随着新時代中(zhōng)國“雙碳戰略目标”的确定與推進,各行各業都在向提效減排方向轉型升級,風電(diàn)、水電(diàn)等可再生(shēng)能源産業更是首當其沖;國家十四五規劃也對電(diàn)力産業優化提出了新的戰略布局,如何“建設智慧能源系統,優化電(diàn)力生(shēng)産和輸送通道布局,提升新能源消納和存儲能力,提升向邊遠地區輸配電(diàn)能力”成爲電(diàn)力産業轉型升級新方向。
然而電(diàn)力産業轉型升級絕非一(yī)蹶而就,要向“智慧電(diàn)廠”方向升級還有很多要攻克的難關。比如,衆多的運行多年的傳統型風電(diàn)場,因缺乏先進的監測技術,無法實施科學監測,存在衆多安全隐患,嚴重影響風電(diàn)場日常運行,隻能通過人工(gōng)監測、排查,這不僅浪費(fèi)人力,更難以實現向“智慧電(diàn)廠”轉型升級的新發展目标。
運營好一(yī)個風電(diàn)場,需要“定期檢修”和“日常運維”(故障處理與巡檢)。而無論“定期檢修”和“日常運維”均有非常嚴格的标準,而且單次運維檢修所需周期較長,加上環境惡劣、工(gōng)序複雜(zá),需要建立非常專業的檢修團隊“值守”,而專屬團隊建設不僅培訓時間長、人工(gōng)成本高,更存在較高的安全風險。
按照目前國内标準風電(diàn)場的裝機規模測算:200MW、單機1.5MW,僅風力發電(diàn)機組需134台,加之配套的箱式變壓器、架空線路等設備,設備數量非常龐大(dà)。根據風力發電(diàn)機組安全規範要求:橫向間距爲9D,縱向間距爲4.5D(D指風力發電(diàn)機組葉輪直徑)。因此一(yī)個200MW的風電(diàn)場占地面積約需40平方公裏,且多處于人煙稀少、風力較大(dà)的區域。綜上原因,風電(diàn)場的設備如需“有人值守”模式管理,存在如下(xià)弊端:
1、設備基數大(dà),設備例行巡視、檢查周期長、工(gōng)作繁雜(zá)。按照2人/組、4小(xiǎo)時/次,計算,全場巡視一(yī)次約需10人、14天。加上巡視箱式變壓器、輸電(diàn)線路、配電(diàn)設備等,風電(diàn)場全場設備巡檢一(yī)次約需45天。如受大(dà)風、沙塵等環境影響,則無法按電(diàn)氣設備規範要求巡視,容易導緻設備故障率升高。
2、風電(diàn)場地域遼闊,設備故障機動性較高,設備間距較長,因此故障響應效率無法得到保障;風電(diàn)場大(dà)部分(fēn)工(gōng)作需要登高作業,作業難度大(dà)、時間長,容易出現疲勞作業現象。
如果,風電(diàn)設備能從“有人值守”轉型爲“無人值守”,其安全性、便捷性、科學性都将大(dà)幅提高,運維成本也将得到大(dà)範圍的縮減。因此,如何實現“無人值守”的“智慧電(diàn)廠”,成爲傳統風電(diàn)場轉型升級路上的關鍵阻力。然而,阻力并非不可戰勝。
遼甯某風電(diàn)場,作爲較早一(yī)批創建的風電(diàn)場,就存在上述亟需解決的問題。該風電(diàn)場因其“升壓站35kV開(kāi)關櫃靜觸頭”“風機就地箱變斷路器進出線”“風機發電(diàn)機接線盒及熔斷器底座”受不同因素影響,出現過溫、設備發熱、絕緣老化等顯現,導緻絕緣降低,電(diàn)纜接頭燒損等設備問題,且損壞頻(pín)率随着運行時間不斷增加。由于缺乏監測技術,隻能依靠現場員(yuán)工(gōng)巡視。
