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风电场智慧运维管理浅谈方桂欢

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：方桂欢

[导读] 本文主要围绕风电场运维管理工作开展研究，提出一种以设备可靠性管理为指导、信息化技术为依托的智慧运维管理体系

        国电电力广东新能源开发有限公司广东省珠海市 519000
        摘要：本文主要围绕风电场运维管理工作开展研究，提出一种以设备可靠性管理为指导、信息化技术为依托的智慧运维管理体系，希望能够为风电场的智慧运维管理提供新的思路，提升风电场运维管理水平。
        关键词：风电场；智慧运维；运维管理

        1.运维管理体系的构成
        1.1标准化作业卡的制定
        针对风电机组的典型故障消缺、定检及巡检工作制定《风电场标准化作业卡》，规定工作过程中各项内容及注意事项。《风电场标准化作业卡》规范了风电机组工作现场的组织措施、技术措施及安全措施，明确了典型故障消缺、定检及巡检工作的操作流程及工艺要求。其制作流程如图1所示。在使用过程中根据实际工作要求总结经验、反馈意见，为下一年度公司总体工作提供参考，促进完善下一年度部门专项工作和班组标准化工作。

        图1标准化作业卡制作流程
        1.2智能运维系统软件架构
        结合当下风电场的运维管理模式，充分考虑风电场业主以及整机厂家的实际需求，设计一款风电场智能运维系统软件，架构如图2所示。该结构主要分为数据板块、平台维护业务板块以及业务板块，借助信息化平台技术，实现风电场运维系统的可靠性和持续性。

        图2智能运维系统软件架构
        ①数据板块
        主要包括平台、基础、集控、运维和专家数据五方面，平台数据主要是系统自身运行产生的数据；基础数据是开展运维中涉及到的经纬、GIS等相关数据；余下的集控、运维以及专家数据则均为业务数据，用于辅助风电场运行提供数据支持。
        ②平台维护业务板块
        平台维护业务板块平台维护业务来实现对整个智能运维系统平台的运行和维护，提供系统运维的人机接口，主要实现如下功能：
        实现整个智能运维系统的框架模型，对平台ＣＰＵ、内存及磁盘等资源进行监视和维护；提供运维管控系统中各个功能模块的动态加载、模块扩容及升级；实现权限系统，包含对平台进行维护的系统权限、对各业务模块分级操作的业务权限；实现跟踪功能，对智能运维平台内的所有操作，记录操作日志，包括操作人员、操作时间及所进行的操作；提供业务模块和数据板块之间的数据引擎，满足各类数据的存取及检索。
        ③业务板块
        作为风电场智慧运维管理系统的核心，数据板块以及平台运维板块，都要为业务板块提供数据支持。本次管理系统的设计工作，更多考虑了大部分风电场的运营管理模式以及风电场建设未来的发展前景，将业务板块划分为4部分，分别是：集控系统、运维业务、智能预警和专家系统。
        集控系统主要借助远程监控和全景技术，实现风电场的集中监控和专业检修，将风电场运行中的实时数据进行有效的采集、传输和存储，将实时监控到的数据，上传到报表系统，最终生成可视化报表，供管理人员随时查看。
        运维业务主要是将开展业务中所产生的系统数据进行共享和融合，采用可视化的开放性框架，深入推进运维服务智能化。
        智能预警基于数据中心的海量数据和高级算法，建立对风电机组机械部件的趋势分析机制和预警机制，给风电场的管理维护提供策略，整体提高风电场的故障诊断与趋势分析，实现预警预测。
        在本次设计中所提到的专家系统，主要是针对风电行业的智能计算系统。将风电行业相关的知识输入到智能计算系统中，通过对风电行业专家的问题求解能力的建模，采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟通常由风电专家才能解决的复杂问题，从而使专家系统达到具有与风电专家同等解决问题能力的水平。
        1.3智能运维系统拓扑结构
        从整体角度来看，拓朴结构主要分为三大部分，如图3所示。分别是风场侧、运维中心以及远程终端。

        图3智能运维管控系统拓扑简图
        ①风场侧
        从上图可以看出，风场侧中的风电场均呈现独立状态，有自己的站控中心以及状态检测等相关系统。通过借助大数据技术、多媒体技术等来对独立风电场的各项数据进行采集。其中，运维数据主要来源于智能运维模块，多为文档、图片等结构化数据；运行数据来源于集控系统，数据结构较为严谨；状态检测数据则是独立风机运行中产生的数据，这类数据有量大的特点。待将各项数据采集后，会通过传统设备将其输送到运维中心。
        ②运维中心
        运维中心是智能运维管控项目的核心，提供数据接入、数据存储、各业务模块算法服务、工程师及操作员工作站、Ｗｅｂ服务等。
        数据接入通过ＶＰＮ网络与各个接入的风电场进行通讯，需要加装隔离装置保障网络的安全。数据存储考虑数据存储的格式（结构化数据、半结构化数据及非结构化数据）、存储空间扩容及高效的数据存取引擎。
        运维中心应架设多服务器来满足各种业务算法运行需求，提供运行各种智能预警相关模型、专家分析模型等算法服务。并架设集控工作站来满足对所有接入风场相关设备的实时监控业务；架设智能运维服务器，结合智能运维终端实现运营维护（设备管理、检修管理等）业务的电子化、无纸化作业；架设智能预警和专家系统服务器，结合智能预警、装家系统的终端实现智能预警、专家系统业务的开展。运维中心应提供Ｗｅｂ服务器，保障网络安全的前提下，根据各个业务模块的业务需求，按权限级别向以太网开放需要的业务功能。
        ③远程终端
        远程终端指的是管理人员操作终端，主要包括计算机、平板、手机等，通过终端，管理人员可以及时了解到风电场各个风机的运行情况，短时间        完成故障点的定位和处理，同时还能够借助以太网实现权限内的业务处理。
        2.运维管理体系的实施
        基于标准化的风电场运维管理体系的实施以切实提高运维检修效率为原则，力求检修效率的最大化，以《风电场标准化作业卡》为基础规范检修及巡检作业流程，并以此作为管理运维工作的有效手段。将内部的安全性评价工作和外部的技术监督相结合，对风电场安全性进行把控，为风电机组运维检修提供技术支持，全面提升风电场安全稳定性。规范工作人员行为，彻底梳理风电场及风电机组各项工作的安全要求及风险，并在现场安全生产工作中落实，保障人身、电网和设备安全。
        结语
        在新能源大力发展的良好形势下，风电场的建设以及运行都颇受关注，探索和构建智慧型运维管理体系，是提升风电场运维管理、风电场运营业务快速扩张的有力手段。本文针对风电场智慧运维管理工作，提出了一种可行的管理体系，希望能够为智慧风电场的建设以及运营发展提供帮助。
        参考文献：
        [1]张彬．探索ＶＰＮ网络监控管理系统的设计与应用实现[J]．数字通信世界，2018（6）：147-148.
        [2]田锰，吴劲芳，杨林，贾洪岩，魏宏杰，朱董军.风电场运维管理体系实践[J].电力安全技术，2020.
        [3]邓清闯，费怀胜，李朝锋.风电场智能运维管控系统方案设计[J].机械与电子，2019.