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施耐德电气(中国)有限公司PBC市场部新能源行业经理赵天意:如何应用智能化电气方案提升风电系统可用性

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-31   来源:东方风力发电网  浏览次数:888
核心提示:2017年10月31日——11月1日,由中国电器工业协会风力发电电器设备分会和新疆金风科技股份有限公司联合主办,施耐德电气(中国)有限公司协办的2017(第二届)中国风电电气装备技术高峰论坛暨风电分会二届二次会员大会(CWPE2017)在北京丰大国际酒店盛大召开。施耐德电气(中国)有限公司PBC市场部新能源行业经理赵天意先生在31日下午的“智慧能源与智能制造专场”发表了演讲。
   2017年10月31日——11月1日,由中国电器工业协会风力发电电器设备分会和新疆金风科技股份有限公司联合主办,施耐德电气(中国)有限公司协办的2017(第二届)中国风电电气装备技术高峰论坛暨风电分会二届二次会员大会(CWPE2017)在北京丰大国际酒店盛大召开。施耐德电气(中国)有限公司PBC市场部新能源行业经理赵天意先生在31日下午的“智慧能源与智能制造专场”发表了演讲。
  

 
施耐德电气(中国)有限公司PBC市场部新能源行业经理赵天意先生
 
  赵天意:各位嘉宾下午好,感谢大家下午的时候跟我们一起交流关于智慧的电气系统。其实我们知道风电现在已经从我们的成长期逐渐进入社会了。2020年我们要平价上网,未来3-5年其实整个风电市场发展必定是一个补贴逐步递减的方式。风电未来发展的时候尤其当风电走向社会,走向我们所有平价之后,我们会发现我们对风电能源的要求,跟以往我们的补充能源甚至替换能源都有所不同,我们要求它更加成熟,更加可靠,我们要求它更加智慧,更加高效,这个是我们对风电提出的要求。
 
  刚才施教授也提到过构成整个风电系统的电气系统,其实是风电的可靠基石所在。电气系统设备数量多、敏感度非常高、环节也关键,我们曾经把风电里面的低压690伏系统形容为咽喉要道,无论是风电系统多么优秀,一旦这个咽喉要道有问题的时候整个风电的系统可靠性都要受影响。风电和光伏具有新能源一概的特性,偏远、环境复杂,相对来说值班运行人员不会像传统的火电、核电等非常专业和集中化,我们往往都是无人职守或者少人职守,而且会非常偏远的去不定期的去巡检,所以这些都是风电、光伏所遇到的挑战,对电气系统来说,尤其是数量最多的电气系统来说,这其实对我们的挑战更加大。
 
  我们曾经做过统计,包括国内国外的使用环境都做过统计。风电系统这里大家看到的左边图显示国外某个风电场从第二年开始,如果以第二年运维成本作为1的话,每年成本的上升幅度,我们也看见从第二年到第九年第一个七年上升幅度比较大,第九年到第十六年进入平缓期,但是第十六年到第二十年的时候又进入比较高故障的发生期。我们看到右边图显示在风电系统之中我们电气系统它的使用情况和它的故障率情况,我们也做过统计,其实据国内比较大型的开发商进行统计的时候,风电场相关系统故障率占整个风电故障率的,这里跟机械系统区分开,占整个风电故障率70%以上。这就意味着一大部分的停机,一大部分的运维,一大部分跟供电局电网进行扯皮的这些事情,很多都是由于电气系统的一些故障率所导致的。因此我们所看到的就是怎么样让我们这个风电从少年走向成年,让它更加成熟的去面对我们电网的变化需求,让它更加成熟的去反馈天气的变化需求,来形成整个协调,其实电气系统是可靠性的一个基石。
 
  它的故障率这么高怎么来提升?其实我们说我们也一直强调就是从电气系统自身来说,我们包含各种各样的元件、设备和系统,我们就整个寿命周期来看,监控、传输、判断、处理是整个电气系统在使用中的时候,提升可靠性既可以解决专业性的解决方案,与此同时智能化解决方案使整个效率更加高,整个动作和整个故障判断更加精确,甚至包括整个远程操作,自动合闸的概率或者效率更加高,就能够大大提升我们全寿命周期的可靠性,这也是我在这次想要跟大家交流的主题。
 
  上午王总监跟大家聊过施耐德新的三层架构,这个架构指得是用三层架构涵盖起了整个电气系统的生态圈,电气系统生态圈我们可以看到这就是一个怎么样构建一个智能化电气的架构,包括现场也就是运维级,厂站级,变电站进行监控,总部级,其实我们所强调的是从下而上专业聚焦,这指得是一定要立足于现场运维解决现场的问题,从而提升整个系统的有用性和可靠性。刚才大家看到的是一个闭环,其实是从一个时间的角度上看到电气系统的操作流程,但这里看到的是从空间的角度上描述一下我们从现场级到厂站级到总部级涉及到的智能化电气系统。这里有一很关键的,就是首先它的基石来自于现场级,专业性体现在厂站级,最后体现在最上面的总部级的数据运用和数据分析,我们从这三个环节跟大家聊一下我们所收集的全球和我们的风电行业信息。
 
