破1.6萬千瓦。
由于海況條件復(fù)雜、長期離岸的海上風(fēng)機(jī)面臨著“ 海與風(fēng)”的嚴(yán)峻考驗，受帶腐蝕性的海上空氣成分影 響，一旦風(fēng)機(jī)葉片發(fā)生腐蝕開裂、脫落、折斷等，輕則 停機(jī)損失，重則造成風(fēng)機(jī)倒塔甚至人身傷亡的事故。另 一方面，受雷擊、臺風(fēng)等環(huán)境因素的影響，也可能會出 現(xiàn)葉片表面殼體損傷、結(jié)構(gòu)支撐件損傷、葉片內(nèi)部件松 動掉落以及啟動不平衡等不利于機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。
此外，風(fēng)機(jī)在每年冬季還要抵抗嚴(yán)寒的天氣帶來的 雨、雪、霜、霧的侵?jǐn)_。在中國北方海域，冬季會形成 海冰，凍結(jié)在風(fēng)機(jī)部件上影響風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，并且低溫還會 讓風(fēng)機(jī)的零件和潤滑油的性能下降。
風(fēng)機(jī)“守護(hù)神”——葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
保障風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，同時兼顧運(yùn)行的 成本效益，始終是某海上風(fēng)電制造商極為關(guān)切的核心。
憑借多年來的葉片監(jiān)測知識以及在風(fēng)電行業(yè)積累 的多年經(jīng)驗，來自魏德米勒的葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)—— BLADEcontrol?，在提升風(fēng)機(jī)可用性，縮短停機(jī)時間，確保工作效率和成本效益方面早已聲名“顯赫”，堪稱風(fēng) 機(jī)“守護(hù)神”。
魏德米勒為該風(fēng)機(jī)制造商提供的這套定制化系統(tǒng)， 基于高精度的加速度傳感器對風(fēng)機(jī)葉片擺振和揮舞方向 的振動信號進(jìn)行采集，再運(yùn)用特定算法和數(shù)據(jù)模型對于 現(xiàn)有無損葉片進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，確定該葉片的固有頻率模 型。進(jìn)一步地，系統(tǒng)會將大量采集的數(shù)據(jù)通過人工智能 預(yù)學(xué)習(xí)建立葉片的正常運(yùn)行時的振動模型。當(dāng)葉片振動 模型建立后，葉片在線監(jiān)測系統(tǒng)便可實時采集、計算、 分析葉片振動數(shù)據(jù)，并實時與正常模型數(shù)據(jù)對比，盡早 發(fā)現(xiàn)監(jiān)測葉片異常。由于葉片的老化隨時間流逝而不斷 變化，越早建立葉片自身數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)可以越準(zhǔn)確地 對葉片進(jìn)行監(jiān)測并給出判斷。
數(shù)字運(yùn)維，贏在“魏”來
BLADEcontrol?的感知、分析和預(yù)測性維護(hù)能力，給 該風(fēng)機(jī)制造商帶來的價值是很明顯的，因為預(yù)測性的維 護(hù)能力帶來的資產(chǎn)透明性、機(jī)組安全性和海上長期運(yùn)維 的成本效益是相當(dāng)可觀的。
首先，在海上風(fēng)機(jī)的長期運(yùn)轉(zhuǎn)中，這一系統(tǒng)始終保 持可持續(xù)地單獨記錄每個葉片的狀況，并感知所有微小 的變化，幫助海上風(fēng)電項目運(yùn)營方在早期階段便能檢測 葉片遭受的極其微小的損傷，比如由雷擊造成的葉尖損 傷、后緣開裂、腹板分離或葉片軸承損壞等，此外還可 以可靠檢測葉片的動態(tài)不平衡和過載等運(yùn)行偏差，從而 明顯縮短了客戶的意外停機(jī)時間，并保證系統(tǒng)安全、高 效運(yùn)行。
其次，這一系統(tǒng)擁有可靠的覆冰檢測性能，為北方 的海上風(fēng)電應(yīng)用提供了獨特的價值。這種高度敏感的系 統(tǒng)經(jīng)過DNV GL認(rèn)證，可有效預(yù)防冰帶來的傷害，冰脫落 或融化后可自動重啟機(jī)組，縮短停機(jī)時間。配備該系統(tǒng) 的機(jī)組在一個冬季可以縮短數(shù)倍的停機(jī)時間，因此而帶 來的經(jīng)濟(jì)收益甚至是明確可見的——利用魏德米勒提供 的覆冰檢測ROI計算器，可以明確計算出結(jié)冰機(jī)組的葉片 監(jiān)測的投資回報率。
事實上，對于該項目的海上風(fēng)機(jī)機(jī)組工程師而言， 維護(hù)維修工作的規(guī)劃與執(zhí)行一直是一項特別費(fèi)時的工 作，基于數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維就顯得尤為重要。如今在魏德米勒 BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)幫助下，工程師 們就可以預(yù)測即將發(fā)生的損壞，并事先采取應(yīng)對措施，大大提高系統(tǒng)可用性，降 低總體的運(yùn)維成本。
的確，中國的風(fēng)機(jī)制 造商整體上正面臨著盈利 水平不斷提高的挑戰(zhàn)，也 在不斷地尋求削減平準(zhǔn)化 度電成本(LCOE)的可能性。以風(fēng)機(jī)大數(shù)據(jù)為 驅(qū)動的智能監(jiān)測及運(yùn)維解 決方案，憑借明顯的客戶 價值優(yōu)勢正在成為行業(yè)大 勢所趨，魏德米勒憑借高 質(zhì)量的元器件產(chǎn)品以及多 種經(jīng)驗證的定制化解決方案，始終是風(fēng)電行業(yè)客戶 可靠的合作伙伴。
