雙碳目標(biāo)下，可再生能源裝機(jī)快速增長(zhǎng)、以及能源電力行業(yè)降本增效的需求，使得數(shù)字化和智能化成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)前，以“云、大、物、AI”為主要技術(shù)手段的數(shù)字化方案已經(jīng)滲透至風(fēng)電發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。
行業(yè)凸顯出以智能監(jiān)測(cè)、集中管控、預(yù)防性維護(hù)為目標(biāo)的運(yùn)維需求，但在北京天澤智云科技有限公司首席運(yùn)營(yíng)官謝炯看來(lái)，搭建真正意義上的智能化風(fēng)電運(yùn)維體系，實(shí)現(xiàn)以上需求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
北京天澤智云科技有限公司首席運(yùn)營(yíng)官謝炯
“不可否認(rèn)，預(yù)測(cè)性維護(hù)確實(shí)是人工智能的主賽道，但天澤智能更關(guān)心的是如何將風(fēng)電運(yùn)維這項(xiàng)工作形成閉環(huán)?！敝x炯指出，如果說(shuō)預(yù)防維護(hù)的表現(xiàn)形式是給出預(yù)警，那么如何將這些預(yù)警在智能運(yùn)維管理系統(tǒng)的編排下，使團(tuán)隊(duì)、時(shí)間、物資以最優(yōu)的組合去完成工作，這才算形成了閉環(huán)。
“這是一個(gè)典型的在N多約束條件下進(jìn)行全局尋優(yōu)的問(wèn)題，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)及人工智能在風(fēng)電運(yùn)維中的價(jià)值體現(xiàn)?！敝x炯對(duì)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)說(shuō)，而這也是天澤智能在風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)力的重點(diǎn)。
無(wú)憂風(fēng)電解決方案助風(fēng)場(chǎng)提前28天發(fā)現(xiàn)齒輪箱故障
平價(jià)時(shí)代，降低運(yùn)維成本是風(fēng)電企業(yè)始終如一的發(fā)展驅(qū)動(dòng)。數(shù)字顯示，在風(fēng)電行業(yè)中，76%的企業(yè)需要降低非計(jì)劃性年運(yùn)維成本，60%的企業(yè)表示需要降低大部件維修及備件運(yùn)維成本。這一點(diǎn)在海上風(fēng)電更加突出，海上風(fēng)機(jī)0&M成本占全生命周期的28%，尤其是面臨2022年的平價(jià)發(fā)展，海上風(fēng)電運(yùn)維降本已經(jīng)迫在眉睫。
謝炯認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)是提升風(fēng)電運(yùn)維效率的重要抓手，但其應(yīng)用的關(guān)鍵在于，如何構(gòu)建大數(shù)據(jù)在整個(gè)運(yùn)維體系中的基礎(chǔ)底座與使用方式。
“大數(shù)據(jù)技術(shù)本質(zhì)上是一個(gè)黑盒，僅僅對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出預(yù)警是不夠的，用戶需要的是技術(shù)的可解釋性，以及解決問(wèn)題的方法?！敝x炯指出，也就是說(shuō)，如何分析數(shù)據(jù)、構(gòu)建模型，并以此來(lái)指引業(yè)務(wù)，才是大數(shù)據(jù)在風(fēng)電運(yùn)維應(yīng)用的關(guān)鍵。
作為美國(guó)智能維護(hù)系統(tǒng)（IMS）中心技術(shù)孵化企業(yè)，天澤智云擁有強(qiáng)大的工業(yè)人工智能技術(shù)與平臺(tái)能力，其工業(yè)人工智能平臺(tái)涵蓋“邊緣計(jì)算與數(shù)據(jù)處理”、“工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)”、“算法開(kāi)發(fā)與模型資產(chǎn)管理”三大模塊。依托自身在工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)服務(wù)與分析的能力，天澤智云將以上優(yōu)勢(shì)延伸至風(fēng)電行業(yè)，形成了基于工業(yè)人工智能平臺(tái)架構(gòu)的智能風(fēng)電解決方案體系——無(wú)憂風(fēng)電解決方案WindInsight?。
無(wú)憂風(fēng)電解決方案WindInsight?可以說(shuō)是天澤智云風(fēng)電運(yùn)維解決方案的總體框架，該方案以工業(yè)人工智能平臺(tái)為依托，衍生出 “核心部件故障預(yù)測(cè)與健康管理WindProphet” 、“風(fēng)電數(shù)字孿生平臺(tái)”兩大風(fēng)電運(yùn)維模塊。在一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)和兩大模塊的支撐下，天澤智云再進(jìn)一步，開(kāi)發(fā)出具備智能運(yùn)維排程、智能備品備件管理能力的“智能運(yùn)維管理系統(tǒng)OMS”，形成了從關(guān)鍵部件的數(shù)據(jù)采集到故障預(yù)警，再到故障消缺的全流程管控，形成風(fēng)電運(yùn)維閉環(huán)。
目前，無(wú)憂風(fēng)電解決方案已經(jīng)在多個(gè)風(fēng)場(chǎng)落地應(yīng)用，在某風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行部署和測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，該風(fēng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了降低風(fēng)機(jī)非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間10%、提前28天發(fā)現(xiàn)齒輪箱故障，以及降低風(fēng)機(jī)運(yùn)維成本5%的良好效果。
