Design and Evaluation Tool for Operations and Maintenance Logistics Concepts for Offshore Wind Power Plants

In this article, the authors give an overview of different logistics concepts for operation and maintenance of OWPP （offshore wind power plants）. These can be generally classified into onshore based and offshore based concepts. The operation of OWPPs can still be improved as research has shown that the availability of OWPPs is low compared to onshore wind power plants. There are a few tools to calculate operating costs and to evaluate the different concepts. However, most tools have a weak focus on logistics although logistics account for a big share of the costs. The tool the authors are introducing in this article focuses on the logistics processes. It is first explained and then tested with an OWPP scenarin

考虑运维环境影响的风电系统维修决策建模

为深入分析运维环境对风电系统退化过程的影响,尽可能提高系统可靠性,并降低运维成本,在考虑运维环境影响基础上基于剩余寿命预测理论提出风电系统的动态预防性状态维修策略。该策略将风电系统运维环境划分为3大类,通过构建环境状态转移矩阵,利用维纳过程分析机组在不同运维环境下的退化过程,在此基础上进一步通过维修阈值和预测机组剩余寿命确定风电系统检测时刻,建立动态预防性状态维修决策模型。算例分析结果验证模型的有效性和可行性,策略对比和灵敏性分析结果进一步表明,该策略在降低风电系统维修成本方面具有明显的经济优势,且运维环境对风电系统维修决策的影响确实存在,考虑运维环境影响的维修决策建模能够为风电系统管理者提供理论参考。

新型4-RRPS爬壁机器人及风电塔筒运行环境下的稳定性分析

在风电机组运维领域中的运维爬壁机器人大多属于特级高处作业,根据特级高处作业特点,爬壁机器人的作业安全性尤为重要,而稳定性是安全性的必要条件。以4-RRPS构型爬壁机器人吸附在塔筒壁面时为分析工况,以吸附力为分析切入点,展开其相关稳定性研究与分析工作。具体包括结构整体在极限倾覆和滑落工况下的最小吸附力分析、单腿抬举运动所需最小推力分析、结构整体的静态稳定裕度分析、携载平台三种工况运动稳定性分析,最终证明该爬壁机器人具备运动平稳性。

我国海上风电发展现状与趋势综述

近年来,在碳达峰目标与碳中和愿景下,海上风电在我国取得了长足的发展。分析了我国目前海上风电的发展现状与未来规划,对海上风电装机规模、新增机型以及采用的技术路线进行了汇总。重点介绍了海上风电基础型式、防腐技术和运维技术,其中,漂浮式海上风电是基础型式研究的重点,运维巡检和运维管理系统是风电运维技术研究的重点。通过分析海上风电的发展状况,整理了各项技术的主要技术路线和先进成果。最后,基于目前国内的技术发展现状及需求,对我国海上风电未来发展趋势进行展望。

基于多源数据融合的海上风电智慧运维技术研究

多源数据融合从多数据源收集的数据更完整、准确和有价值,为智慧运维提供了有效的数据支撑。针对广西防城港海上风电A场址项目的开展,建议尽快破解海上风电的数据孤岛,进行多源融合大数据平台建设;探索多源数据创新,从架构、算法和应用等角度开展多源数据融合与相关智慧运维研究,对未来保证风电场安全、响应气候变化以及提高资源利用效率上具有重要价值和深远影响。

基于小样本数据的风电备品备件需求预测方法研究

全球风电装机容量不断攀升,我国风电产业也出现跨越式发展,风电行业的蓬勃发展给运维管理工作带来巨大挑战。风电运维管理中的备品备件需求预测是决定运维成本的重要因素,尤其是复杂工况下的备品备件预测是风电运维管理面临的亟待解决的问题。本文围绕风电行业运维数据呈现的小样本特征,对风电行业的小样本备品备件需求预测方法开展研究。根据风电行业备品备件运维需求特征,选择小波变换提取备品备件的历史需求数据的趋势与细节特征,选择合适的时间窗将时间序列转化为监督学习形式的时间序列对,提出混合遗传算法和支持向量回归的预测算法GA-dwtSVR,最后开展了验证实验,实验结果表明:相较于传统预测方法,GA-dwtSVR在风电备品备件需求预测中有较好的性能,可以满足风电行业备品备件基于小样本数据的预测需求。

基于大数据的风力发电智慧运维体系

风力发电在绿色能源持续发展方面占有极大的比例,对于风力发电机组的管理研究也逐渐深入。为了降低风力发电机组故障率,提高风力发电机组的发电量,以大数据为基础,论述了集控中心与智慧运维中心管理平台的建设过程,实现对风力发电场站的风机设备精细化、数智化管理。将现场设备维护、检修模式由被动变为主动,同时生产过程实现信息化、智慧化,极大的提高风力发电机组可利用小时数,降低生产管理成本。

海上风电运维技术和运维策略特点分析

本文结合我国海上风电运维特点,分析了我国海上风电运维技术和装备的现状和发展趋势。以我国南海某近海风电场为研究场景,提出了海上风机系统振动监测方案、海上风机登乘方案、海上风机检修运维方案和海上风场巡检方案,对我国近海海上风电场运维具有指导意义。

风电场风力发电机组运行故障及维护策略研究

风力发电机组长期在露天环境下运行,受到恶劣环境的影响,易出现故障,严重阻碍风电场的正常生产。因此,需要分析常见的发电机组故障并进行设备维护,以便及时发现故障隐患,采取针对性的处理措施,保障发电机组安全可靠运行。文章主要分析风电场风力发电机运行中的常见故障,包括发电机故障、叶片故障、齿轮箱故障、偏航系统故障等,并提出有效的维护策略,从而降低故障发生概率,保障发电机组安全运行,提升风电场发电量,增加经济效益。

