究竟什么是數字化？風電行業數字化現狀如何？本期“工程師說”將從風機運維階段的數字化解決方案詳述數字化工具如何助力風機運維。

“數字化”作為近幾年經常被提及的詞，對于風電行業而言，其重點在于如何將互聯網、大數據、人工智能等新興技術應用于風電項目的規劃、建設、運維等全生命周期。

本文，我們將風機運行數據從時間維度和空間維度進行劃分，分兩個部分，探討風機運維階段的數字化解決方案。

01過去時現在時將來時

按照數據的時間維度，可以將風機的運行簡單劃分為：過去時、現在時、將來時。

對已經發生的故障進行事后分析，為過去時；

對風機的實時控制與監視，為現在時；

對尚未發生的故障進行提前預警，為將來時。

過去時——分析根因，亡羊補牢

要分析已經發生的故障原因，就需要對風機的歷史運行狀態進行數字快照，即通過對風機運行狀態高頻數據的記錄與保存，實現故障時刻數據的反演，從而分析定位故障原因。主要的數字化工具有故障錄波、數據上云、大數據存儲、數據可視化工具等。

舉一個簡單的例子：當風機發電機驅動軸承過溫造成停機時，遠程運維人員基于D2X大數據分析平臺分析上傳云端的SCADA數據和CMS（傳動鏈振動監測系統）數據。SCADA數據可以分析軸承的冷卻、潤滑情況，而CMS數據可以分析軸承自身的故障，例如點蝕、剝落等。基于上述數據診斷，可以找到軸承過溫問題的根因，從而避免故障進一步擴大，造成風機不可挽回的損失。

現在時——忠誠哨兵，令行禁止

隨著風機大型化的不斷發展，目前風機的各種傳感器的數據越來越多、控制策略愈發復雜，系統監視的對象不斷增加。風機控制系統采用基于模型設計（MBD）的工程開發方法，以應對復雜的控制邏輯設計。風場監控系統SCADA，則采用模塊化設計、容器化部署的思路，來滿足個性化的業務需求。

以擁有100+傳感器的電氣風電海神平臺EW8.5-230機組為例：結合風機雙大腦的智能判斷，對風機各個部件的運行狀態進行監視。異常狀態通過聲光報警，及時提醒設備監盤人員處理。通過能量管理系統的控制，可以使全場上百臺風機快速精準響應電網的一道道指令。

將來時——能掐會算，未雨綢繆

主要是指通過大數據及人工智能技術的應用，對風機運行狀態進行趨勢分析、劣化分析，從而實現預測性的運維與生產管理。

臺風對風機而言，不僅是一種考驗和挑戰，更是一種性能的比武場。充分利用風功率預測系統的氣象預報功能，可以讓風機安全運行并獲得更高的發電量。大數據氣象預報基于實時云圖分析獲知臺風路徑和距離，讓風場做好迎接準備；智能場控獲知臺風方位以后，實時告知智能主控做好臺風策略切換，以便在保證自身安全的情況下最大化利用臺風帶來的資源。

風電齒輪箱斷齒是一個嚴重的故障，輕則齒輪箱損壞，重則導致機組整個傳動鏈故障。通過對振動數據的分析，結合SCADA中的運行數據，可以對齒輪箱中的細微缺陷進行甄別。當發現異常征兆后，一方面通知現場運維人員加強巡檢，另一方面準備更換的備件，這樣可以在齒輪箱的剩余壽命內對齒輪箱進行更換。基于多源數據的齒輪箱齒輪健康度預警分析手段，既充分利用了齒輪箱的殘余壽命，又節省了備件等待的時間，從而實現發電量收益最大化。

02電氣風電數字智聯一體化解決方案

可以看到，數據串聯起了風機運行生命周期的過去時、現在時、將來時，是數字化時代風電行業運維的焦點。智慧風場、主動運維、無人值守等解決方案都是基于對風機數據的采集、傳輸、存儲、應用等展開。

針對數據的焦點，電氣風電提供了從風機邊緣端到風場端、集控側，再到云平臺的風電數字智聯一體化解決方案。

按照數據的空間維度，可以將風機的運行簡單劃分為：邊緣端、風場端、集控端或云端。

邊緣端包括：主控系統、智能終端、箱變測控裝置，以及各種輔助監測類的傳感器和采集器等。

風場端包括：SCADA系統、場控系統、風功率預測系統、CMS/TCM系統、油液監測系統等。

集控端或云端包括：是對風場端各類監控系統功能的擴充，一方面體現在多風場、多系統的集成即集中監控功能，另一方面會增加故障預警與診斷、運維工單派發、備品備件管理、人員車船調度等方面功能。

在邊緣端，我們推出了Edge-Agent智能終端這款數字化產品。它是風機的可靠數據黑匣，高質量的數據礦山在風機側進行“挖掘、清洗、分揀、冶煉、提純、加工”，與主控系統進行聯動，并將數據處理結果上傳給SCADA做進一步處理。

在風場端，數字化的發力方向是多系統高效集成。關鍵詞是：一體化監控，目的是將風電場多個分散的監控系統進行有效整合。生產控制大區的各類系統將主要集成至風機SCADA系統中，智能監測系統將集成至一體化智能診斷平臺。

在集控與云端，數字化要解決的是高價值數據的有效流轉與多系統的有效聯動。例如：設備集中監控、運維工單下發與備品備件聯動、人員與車船科學調度等。

隨著風電行業新產品推出的速度不斷加快，電氣風電上線推廣應用了Fleet-Agent與Flowable平臺，通過標準化、流程化的工具，加快風場問題處理與閉環，快速提高新產品的可靠性。

Fleet-Agent，即風電運維與故障管理系統：

是為解決樣機與批量項目問題閉環處理流程及統計問題而研發的平臺化管理系統；

包含工單管理、故障管理、車間測試、風機檔案等多個核心模塊；

形成了Web+App多端訪問，與SCADA、Flowable等多個系統集成應用的綜合平臺。

Flowable，即流程管理平臺：

會根據故障碼自動匹配相關責任工程師，工程師針對故障問題分析后可直接下發處理方案至現場；

提供任務創建、任務到期、任務超時等郵件提醒功能；

按照各風場、機型提供故障報表統計、超時未完成任務統計。

以應用Fleet-Agent與Flowable平臺的山能渤中B海上風場項目為例，風場工作人員可通過在平臺上導入風機故障數據，拉動公司內部的專業工程師資源，提升問題處理效率，支撐機組可靠性提升。

結語：

不同的數字化技術和工具可以解決不同的問題。降低度電成本、提高風機可靠性、智慧運維、提高人均效能、無紙化移動化辦公等方向很多，還可以細分為更多領域。數字化是一種方法論，是一個工具箱，重要的是我們想要用數字化解決什么問題，數字化本身也是在解決一個個實際問題中不斷發展的。