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2023-02-23近年来,全球清洁能源产业高速发展,其中,我国风力发电为全球规模最大、增长最快,已成为实现“双碳”目标的中坚力量。为捕获更多风能,大型、柔性高塔风机得到大批量推广应用,而随着风机高度增加,风机结构与运行安全监测难题也日益凸显。再加上风电场常常地处偏远,受自然地理环境因素制约,巡检人员的人身安全、成为了风电场所有人心中最牵挂的事情之一。
一般来说巡检主要是对风力发电区域进行。而巡检的内容也很多,像是对风机的升压站设备、集电线路、叶片进行检查。而在巡检中,最辛苦、最危险的就是对线路进行巡检。
以位于巴彦淖尔地区的川井风电场为例,线路巡视是对220千伏送出线路进行巡视,此条送出线路起点位于川井风电场,终点位于乌拉特中旗德岭山500千伏变电站,线路全长86公里,共215基铁塔,途径高山、草原、河堤、河床,要完成对输电线路的巡视,需要全体箱变线路组人员在自备干粮的前提下,从早晨8:00到19:00,不间断工作五天才能巡视完成。
巡视过程中,工作人员不仅要经过荒无人烟的戈壁滩,同时也要攀爬险峻的石头山;不仅要对全线215基铁塔的绝缘子、防震锤、引线、塔架螺栓、塔架杠梁进行逐一查看,同时也要通过敲、看、听等多种方式判断塔架及附属设备是否处于健康水平,同时做好记录、分析、总结工作。而当前,人工巡检及现有数据采集和监视控制系统,已难以满足眼下风电巡检需求,亟需技术创新予以破解。
一,卫星技术助力构建数字巡检系统
低轨物联网星座系统已广泛应用于农业、电力、森林防火、生态环境、煤矿水文、集装箱运输、海洋牧场、石油管线、应急等行业的数据采集与监测。
对于部分既没有公网信号覆盖又没有光纤通信链路而部署专网成本过高的偏远地区而言,通过人工方式或传统网络获取信息,数据的完整性、实时性、准确性都难以保障。而具备“捅破天”的卫星通信技术实时性高、覆盖范围广、传输安全可靠,契合了各类数据传输的需求,可以完成无信号偏远地区的用电信息采集,构成数字电网的基础支撑。
卫星通信方式不会被时间和环境约束,传输方面凸显了远距离传输、容易开通和灵活组建网络的优势,突出了多址连接、同时双向传输图像数据和语音等特点,成为应急通信的关键手段。将卫星通信技术引入风电场巡检系统,以通信资源补充电力系统通信,进一步避免发生中断基本调度问题。
对网络信号覆盖不稳定或网络信号无法覆盖的区域,或在发生突发性灾害时,通过卫星应急通信手段可以传输重要信息与数据,保证有关部门或指挥中心得到精确的情报,及时明确问题成因以便于迅速处理事故,保证风电场巡检系统的应用效果。
二,无人机智慧巡检采集设备信息
风机均位于高海拔山地地区,地形复杂、沟壑交错,且相邻风机间档距较大、盲点较多,传统人工巡检叶片,往往采用望远镜、吊篮、蜘蛛人、回形平台进行,效率低、劳动强度大、耗时长、误差大,还要承担停机损失的发电量,在天气多变的情况下,更无法保障巡检人员人身安全。
依托无人机所携带的可见光摄像机、红外热成像仪、环境监测传感器等模块,可以精准采集、检测、监控风电场设备状态及环境信息,实现全天候数据快速采集、实时信息传输、智能分析预警、快速决策反馈的巡检运维管控闭环管理。
智能巡检任务管理功能
根据巡检时间、周期、路线、目标、类型(红外、可见光等)灵活进行任务定制,巡检无人机按照定制任务进行自主巡检。巡检任务管理支持全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、自定义任务、地图选点任务展示等模块。
ㄑ人工遥控巡检
无人机自主巡检过程中如检测到设备、环境状态异常并联动告警时,运维人员能够使用管理后台的人工遥控界面或是遥控手柄,操控机器人快速到达异常设备位置,进行查看并核实报警信息,迅速制定响应策略。
巡检集控智能分析功能
ㄑ数据统计
泛在网络传输、云计算和智能算法,机理模型,实现各类数据实时分析,阈值对比、趋势分析,对异常数据进行故障预警。具备对巡检数据进行储存、分析、统计、检索的功能,以及标准化的数据整理与排序。
三,物联网让风机“会说话”
智慧风电场巡检系统的建设还离不开云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术,集成智能设备、控制和管理等技术,把传统风电场中无感知、无思想的设备、系统,构建成状态感知、自主适应、智能融合、精准可控、“会说话”的安全、高效、经济的全新风电场。
针对风电场恶劣的环境,除了设置智能巡检无人机,对风机叶片进行全自动无人机点检、巡检之外,还需结合物联网技术,对风机进行智能化管控,实时采集设备运行数据,传递风机工作状态,从管理、安防、节能、隐患排查等多维度对风电场实施动态监控及预警。
建设智慧风电场巡检系统,实现风电场的智慧化监控与管理,对提高电场自动化水平和运维效率、降低运维成本、提高风电的经济和社会效益、提高抵御风险的能力具有重要意义。
咻享智能作为物联网科技公司,不仅将自主研发的具有开创性的可大面积使用的商用无线物联网技术,广泛应用在乡村振兴、智慧农业、数字工业园区、智慧灯光秀、智慧建筑等众多领域,并以前瞻性的眼光,在2022年率先布局实施卫星物联网网络天空地一体化技术,将卫星通信和商用无线物联网管控技术相结合,应用在智慧农业灌溉、风电场管理、卫星救援终端等领域,并为物联网方案商提供卫星连接服务,提高网络信号稳定性的同时,更加拓宽了物联网技术的应用领域和渠道,带来更全面安全的解决方案。