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。

面向风电机组运维的知识图谱构建研究与应用

规模化风机高频运维信息愈发呈现数据高维、类间互联、规模攀升的特点,传统人工孤岛式故障检修运维模式难以适应人机料法环一体式发展进程。针对风机全环节、全要素的主动运维要求,提出知识规则、主从设备、规范条例一体融合的风电机组运维知识图谱构建方法。利用图论文本关键词提取算法(TextRank)完成对风电专业运维文本的实体识别与关系抽取,用以提高特征词的提取精度。采用Neo4j图数据库构建风电安全管理规程图谱及风电设备运维图谱,实现多元数据的互联与可视,进而实现风电运维信息的智能化查询。应用上述方法构建了629个实体、742条关系类型的风机知识图谱。数据查询试验表明:该方法的精确率及召回率等主要指标均在89%以上,较传统数据库方法平均提升了6.5%。该方法建立了运维要求可视表达和类间任务关联。运维大数据的有效查询,将有助于节省双碳战略风电运维力量,提高运维智能化水平。

基于重要度的风电机组备件分类策略研究

针对风电行业备件数量多、需求波动大、分布地区广和业务需求多样的特性,现有评价指标体系不能全面评估的问题,提出了基于重要度的两级多指标分类方法。首先,对风电企业运维业务数据进行分析,从风电机组备件采购、备件调配、备件使用的3个准则17个指标建立层次备件评价指标体系,并依据指标特点构建赋分体系。其次选取定性、定量指标计算备件重要度,作为先筛选再分类两级分类依据,得出3大类、27小类的分类结果。最后对分类结果进行分析,提出相应的管理建议。

海上风电机组预测性运维模式研究

海上风电向深远海方向快速发展,为降低海上风电机组全生命周期度电成本、解决海上风电机组全生命周期内低成本、高可靠性运维问题,提出利用SCADA数据、CMS数据、环境数据等海上风场数据,进行海上风场预测性运维的运维方式。针对海上风电机组故障预警,提出利用设计阈值、基于LSTM预测模型的预警模式,实现风机关键部件的故障预警;针对海上风场运维排程,提出基于Kruskal的择优排程方法;针对运维解决方案,提出专家知识库的搭建和闭环反馈方法。研究表明,基于现有智能监测、检测技术、数据分析处理技术,通过完善专家知识库即可实现预测性运维。研究成果为海上风电运维系统搭建提供一定的参考。

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。

数字孪生技术在提高风力涡轮机性能评估中的应用

该文探讨数字孪生技术在风力涡轮机性能评估中的应用及其带来的影响。数字孪生技术作为一种新兴的数字化技术,通过创建风力涡轮机的虚拟模型,并实时更新其状态和数据,以实现对风力涡轮机性能的准确评估和预测。该研究通过分析数字孪生技术在风力涡轮机设计、运行、维护中的具体应用,探讨该技术如何提高风力涡轮机的运行效率、降低维护成本,并通过预测性维护来提高风力涡轮机的可靠性。

风电机组叶片远程智能锁研究

中国风电行业经过几十年的发展,风电机组技术性能相比21世纪初已有了长足的进步,同时随着风电智慧运维,数字化运维技术的发展,对风电机组的安全性及智能控制提出了越来越高的要求。

浅析如何做好风电场运行管理

如何做好风电场的运行管理是风电场管理的重要组成部分,涉及风电机组的安全、稳定、经济运行。笔者阐述风电机组故障类型,分析风电场故障类型及原因,结合风电场的实际情况,提出减少故障的预防措施,并提出风电场运行管理的建议,包括对风电机组进行状态监测、建立和完善风电机组检修制度和运维体系、加强对风电场内设备的运行管理、开展风电场内部人员的培训等,以期为风电场运行管理提供一些参考。

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。

风力发电机叶片的早期运维要点分析

在风力发电机组运转过程中,叶片会对风力发电系统的运行稳定性产生较大影响,但叶片在运转过程中可能会因自身缺陷、进水等产生叶片损坏的问题,因此落实叶片的早期运维工作十分必要。文章首先分析风力发电机叶片的结构,其次列举叶片的常见故障,最后提出早期运维的要点,以期促进叶片早期运维工作的落实,并为相关单位提供参考与借鉴。

风力发电机组的状态监测与运行维护

文章对我国风力发电当前的发展情况及机组的重要组成部件展开了描述,说明机组状态监测的重要性。针对各重要部件的特征进行监测分析,如此可提前掌握机组运行状况,预先进行检查和运行维护,从而降低机组发生故障的概率,提高风电机组运行的稳定性。

