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施耐德电气赵天意:如何应用智能化电气方案提升风电系统可靠性

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-22  浏览次数:190  
核心提示:施耐德电气新能源行业经理赵天意出席会议并发表了题“如何应用智能化电气方案提升风电系统可靠性”的主旨演讲。
  12月21日-22日,由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。
  
  施耐德电气新能源行业经理赵天意出席会议并发表了题“如何应用智能化电气方案提升风电系统可靠性”的主旨演讲。
  
  以下为发言内容:
  
  主持人:谢谢大家,刚才跟大家介绍过自己,我用两句话描述一下,在能源行业里面从事工作超过20年,1997年加入中石化,不断在传统能源,现代能源,新能源的行业中涉足。介绍一下自己,在施耐德我主要负责战略规划,市场开发。新能源、可持续发展一直是施耐德一以贯之的战略重点。今天的主题紧扣着质量和可靠性,我们希望他能够通过质量和可靠性达到什么结果,我跟大家聊一聊这个话题。
  
  大家知道二战快胜利的时候,盟军伤害最大的是哪一次事件吗?有一部很著名的电影,叫遥远的桥,当时盟军从空中到地面,从荷兰进攻德军,进攻的时候拟定的计划,用陆军去巩固战果,这是非常具有创意的计划,而且盟军当时无论在物流方面还是军事方面是有非常大的优势,但是最后伤亡惨重。其实跟风电,跟我们的可靠性有相似之处。
  
  我们可以看到三点,这是非常复杂的系统,第二个,这是非常复杂的环境,第三个,整合运行管理在里面起到核心的作用。盟军总结教训失败的时候他也知道这三点,第一个没有预测到当地德军积累了足够的兵力,第二投送兵力的时候过高的估计了天气,过低的估计了整个环境的复杂性。第三在管理运营方面,没有高效的运营管理推动支持预防和维修计划,没有做预防性的管理。因此我们可以看到同样对一个大系统来说,遥远的桥可以代表我们的可靠性,因为我们永远知道可靠性不是目标,最终的目的是为了达到发电收益最大化,效能最大化,运营成本最低化,这才是我们可靠性目标,怎么达到可靠性,其实就是我们怎么拿到复杂系统里遥远的桥的战略目标。我们下面一起看一下。
  
  我们知道对风电来说偏远,复杂,运营人员缺乏,我们现场运营人员并不是非常多,而且专业性也不是很完善。由于环境恶劣,相对来说,我们所遇到的资源挑战性非常大,同时因为偏远,第一时间我们很难有明确的,或者有效的巡检,或者制止故障方式造成可靠性的提升。在整个复杂系统之中,我们知道最复杂的是电气系统。电气系统单次停电的损失并不像叶片那样大,但是频次非常高,对整个运营成本影响非常大。这个桥怎么达到这个桥呢?其实是如何有效的提升,在风电系统中故障最高的关键点,如果能提升他的话,对我们整个系统将非常具有价值。
  
  我们从国内国外,因为施耐德做了全球的很多业务,我们也做了统计,一般生命周期之内,运营成本,维修成本,占全生命周期成本的大约23.5%,与电气系统相关的整个成本,占整个维修成本的大约60%,而且是逐年递增的状态,中间平滑,但是每年的趋势都是向上增长。图象的右侧是不同电力系统中故障的概率,故障的特点是发生频率高,故障的定位处理相对来说比较复杂,同时大家也知道,故障系统发生之后,尤其电力系统,发生自故障以后重复投运的时候,大部分一次很难投运成功,这是影响整个维修成本,发电收益的核心所在。
  
  我们知道在未来得时候,我们会面临越来越多的,我们会关注发电收益,关注运营成本,这是电气发展到新阶段,怎么用更低的成本跟火电竞争,跟光伏竞争的核心所在,如何提升他们的发电收益,我们需要从监控、传输、判断、处理等各个环节,对电力系统进行改造,只有这样新一代的,或者我们说比较强健,智能的电力系统,才能提升可靠性。
  
  最后我们要达到什么效果?我们通过刚才说的四个环节,形成透明化的管理。我们回忆一下,如果当时知道德军的位置,就不会投入错误的兵力,我们需要错误的检测,需要预防性方案,事前做好预防性的方案,这是我们智能化电力系统可靠性的解决方案。
  