海上风电运维难点和优化策略

结合我国海上风电运维现状,从机组故障率、运维作业交通方式、运维人员安全问题及运维成本四个方面分析和阐述当前海上风电运维难点,同时探讨和提出相应的风电机组运行维护策略,有效解决海上风电运行维护问题,以期进一步提高海上风电运维能力。

基于无线通信技术的全自主漂浮式海上风电运维系统设计

文章针对漂浮式海上风电系统的运维问题,设计一种基于无线通信技术的全自主漂浮式海上风电运维系统。该系统通过应用传感器技术、模型预测控制算法以及漂浮稳定技术,实现了对风电设施的实时监测、远程控制及异常检测。实验结果表明,系统在数据传输稳定性、异常检测准确性以及远程控制响应速度方面表现优异,为清洁能源的发展提供了重要支持。

风电安装船主弦管吊装工装设计与强度校核

为保证海上风电安装船吊装的绿色和经济性,以某风电安装船桩腿主弦管吊装为例,对现行船厂主弦管吊装方案进行分析,提出新型主弦管吊装工装结构,并采用有限元方法对不同工况下主弦管起吊阶段的受力与变形情况进行分析。结果表明:新型主弦管吊装工装结构的强度满足规范要求。研究成果可为风电安装船主弦管吊装工装设计提供一定参考。

基于光纤通信技术的风电光伏场站运维巡检系统设计

文章针对风电光伏场站运维巡检的实际需求,提出了一种基于光纤通信技术的智能巡检系统设计方案。仿真实验结果表明,该系统在数据处理效率、故障检测准确率等关键性能指标上均优于传统方案,可有效提高风电光伏场站智能化运维水平,具有良好的应用前景。

海上风电场运行维护的研究与发展

与陆上风电场相比,海上风电场建设和运行维护成本较高,在总结海上风电机组主要部件故障的基础上,对比了定期维护、停机维护和状态监测3种维护方案的优缺点,介绍了国内外海上风电场运行维护管理的现状,并分析了影响海上风电场运行维护成本的主要因素,最后对这一领域的发展趋势进行了探讨。

基于风能可利用率的风电场运维水平评价方法

针对传统方法在评价风电场运维水平时仅考虑可利用率数量不注重品质的问题,本文在《风力发电设备可靠性评价规程》定义的可利用率指标的基础上,结合风能随时间变化的影响,提出风能可利用率指标和可利用率品质指标的定义和计算方法,综合评估风电场在检修维护计划制定、故障早期预警及处理、备品备件管理以及风电场天气跟踪等方面的整体运维效果,适应了风能不可控、不可调的特点。该评价方法已在华能新能源公司86个风电场的在线运维评估中应用,应用结果表明该方法快捷高效,可准确评价风机、风电场及区域公司的运维水平。

海上风电智能控制与运维关键技术

建设海上风电对实现“双碳”目标、构建以新能源为主体的新型电力系统意义重大。远离陆地及复杂海况使海上风电机组的控制和运维面临诸多挑战,这些挑战是海上风电大规模建设中必须关注和解决的关键问题。总结了当前海上风电发展趋势及相关研究进展,分析了海上风电机组控制与运维面临的主要难题,从智能控制与智能运维两方面梳理了海上风电关键技术,结果可为开展本领域前沿理论与技术研究提供参考。

三体风电运维船主侧体特征参数及阻力性能研究

确定了三体风电运维船主侧体体积之比和主侧体相关位置特征参数,利用数值仿真技术对不同主侧体体积比的三体船方案进行阻力分析计算,并在此基础上进一步探索不同主侧体位置对阻力的影响,得到阻力性能最优的三体船型和三体船的阻力估算图谱,从而为海上风电场三体运维船船型特征参数的选择及其阻力估算提供一条新的途径。

双体风电维护船艉抗扭箱和压浪板对耐波性的影响

为进一步改善双体风电维护船在波浪环境下航行时的耐波性能,通过对其艉抗扭箱进行改型设计或加装艉压浪板,生成系列方案。采用计算流体力学(CFD)仿真软件STAR-CCM+探究各方案对双体维护船纵摇和垂荡运动响应的影响。结果表明,艉抗扭箱和艉压浪板均能有效改善双体船的耐波性能,其中组合方案的改善效果最为明显,对纵摇运动的改善幅度均在55%以上,而对垂荡运动的改善幅度相对较小。

水陆两栖三体风电运维船结构强度分析

为满足潮间带、近海和远海等不同海况下的风电运维工作,设计了水陆两栖三体风电运维船。针对三体船连接桥强度相对较弱、载荷较为复杂且在陆上工况时需支撑整个船体质量的特殊强度要求,设计板架式和箱型梁2种连接桥结构方案,确定船体结构强度理论、载荷和约束条件,对这2种结构方案在海上和陆上工况下进行有限元强度分析,结合运维工作要求将其改进为结构较强的方案,校核改进后的结构强度,最终得到结构强度满足要求且快速性和经济性更优的结构方案。

M型风电运维船船型设计与波浪增阻及耐波性能

基于三体风电运维船船型,结合M型船的特征要素设计改造出M型风电运维船。利用数值仿真技术模拟出M型风电运维船波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况,将数值仿真计算结果与原三体船的试验数据进行比较,以此探索不同M型船船型对船舶波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况的影响。最终确定了耐波性能较优的船型方案,从而为M型风电运维船的船型设计提供了一定的参考与借鉴。