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風力發電廠向智慧化靠攏

2020/3/25
隨著物聯網技術發展,風力發電如今被時代賦予了更多的智慧基因。 智慧風電場透過對現場基礎監測與中央監控管理實現設備、人員即時管控與快速回應, 提高風電場的管理與生產效益。
撰文|龍芳     
專訪|國電聯合動力技術有限公司 吉國華

智慧發電 管理效益劇增

跟火力發電、核能發電相比,風力發電的邊際成本為零,因此,只要多用一個小時處理故障,就等同減少一 個小時的發電效益。因此,風場的現場營運維護非常重 要。中國國電聯合動力的智慧風電場由四個架構組成, 包含基礎資訊層、中央監控室、集控中心以及位於北京的總部資訊中心。


  • 在基礎資訊層中,重要設備、儀器、人員都部署了 相應的資訊化軟體和硬體設備對資料進行即時採集與監控
  • 在風電場中央監控室搭建自動化的軟硬體,將風機 運行資料在此彙集,再經由軟體自動統計與診斷,當風機出現故障時就能精準並即時地安排維護。
  • 在以省為單 位的集控中心,則把具體的風電場資料進行過濾加工, 讓升壓站、風機、箱電設備資訊於中央監控畫面上顯 示,並於後台自動分析處理,形成更大的資料報表。
  • 除了彙整資訊、即時顯示之外,工作人員更可 24 小時透 過專線網路登入到風電場設備,對風電場進行監督與現 場判斷、輔助,取得遠程維護、配置的便利性。
  • 而位於北京總部的資訊中心則又多一個資料中心,資料中心透過軟體模型對大數據進行挖掘,能對所轄風電 場內高達 6,000 多台風機資料進行彙整、分類與追蹤。 除了對設備狀態進行長期監測,更能分析常見故障成因,達到持續優化設備開發與預防監診的效益。

因為物聯網技術,風電場能夠確實掌握設備與人員狀態,不讓資源閒置也不過度使用資源。從現場的設備運 行到總部的資訊中心,形成一體化的保障體系,透過遠端協助診斷故障,既解決現場人員維修難題,也有效降低高端技術人員的管理負擔,大型設備的故障隱憂也能夠即時被挖掘,種種效益都讓風電場的現場管理得到多層次的保障。

智慧化監測 現場維運無盲點

不論集控中心、資料中心做得再完美,功能再強大, 都無法取代與彌補現場的不足。從短期來看,在當前的風電場管理系統中,現場直接關係到發電量,地形、地貌、植被都會對特定地點的風速產生影響,需經過長期的監測資料來進行測算才能安裝風機。而對已經安裝好 的風機進行選型評估、性能評估後改良,也能提升發電 效益。

傳統管理方式對於現場監控存在許多盲點,智慧風電場則實現了對現場全方位無死角的監控,例如,即時掌握風機運行狀態、發電量、溫度、壓力等資訊、取得資 訊後的智慧診斷與分析故障等。此外,風電場管理平台 也包含在升壓站裝設監控系統,以便在限電區域根據調度要求降低負荷、在風機內部安裝攝影機實現影像與聲 音監控、在易發生森林火災區的風電場建立自動消防系統,以及在電纜容易遭竊區域建立安防系統等。

研華對於風電場管理提供了一系列的軟硬體設備,包括現場端採集資料用的 ADAM-4000、ADAM-6000 系列遠端數據採集模組、風機管理與現場資料顯示專 用的平板觸控電腦、中控室整合資料的工業電腦與 EKI系列交換機、箱式變壓器的監控設備,以及中控軟體 WebAccess/SCADA 等。研華軟硬體能全方位滿足風 電場管理需求,只要經過簡單配置和開發就能夠實現智慧風電場。

多維提升 風電場未來更具「智慧」

當前,在各行各業,都出現了物聯網應用不同形態。 因為全球對節能減碳的高度重視,風電行業作為新能源,更容易向前推進,風電場將在未來幾年甚至幾十年得到進一步部署與完善。然而風電行業對安全性、穩定性、可靠性要求非常高,也讓智能風電面臨更為巨大的挑戰。

未來,透過物聯網技術、智慧系統的建置與管理模式的提升,可提高取得資訊與故障處理的效率,讓管理 人員能夠取得更即時且全面的風電場營運資料,以便更客觀地全盤調動資源,在決策時能夠最大限度地減少盲點、提高決策智慧。