  施耐德把整个的风电系统分成三个架构,最下一层是互联互通的产品,我们运营人员接触的第一级永远是可视可控电力设备,第二级是监控系统,最上层,总部级别的,需要对大数据,多电厂发电协调控制,降低运营成本,在英国施耐德提供了解决方案,合成一个子系统,这也是我们在未来能源的方向,通过互联互通的产品,达到厂站级的控制,最终对中长期系统优化,这是我们的方向,所以上下结合,聚焦支撑我们可靠性和效率提升。我们可以从这三个角度看一下,如何实现我们的解决方案。
  
  对我们系统来说,尤其对风电电力系统,一旦核心元件出现故障的话,会直接影响到整个风电系统发电,针对这些关键系统,尤其我们现在风电运行了十年左右之后,如何准确判断他的可靠性,稳定性。所有的回路里面,电气系统,核心的电气设备一定是风力发电的核心环节,而且是决定风力发电出力与否的核心环节。就和我们刚才所说的一样,智能化互联互通的产品核心在于什么?首先是全面诊断,当我们无论是由于小动物还是风机复杂环境出现故障的时候,第一时间需要有事件记录,现状的预诊断,当我们出现情况的话,这个情况出于哪几个方面,来为我们提供最高等级的参考,这是我们智能化元件的核心。在事前的时候比较要诊断,昨天的时候,我们也说过运维检查,我们能够通过自检告诉我们当地的运维人员,告诉现场维护人员,我们当前的警报情况、保护设置是什么样子,而且通过智能化的运维来体现参数,这些都是由施耐德智能化的设备所提供的这些解决方案,可以跟我们现场的手机或者现场的屏幕连接起来。
  
  第三个当我们在故障前,故障中,故障发生的时候怎么处理,这里就是危机管理,当我们出现一些例外情况,在电力系统中会经常发现,针对这些例外情况我们如何来提升整个的危机处理效率和准确性?现场大部分操作人员,这些人员往往是进行巡检,一旦处理的话,他既是第一责任人,同时他的专业经验未必是非常完善的,我们一定要不断提升操作知识,但是能不能用元件不用设备来提升我们操作的稳定性和可靠性呢?我们在产品级别就已经提供了相应事件,原因,这是新一代产品所实现的这一系列工程。故障中的时候,如何快速准确的定位,提供解决方案,这也是在元件级别我们希望提供的解决之道。
  
  在我们运维全生命周期之内,怎样提高稳定性,可靠性呢?既包含我们最高精度的测量,这也是很核心的,没有准确的测量,没有准确感应,传感器的话,我们一方面没法实现万物互联,最核心的是对能源级别的互联,同时诊断维护,如何快速的在故障之后提供诊断和分析回复,也是一个核心。所以说全寿命周期之内能够实现可升级,而且无需断开电源以后的产品,和我们手机一样,能够智能化的,根据我们的需要升级相关的高端功能,硬件方面的改变不多,以后不断的迭代,使他变得更加聪明。在以后风电投资上面会有非常好的服务,未来有需要的时候,叠加高端保护,高端测量功能。
  
  整个互联互通产品上,无论智能化,连接性我们都有一些卖点,或者帮客户解决的痛点。到厂站级,发现能源系统跟我们手机,互联网系统有特殊之处。在厂站级别这个层次,我们非常强调的是我们在互联互通设备之外,如何报找新能源能够实现可靠安全的管理,这个非常关键。同整个系统来说,如果无法实现安全性的话,就意味这你的敏感性,会导致整个能源系统出现波动,振荡。这对我们压力非常大,在软件层面上如何提升整个可靠性稳定性。无论是从现场风机,中控,还是在网络连接,我们必须要有一个非常坚强的防火墙,保证安全。施耐德在这里有全面的解决之道,在大数据运营方面,需要把我们的权限进行进一步的控制,我们来指定现场人员的操作权限,总部的监控权限,这些不同的权限关系,将是新能源智能化的核心所在。通过不同的权限管理,加上防火墙,我们能实现既享受智能和可靠的优势,同时避免随着智能化提升,我们系统的敏感性提升。同时又能避免他的安全性出现问题,在我们国计民生上也是非常关键的。未来会越来越多的使用智能化的解决方案,在中间这层的边缘控制,或者我们厂站级别的管理层次上,他将是整个的安全控制的核心,为什么这么说呢?因为厂站级的控制,他既是现场级的控制,我们会第一时间采取最直接的方式,同时又能够连接整个上层数据应用的核心环节,我们可以把很多的上层数据应用,通过这一级有效的上传,所以施耐德比较强调我们既提升了整个互联互通效果,同时我们也非常关注整个系统管理方面的可靠性和安全性。
  
