矗立在蔚藍(lán)色的海面上，一排巨大的白色風(fēng)機(jī)葉片，正在陽光下緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，源源不斷的清潔電力正在從這里輸出到工廠與城市。
在中國(guó)2030 “碳達(dá)峰，碳中和”的大背景下，中國(guó)風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電建設(shè)掀起了新的高潮。根據(jù)2022年5月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》，到2030年中國(guó)風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量要達(dá)到 12 億千瓦以上的目標(biāo)。而截至2021年底，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)3.28億千瓦、風(fēng)機(jī)市場(chǎng)仍擁有較大的發(fā)展空間。作為智能化解決方案提供商，魏德米勒以BLADEcontrol®風(fēng)機(jī)葉片狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為核心的風(fēng)機(jī)數(shù)字化解決方案，正在這一領(lǐng)域深受風(fēng)機(jī)制造商的青睞。
海與風(fēng)的考驗(yàn)
作為室外運(yùn)行的大型設(shè)備，風(fēng)機(jī)所處的環(huán)境往往人跡罕至，自然條件苛刻。另一方面，近年來風(fēng)機(jī)制造商的葉片長(zhǎng)度不斷刷新紀(jì)錄，單機(jī)容量持續(xù)突破極限，海上風(fēng)機(jī)功率甚至突破1.6萬千瓦。
由于海況條件復(fù)雜、長(zhǎng)期離岸的海上風(fēng)機(jī)面臨著“海與風(fēng)”的嚴(yán)峻考驗(yàn)，受帶腐蝕性的海上空氣成分影響，一旦風(fēng)機(jī)葉片發(fā)生腐蝕開裂、脫落、折斷等，輕則停機(jī)損失，重則造成風(fēng)機(jī)倒塔甚至人身傷亡的事故。另一方面，受雷擊、臺(tái)風(fēng)等環(huán)境因素的影響，也可能會(huì)出現(xiàn)葉片表面殼體損傷、結(jié)構(gòu)支撐件損傷、葉片內(nèi)部件松動(dòng)掉落以及啟動(dòng)不平衡等不利于機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。
此外，風(fēng)機(jī)在每年冬季還要抵抗嚴(yán)寒的天氣帶來的雨、雪、霜、霧的侵?jǐn)_。在中國(guó)北方海域，冬季會(huì)形成海冰，凍結(jié)在風(fēng)機(jī)部件上影響風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并且低溫還會(huì)讓風(fēng)機(jī)的零件和潤(rùn)滑油的性能下降。
風(fēng)機(jī)“守護(hù)神”——葉片狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
保障風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，同時(shí)兼顧運(yùn)行的成本效益，始終是某海上風(fēng)電制造商極為關(guān)切的核心。
憑借多年來的葉片監(jiān)測(cè)知識(shí)以及在風(fēng)電行業(yè)積累的多年經(jīng)驗(yàn)，來自魏德米勒的葉片狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——BLADEcontrol®，在提升風(fēng)機(jī)可用性，縮短停機(jī)時(shí)間，確保工作效率和成本效益方面早已聲名“顯赫”，堪稱風(fēng)機(jī)“守護(hù)神”。
魏德米勒為該風(fēng)機(jī)制造商提供的這套定制化系統(tǒng)，基于高精度的加速度傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)葉片擺振和揮舞方向的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，再運(yùn)用特定算法和數(shù)據(jù)模型對(duì)于現(xiàn)有無損葉片進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，確定該葉片的固有頻率模型。進(jìn)一步地，系統(tǒng)會(huì)將大量采集的數(shù)據(jù)通過人工智能預(yù)學(xué)習(xí)建立葉片的正常運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)模型。當(dāng)葉片振動(dòng)模型建立后，葉片在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便可實(shí)時(shí)采集、計(jì)算、分析葉片振動(dòng)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)與正常模型數(shù)據(jù)對(duì)比，盡早發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)葉片異常。由于葉片的老化隨時(shí)間流逝而不斷變化，越早建立葉片自身數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)可以越準(zhǔn)確地對(duì)葉片進(jìn)行監(jiān)測(cè)并給出判斷。
數(shù)字運(yùn)維，贏在“魏”來
BLADEcontrol®的感知、分析和預(yù)測(cè)性維護(hù)能力，給該風(fēng)機(jī)制造商帶來的價(jià)值是很明顯的，因?yàn)轭A(yù)測(cè)性的維護(hù)能力帶來的資產(chǎn)透明性、機(jī)組安全性和海上長(zhǎng)期運(yùn)維的成本效益是相當(dāng)可觀的。
首先，在海上風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中，這一系統(tǒng)始終保持可持續(xù)地單獨(dú)記錄每個(gè)葉片的狀況，并感知所有微小的變化，幫助海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方在早期階段便能檢測(cè)葉片遭受的極其微小的損傷，比如由雷擊造成的葉尖損傷、后緣開裂、腹板分離或葉片軸承損壞等，此外還可以可靠檢測(cè)葉片的動(dòng)態(tài)不平衡和過載等運(yùn)行偏差，從而明顯縮短了客戶的意外停機(jī)時(shí)間，并保證系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。
其次，這一系統(tǒng)擁有可靠的覆冰檢測(cè)性能，為北方的海上風(fēng)電應(yīng)用提供了獨(dú)特的價(jià)值。這種高度敏感的系統(tǒng)經(jīng)過DNV GL認(rèn)證，可有效預(yù)防冰帶來的傷害，冰脫落或融化后可自動(dòng)重啟機(jī)組，縮短停機(jī)時(shí)間。配備該系統(tǒng)的機(jī)組在一個(gè)冬季可以縮短數(shù)倍的停機(jī)時(shí)間，因此而帶來的經(jīng)濟(jì)收益甚至是明確可見的——利用魏德米勒提供的覆冰檢測(cè)ROI計(jì)算器，可以明確計(jì)算出結(jié)冰機(jī)組的葉片監(jiān)測(cè)的投資回報(bào)率。
事實(shí)上，對(duì)于該項(xiàng)目的海上風(fēng)機(jī)機(jī)組工程師而言，維護(hù)維修工作的規(guī)劃與執(zhí)行一直是一項(xiàng)特別費(fèi)時(shí)的工作，基于數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維就顯得尤為重要。如今在魏德米勒 BLADEcontrol®葉片狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幫助下，工程師們就可以預(yù)測(cè)即將發(fā)生的損壞，并事先采取應(yīng)對(duì)措施，大大提高系統(tǒng)可用性，降低總體的運(yùn)維成本。
的確，中國(guó)的風(fēng)機(jī)制造商整體上正面臨著盈利水平不斷提高的挑戰(zhàn)，也在不斷地尋求削減平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）的可能性。以風(fēng)機(jī)大數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的智能監(jiān)測(cè)及運(yùn)維解決方案，憑借明顯的客戶價(jià)值優(yōu)勢(shì)正在成為行業(yè)大勢(shì)所趨，魏德米勒憑借高質(zhì)量的元器件產(chǎn)品以及多種經(jīng)驗(yàn)證的定制化解決方案，始終是風(fēng)電行業(yè)客戶可靠的合作伙伴。