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。

海上风电场运维母船特殊性功能研究

近年来,随着海上风电场的发展,对于海上风电运维母船的开发和研究成为热点。针对中国海上风电场目前无专用的风电场运维母船的现状,为了保证海上风电场风电机组正常运行维护工作的需要,本文结合某开发项目海上风电运维母船为例,针对风电场运维母船其独特的运维使用要求,对风电运维母船特殊性功能进行研究,对提高近远海风电场风电运营维护有重大的现实意义。

运维船与半潜式风机平台碰撞过程的物理建模仿真分析

随着海上浮式风机的大型化和作业水深的增加,风机运维服务船舶与风机平台之间的碰撞是影响风机安全运营的重要风险之一,而目前已有的研究主要聚焦于固定式海上风机。本文针对运维船与半潜式浮式风机的碰撞问题,基于多体水动力学建立运维船与半潜式浮式风机的运动方程,并采用物理建模方式模拟浮体间的碰撞力。首先,在时域内模拟因运维船动力定位故障导致其与风机平台的碰撞过程;在此基础上,分析撞击速度、撞击位置等因素对浮体运动响应的影响规律。研究结果表明,碰撞力具有作用时间短、幅值大的特点,其幅值与浮体间的相对速度呈线性关系;因运维船附加质量较小,碰撞对其横摇、艏摇速度影响显著,同时运维船的撞击位置直接决定了浮体动能之间的能量重分配,进而影响碰撞力幅值及浮体运动响应。

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。

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。

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。

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。

浅海不对称双体运维船船型设计与阻力研究

基于某三体船开展不对称双体船船型创新性设计,设立不对称双体船不同小片体要素和纵向位置的系列方案,运用数值仿真技术模拟各方案的静水中阻力,并对方案进行波浪增阻,进而确立了阻力性能优良的不对称双体船船型方案,为不对称双体风电运维船船型的进一步研究提供参考。

菱形风电运维平台结构设计与强度分析

随着海上风电场的开发逐步走向深海,对风电运维模式要求也愈发严格。本文提出以风电运维平台为中转站运维模式设计的一种菱形风电运维平台。在舷侧结构在浮式风电运维生活平台方案设计的基础上,对平台浮体提出2种结构方案,运用SESAM中Genie模块建立菱形平台有限元模型,确定边界条件和约束,施加环境载荷,对这2种结构方案在各工况下进行有限元强度分析,对比校核,最终得到结构强度满足要求且运维效率更高更安全可靠的平台结构。

双体船槽道设计及其阻力性能研究

为了提高运维船的快速性,以双体风电运维船实船为母型船,结合滑行艇的槽道这一主要特征,将双体船两片体间的连接桥甲板部分设计为纵向槽道,分析选取槽道特征参数,确定船型的槽道要素,改变纵向槽道顶线,形成9个系列船型方案。运用STAR-CCM+软件探究静水阻力数值方法,对不同槽道参数的船型方案开展数值模拟。研究结果表明,在较高航速下,双体槽道运维船的阻力性能远优于母型船;当槽道尾端高度略低于设计水线,且较长的进流区,各方案的静水阻力改善比均在11%以上。

基于连续隐马尔可夫模型的风水火联合低碳检修优化

[目的]新型电力系统背景下,风机的低碳检修与常规机组的协同检修等问题亟待解决。文章兼顾多属性气象因子影响和低碳性、经济性需求,建立基于连续隐马尔可夫的风水火联合低碳检修优化模型。[方法]首先,以降雨量、风速、雷电危险度为观测序列,以检修容量为隐状态序列,利用连续隐马尔可夫(Continuous Hidden Markov Model,CHMM)过程实现对风电场检修容量的动态跟踪。然后,以最优检修容量为决策依据、以总成本最小为优化目标,统筹考虑检修约束、系统控制约束等,构建风水火联合低碳检修优化模型。最后,以IEEE30节点系统进行算例展开研究。[结果]结果表明,所提模型具有更显著的经济效益和低碳特性。[结论]文章所做研究对风机的运行维护具有较高的理论价值,工程适用性较强。

一种海上风电站的录波集中运维管理系统

海上风电发展迅速,岸上集控中心与海上升压站及海上风力发电机组间的集电线路故障排查难、运维难度大的问题频繁出现,一种运用于海上风电站的录波集中运维管理系统应运而生。该系统远程采集海上故障录波装置的数据,以简洁的可视化图形界面展示海上升压站内系统电压、电流、频率、开关位置和跳闸信号的变化,搭配压缩算法保证运行数据和故障信息的历史调阅需求。录波集中运维管理装置是变电站重要的二次辅助设备,在调试、运维、故障处理环节发挥着重要作用,不仅可以运用在海上风电站,也可以在陆上风电站、分布式光伏发电站等场景使用,为变电站的稳定运行提供了安全保障。

双碳目标下风电行业发展现状及对润滑油行业的影响

风能全球蕴量丰富,其作为推动能源结构转型的重要可再生能源类型和新型电力系统脱碳的重要组成部分,日益成为各国实现碳中和目标的重点战略选择。2020年以来,随着中国“双碳”目标的确立,提出了明确的能源结构转型战略措施,而作为其中主要的能源类型,风电未来的发展潜力巨大。文章重点关注风电行业发展现状,聚焦风电未来发展趋势,结合行业技术及运维发展路径,分析风电行业对润滑油行业所产生的影响,进而对润滑油生产企业未来的研究方向提出建议。

基于方差变化率判据-四分位的风电场功率异常数据识别

风电场运行中产生了数量巨大的历史数据,而提升历史数据的质量是实现风电场高效智能运维的前提。为此,文中分析了风电场风功率数据的分布特征和形成机理,提出基于方差变化率判据-四分位法组合的风电场风功率异常数据识别方法。首先,利用物理规则对原始风功率曲线进行预处理,剔除明显异常的数据;然后,利用风功率方差变化率判据法识别并清洗风功率曲线的堆积型异常功率数据点,判据的阈值借助箱型图自动获取;同时,利用四分位法识别并清洗剩余的离散型异常数据点;最后,通过算例验证了所提算法的可行性。研究结果表明所提算法具有易实现、效率高和通用性强的优点,其异常识别效果优于局部离群因子(local outlier factor,LOF)算法和Thompson tau-四分位算法,其耗时比LOF和Thompson tau-四分位算法分别减少9.6 s和0.49 s,且在5个不同位置的风电场验证了所提算法的通用性。