  因此在厂站级别,我们可以看到权限控制和保护安全是施耐德的解决方案之道。一旦到系统应用,这个非常有意思,我们有很多的云端,大数据,无论在预防性维修或者条件性的维修,还是基于事件的管理,核心最终一定基于有效的采集标准化的数据,将数据进行智能化的应用。我们知道,了解和掌握知识,是完全两个概念,很多的风电数据,如何有效的分析、处理、采购、应用,施耐德有全系列的,从功率预测到运行整个的系统,支持整个风电效率的不断提升。就跟昨天于总提到的一样,施耐德三层架构之中,现在还是以互联互通产品作为核心,所以说如果我们风厂自身有比较强大的系统,我们可以做无缝连接,做很好的对接,既能够满足任何一个层次上的设计,同时一个风电需要整体控制系统的话,施耐德也能够提供全面的解决方案。在系统应用级别上,大家可能不知道,施耐德是全球最大的风功率供应商,从天气预测到整个的风功率,在美国有很多的成功案例,国内应用不多。但是施耐德在全球范围之内,如果有海外的项目,我们可以把全部的解决方案打包,做一个最高效的风电运维的管理系统。
  
  我们知道能源对我们来说,他是既时发生,即使能够储存,但是成本比较高。所以未来的系统一定是智能化的,通过有效的形成新能源或者能源发生,传输和使用,来提升整个社会的效益。这才是整个社会效益最大化的核心,风能一定是其中最关键一环,在发电之后我们一定要知道清洁可持续类来自新能源,不能局限于风能的可靠性,只有能达到整个电网系统的发、输、用,包括新能源汽车,如何来协调这里的预测,形成顺滑的电网系统,这才是我们未来发展方向,所以从发电预测,到能源复合协调,他其实包含了低压、中压、高压、超高压和各种各样的能源,加上我们在电动汽车、民用、公用的各种用电负荷,这才是未来得解决方案之道。所以说完备的解决方案,我们不仅能够优化电力生产,用可靠性优化,同时能够有效的管理设备运行,同时确保新能源收益投资率最高。在2017年,可能市场整个大环境并没有我们想象中的理想,但是我们能够坚持的其实是不断的优化自己的系统,来提升发电效率。
  
  因为在中长期看来,以现在最集中的风电,光伏能源一定是关键。智能化的风电电力系统,我们不仅能够节省设备运行成本,而且我们能够通过智能化的纠错方式,施耐德的完善维护体系来提升安全性,而且通过无人值守,智能操作尽可能减少触碰带电和一些故障的设备,通过简单直观防错的工具,提升系统整个的管理,无论是上层还是边缘控制这层次,通过我们很多的解决方案,可以有效的提升综合能力。这也是我们为什么把可靠性作为一个目标,由智能化系统和高品质的设备解决方案,来一起支持可靠性的提升。
  
  这里就回到施耐德的核心观点,其实我们能够提供一个全系列解决方案,这里既包括施耐德最经典的,全球战略第一的低压配电系统,施耐德母线系统也是非常具有优势的,而且是智能化的母线系统。同时包含中压配电系统,中国第一个海上风电,迄今为止稳定运行超过了7年,我们全球的业绩不说,但是中国的业绩,施耐德在中压上是最强而且是最长的。很多的时候,我们风电里面,尤其对系统之中,我们当做主控的备份时候有两种解决方案,一种工业电源,装的一次性电池。一种就是UPS,两种方案各有优势,还有电容,这些方案各有优势。
  
  自动化控制系统,这些施耐德的解决方案,施耐德大数据管理,可以提供全面的运行管理解决方案,无论在国内还是国际上都有很多的应用,如何准确测量,这里涉及到监控管理系统。当我们能够有效的,透明化看到整个的风厂运行,当我们能够制定预防性的维修管理方案,当我们能够利用当地数字化的资源,不断优化整个系统效率,其实我们发现可靠性是触手可及的,而且当可靠性和质量触手可及的时候,可以保证收益率最大化。再回到刚才说的,我们有很多的系统很相似,既有地面的,又有空中的,整个风机就可以理解为非常大的综合系统,针对复杂综合系统,只靠梦想,理想够不够?不够。一定要落地,一定要构筑起可靠性的大厦,这样才能使新能源的发展越来越顺,成为主力能源的未来。因此我们说,通过智能化,通过品牌能让我们的桥不再遥远,使我们最快,最高效的达到收益率,委员对业主,对设备制造商,我们的合作伙伴来说都是一样。
  
  因此我们叫做智领新能,品铸长赢。我们以后可以由很多交流机会,我们也希望和伙伴一起推动整个行业的长期健康和可持续的发展。这是我演讲的全部,稍微提前一点,谢谢大家。
 
 
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