  现场级,无论是双馈还是直驱,风电和光伏一样,都是低压系统进行采集之后升入到中压系统,这一系列关键元件在现场运维人员操作数量最多,也是导致电气故障率相当高的环节之一。如果记得之前那个表格图还记得其实在珠孔级别可能它的故障频率比较高,但是导致停电次数并不高。所以说可以看到每一点上,我们需要具有什么样的智能化的电气系统?首先它必须是开放和兼容的,另外它必须是模块化的,能够主动或者被动去升级,第三它必须是一致性的,必须和我们的系统,我们的主监控系统,我们的总部应用系统进行兼容,当然最后一个很重要的,它必须是能够自协调,而且可靠的,只有自协调可靠,我们才能像神经网络一样不断地优化我们整个的电气系统。
 
  现场级的时候我们强调几点,一是现场级的智能化电气元件,我们要求在投入之前和投入之中选择自选段,自选段意味着我们能够基于当一个风电场刚投用之前能够知道工作状态,当风电场运行10-20年之后,我必须知道这里主电气元件、主电气设备它的工况如何,使用寿命如何,这样在最大台风或者在我们的整个发电周期之内,我们就能够把停电损失降到最小,这个是我们在现场级需要有自选段的功能。
 
  在自选段之外其实可以看到我们其实在运维之中,一个风电场的有效寿命在20-25年,在整个运维周期之中从检测发电的参数到检测状况、报警和保护设置,这一系列运维检测其实在不断进行。我们可以用我们的移动运维,以后最终的发展方向一定是少运维、少维护,甚至无人职守,只是进行有人巡检式的风电场和光伏电场的操作方式。我们的移动运维平台就能够帮助我们的人员确定我们在现场进行检测维护,或者远端进行监控的时候知道所有参数,而且第一时间掌握主要设备的运行状态。
 
  其实风电和我们的新能源特点由于是非常偏远,所以环境恶劣导致它的故障难以避免,比如很多小动物,比如大型的雷暴或台风,一旦出现危机的时候对风电远程操作能力或者管理能力就有要求,这里也是现场人员比较担心的一方面。这里在元件级别,设备级别我们必须了解这个事件,而且能够交互的提供供电分析,就是一旦出现停电之后我们可以通过对话式的菜单一步一步告诉现场运维人员,即使他可能刚刚大学毕业,我们也能让他实现精准和安全可靠的操作,而且能实现快速安全的可靠连接,这个危机管理就能够最大程度的避免风险,提升发电的可靠性,这也是现场智能的环节所在。
 
  大家也知道风电现在我们整个的寿命周期成本要求非常高,对一个系统来说,它的计量、保护、诊断和维护这些都是我们遇到的一系列的课题。对元件和设备来说,一次投资到位肯定不现实,能不能像我们的手机或像我们的一些智能终端一样,可以先放整个元件在现场,在未来的时候通过不断地升级,软件升级来使它具有越来越多的功能,而不用对硬件进行改造,这也是对我们智能元件的要求。因为对电气系统来说最重要的三个功能就是计量、保护、诊断、维护,这三个功能都可以在内置在智能化的电气设备内部,使我们在未来有需要的时候,一开始购置的时候可以采用最基本功能降低我们的成本。在收益率比较好的时候,在未来3-5年可以不改变任何硬件,从然间级别对它进行升级。我们只要通过然间来打开相应的网关,打开相应的功能就能实现整个智能升级维护,所以现场级别我们所看到的如何通过智能性的电气系统来提升风电场的可靠性大有可为。
 
  厂站级这个级别我们比较强调的是安全性和操作的准确性,所以可以看到厂站级其实可以从风机到升压站到总部,这里比较关键的其实是不同的安全级别的设置,我们曾经聊天的时候开玩笑地说过,远端能用手机把风电场全部停掉,那这个能源系统的安全非常脆弱。所以说对一个智能化系统来说,我们在强调智慧的同时千万要注意其安全性,施耐德所有的内部都具有安全可靠性,包括全线控制,安全保护等一系列都通过三级密码设置来提升整个互联的可靠性。
 
  具体到了总部级之后,其实它是对数据流,对信息流的一个管理,数据流和信息流体现出来的是从发电预测、运行、资产到整个市长的管理,如果详细化来说可以看到我们从整个设备终端、优化电力生产、管理设备运行这一层次其实可以把所有的信息从我们的现场级到厂站级一直到总部级,将所有大数据合在一起来进行一个自由化系统,施耐德是全球最大的电气检测系统的供应商,同时在低压配电,中压配电系统都有全面解决方案,包括风电场的管理系统。
 
  智能化电气系统不仅能够帮助我们提高可靠性,同时还能最大程度的节省我们运行成本,提升用户和人员的安全性,安全性考核指标对我们大型的业主来说是非常关键的,同时对很多的到现场没有专业人员,他的能力提升,防纠错工具也是体现出智能电气系统对我们整个的改善作用。
 
  施耐德电气其实在整个的风电系统包括低压、中压、关键电源,关键电源其实很重要,在海上风电,在高温风电应用非常多,所以品质如一,智能互联一直是我们的口号。
 
  施耐德其实最后我们希望我们的风能能赢,希望用智能化的方案来引领整个系统可靠性提升,然后用品牌和品质的解决方案帮助我们合作伙伴,包括我们的业主、设备制造商一起走向可持续的行业发展,让行业尽早成熟。好,谢谢大家!


(文章内容来自现场速记整理,未经本人审核)

 
 

 
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