值得一提的是，天澤智云“核心部件故障預(yù)測(cè)與健康管理WindProphet”方案提供包括葉片、傳動(dòng)鏈、電氣控制系統(tǒng)、塔基等核心部件的監(jiān)測(cè)管理，上述風(fēng)電場(chǎng)也是在此方案的應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了對(duì)齒輪箱的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和診斷。而且在預(yù)測(cè)過(guò)程中，系統(tǒng)可以給出部件故障的可量化的預(yù)警等級(jí)，以此助力企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件的健康狀態(tài)。
數(shù)字孿生落地風(fēng)電運(yùn)維領(lǐng)域
在天澤智云智能風(fēng)電運(yùn)維體系中，數(shù)字孿生平臺(tái)是另外一個(gè)拳頭產(chǎn)品。
當(dāng)前，數(shù)字孿生在風(fēng)電行業(yè)是一個(gè)熱詞，但業(yè)內(nèi)關(guān)注較多的是數(shù)字孿生技術(shù)在設(shè)計(jì)研發(fā)端的應(yīng)用，如何在運(yùn)維端落地?cái)?shù)字孿生技術(shù)，是行業(yè)更加關(guān)注的課題。目前，天澤智云已將數(shù)字孿生技術(shù)從設(shè)計(jì)端延伸至運(yùn)營(yíng)端，所依托的還是工業(yè)人工智能平臺(tái)這個(gè)強(qiáng)大的基座。
“可以說(shuō)，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化展示，只是數(shù)字孿生功能實(shí)現(xiàn)的一部分。借助感知、計(jì)算、人工智能等多種技術(shù)以及海量數(shù)據(jù)模型，我們可通過(guò)工業(yè)人工智能平臺(tái)快速、批量化地構(gòu)建風(fēng)機(jī)數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)模型管理、應(yīng)用配置等功能，并對(duì)孿生體進(jìn)行集中管控、追蹤和評(píng)估。”謝炯指出，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)隱形問(wèn)題顯性化、故障檢測(cè)實(shí)時(shí)化、故障預(yù)測(cè)精準(zhǔn)化，對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)的智能化管理起到關(guān)鍵作用。
在數(shù)字孿生世界中建立物理世界的風(fēng)機(jī)映射，且可以設(shè)定不同的環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行擴(kuò)展和模擬，這相當(dāng)于賦予了數(shù)字孿生體時(shí)間軸的能力，不僅能做到對(duì)風(fēng)機(jī)狀態(tài)的同步感知，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史狀態(tài)的回溯，以及對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)研判，完成單機(jī)智慧向群體最優(yōu)進(jìn)化。
“這才是數(shù)字孿生技術(shù)在風(fēng)電行業(yè)的落地應(yīng)用，以及其為風(fēng)電運(yùn)維業(yè)務(wù)帶來(lái)的真正價(jià)值體現(xiàn)。”而且，從管理維度來(lái)看，數(shù)字孿生技術(shù)還可以幫助集團(tuán)企業(yè)部署從集團(tuán)端到場(chǎng)端的多級(jí)管控平臺(tái)，從而提升集團(tuán)層面的綜合運(yùn)營(yíng)管理能力。
一個(gè)典型的案例是，某大型風(fēng)電集團(tuán)在已有大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上搭建了風(fēng)電數(shù)字孿生平臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)包含模型與機(jī)型管理、孿生體模板構(gòu)建、數(shù)字孿生體運(yùn)行服務(wù)及數(shù)字孿生體智能應(yīng)用配置等功能，通過(guò)不斷沉淀模型和能力，圍繞設(shè)備的狀態(tài)同步、回溯、預(yù)警和預(yù)測(cè)建設(shè)風(fēng)機(jī)孿生體智能應(yīng)用。不但降低了數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用的成本，軟件部署費(fèi)用降低50%以上，也顯著減少了風(fēng)機(jī)意外停機(jī)和故障損失，提高運(yùn)維效率，降低了運(yùn)維成本。
在雙碳目標(biāo)下，風(fēng)電行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。平價(jià)時(shí)代風(fēng)電對(duì)度電成本的苛刻要求，以及行業(yè)對(duì)新技術(shù)的采納、驗(yàn)證及大規(guī)模推廣都需要一定的節(jié)奏和周期，這是天澤智云當(dāng)前面臨的切實(shí)挑戰(zhàn)。未來(lái)天澤智云也將進(jìn)一步對(duì)接行業(yè)需求，基于工業(yè)人工智能平臺(tái)的開(kāi)放性和擴(kuò)展性優(yōu)勢(shì)，建立更多風(fēng)電運(yùn)維垂直體系，打破數(shù)據(jù)孤島，助力風(fēng)電智能運(yùn)維步入一個(gè)全新的時(shí)代。
評(píng)論