爲了更好的解決這個問題,深圳聚之美科技有限公司(以下(xià)簡稱:阿珂法),是一(yī)家緻力于半導體(tǐ)晶體(tǐ)砷化镓(GaAs)光纖溫度傳感器、熒光光纖溫度傳感器、光電(diàn)檢測産品的研發、生(shēng)産、應用與技術服務的企業。針對行業普遍存在的各類技術難題,早已提出了全新的解決方案。阿珂法的方案不僅可大(dà)幅提升風電(diàn)設備溫度監測系統的可靠性、降低後期維護成本,更能提升風電(diàn)系統的智能化水平,助力風電(diàn)場實現“無人值守”,加速“智慧電(diàn)廠”轉型升級。
阿珂法接到該風電(diàn)場的項目需求後,派專家團隊進行實地踏勘,發現該風電(diàn)場和衆多傳統風電(diàn)場一(yī)樣。采用的現代電(diàn)氣設備包含中(zhōng)壓開(kāi)關設備、變壓器、低壓配電(diàn)設備,集成一(yī)體(tǐ),集成度高,雖然安裝、使用都十分(fēn)方便,但在運行中(zhōng)卻存在“四大(dà)問題”:
超負荷運行時溫度異常高。在風電(diàn)等場景,負荷不均勻,負荷高時變壓器的電(diàn)力設備溫度較高,輕則破壞絕緣,嚴重時候容易引發短路故障。
箱式變電(diàn)站的工(gōng)作環境在室外(wài),箱體(tǐ)内部不可避免和外(wài)界産生(shēng)溫差。在外(wài)部溫度變化幅度較大(dà)的時候,箱體(tǐ)内部的溫度由于在運行時會産生(shēng)一(yī)定的熱量,與外(wài)部溫差達到一(yī)定界限,就會産生(shēng)凝露現象,導緻箱式變壓器運行過程發生(shēng)故障。
阿珂法團隊在認真診斷後,認爲該項目的整改實施溫度在線監測需考慮存在以下(xià)五個關鍵性技術難點:
● 高絕緣性;
● 防雷擊,無引雷隐患;
● 對電(diàn)磁幹擾本質免疫;
● 小(xiǎo)體(tǐ)積探頭,封裝牢固,抗震動及輕微機械力;
● 性能穩定,壽命長,免維護。
找到問題和難點後,阿珂法團隊進行了深入研讨并給出了專業可靠的“熒光光纖測溫系統”解決方案。
在該項目中(zhōng),使用了阿珂法溫度在線監測系統,有效的預防設備故障率,停機時間,停發率等。通過測溫系統應用,實現電(diàn)氣設備壽命大(dà)幅延長,降低設備故障率,避免電(diàn)氣設備失火(huǒ)帶來的經濟損失和安全隐患。
方案安裝、測試完成後,經人工(gōng)反複對比,實時測溫數據準确,熒光光纖傳感器絕緣性高、抗電(diàn)磁幹擾能力強、數據傳輸穩定。溫度傳感器安裝便捷、體(tǐ)積小(xiǎo)巧,未改變原有設備結構及電(diàn)氣性能。同時,阿珂法還針對風電(diàn)場區域廣、風機及配套設備分(fēn)散的特性,試用了阿珂法開(kāi)發的溫度實時監測雲平台,大(dà)幅提高了工(gōng)作效率。
該風電(diàn)場負責人表示,阿珂法雲平台不僅爲電(diàn)場設備運行溫度提供了實時數據,更提升了運行安全保證,實現了“無人值守”,也爲風電(diàn)場向“智慧電(diàn)廠”方向發展提供了有利的數據支撐。
所有風電(diàn)業内人士都應該清楚的認識到,該風電(diàn)場的現象絕非個例,而是行業普遍存在的痛症。阿珂法的風電(diàn)設備光纖溫度在線監測系統能如此科學有效的解決,并實現“無人值守”,将徹底改善傳統風電(diàn)場困境,加速“智慧電(diàn)廠”發展進程。