海上风电机组运行维护现状研究与展望

海上环境恶劣、可进入性差,给海上风电机组的运行与维护带来了巨大挑战。近年来,随着海上风电的大规模开发与大容量海上风电机组的相继并网,海上风电机组经济可靠地运行与维护已经成为新能源研究的热点问题之一。文中对海上风电机组运行维护现状进行统计与分析,主要围绕海上风电运维最关注的可靠性(Reliability)、可用率(Availability)以及维护(Maintenance)3个方面阐述了当前海上风电机组运行与维护现状。在此基础上,整理与归纳了影响海上风机运维成本的主要因素,对当前海上风电机组运维研究热点进行总结,展望了未来有待进一步研究的方向。

基于运行维护的海上风电机组可用性评估方法

海上风电机组与陆上不同,受海上天气条件及运行维护策略的影响较大。在充分考虑了海上风浪等天气因素的基础上,将海上风电机组的运行维护方案根据机组故障部件不同、修复时需要的辅助设备及修复时间等差异进行归纳分类,并结合风电机组各部件平均故障率和平均修复时间,提出一种适用于不同海上风电场的风电机组可用性评估方法。算例评估结果表明,所述方法能够反映不同海上天气条件和运行维护方案对可利用率的综合影响。同时,一组灵敏度分析结果体现了海上天气条件及运行维护方案的实施对海上风电机组可用性的影响情况,为海上风电机组的设计与风电场的管理提供了技术支持。

基于时间延迟理论的海上风电机组不定期检修策略

由于海上环境特殊,海上风电机组发生故障时适宜采取部件整体更换方式。实施状态检修选取合适的更换周期是降低运维成本的一个有效策略,但海上状态监测和健康诊断等技术还不够完善。针对此问题,以海上风电场运维日志为基础,借鉴状态检修中设备存在潜在故障—功能故障间隔的思想,将时间延迟理论引入海上风电机组维修中,对部件从潜在故障到功能故障的发展规律进行建模,并在此基础上提出一种适用于海上风电机组的不定期检修策略,优化部件更换周期。案例分析表明,所述方法能够确定一组最优的运维策略,使部件单位运行成本期望值处于一个较低水平,同时灵敏度分析结果能对优化出的策略进行运行风险评估。

面向可及度的海上风电机组维修策略研究

为降低海上风电机组运维成本 考虑海上天气情况对维修活动的影响 采用马尔可夫法和动态时间窗 描述海上天气情况 提出可及度指标评估海上风电机组的维修可及性 采用机会维修策略对机组关键部件开 展维修优化 并以周期内成本期望值最小为目标函数 对机组关键部件的机会维修役龄与预防性维修役龄进 行优化 最后以某海上风电场机组为例进行仿真分析 结果表明采用机会维修策略比役龄预防性维修策略的 维修成本降低了 10% 证明了机会维修策略在考虑海上天气因素制约的海上风电机组维修优化方面的有效性 与优越性.

面向海上风电机组运行维护的Petri网模型

与陆上机组相比,海上风电机组运行维护成本较高,在分析海上风电机组运行维护主要影响因素的基础上,用模糊时间函数表示维护各任务执行时间的不确定性,依据维护任务的模糊Petri网建模规则,把模糊关键路径的求取转换为一个代数方程问题,并通过算例分析了某机组维护任务在约定工期下完成的概率。结果表明:所提出的模型可正确、直观地表达运行维护任务,并能进行有效的分析。

中国北方地区风电轴承故障调查与分析

统计我国北方地区9个风场共417台风电机组的运行数据,分析主轴承、齿轮箱和发电机轴承的故障率、故障点和故障程度,评价了VDI 3834的性能,并对今后风电轴承的运行维护提出建议。

海上风电机群维修排程在线多目标决策模型

结合海上风电机群特点,介绍风电机群维修决策系统框架和决策流程,分析风电机组维修作业流程和成本构成。以风电机群整体维修成本、作业工作量均衡性为目标函数,以维修中心物料和人力资源配置为约束条件,建立海上风电机群日间维修作业排程多目标决策模型。采用地理信息系统中的Kruskal空间分析算法寻找每组维修作业的往返路径最小生成树。应用带精英保留策略的离散粒子群算法求解模型,计算出全部待检修机组组合及其具体作业时段的非劣解集。仿真算例分析结果表明,模型可以降低维修总成本,验证了所提模型的可行性以及求解算法的有效性。

大功率风电轴承技术进展

面向国家“双碳”战略,风电装备向更大功率方向迅速发展,也对大功率风电装备中不同类型和系列的滚动轴承提出了大型化、长寿命、高可靠性、智能化和高效运行等更高的技术要求。本文评述大功率风电轴承技术发展的现状、趋势和关键内容,涉及轴承数字化设计、材料与热处理、高性能制造、智能装配、检验测试与试验、智能运维等多个方面,以期为大功率风电轴承产业发展提供参考。

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。