本文來源智次方·物聯(lián)網(wǎng)智庫，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明來源和出處
風(fēng)能作為一種潛力很大的新能源，很早就已經(jīng)被使用。但時(shí)至今日，用來風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備依舊十分昂貴且不易維護(hù)，如何降低“故障率”，減少非必要停機(jī)，成為了所有業(yè)主在風(fēng)場運(yùn)營過程中的迫切需求。
我國的風(fēng)力資源較為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是在東北、西北、西南高原和沿海地區(qū)，平均風(fēng)速更高，甚至有些地方一年中接近半數(shù)的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電很有前景，也符合我國碳中和與碳達(dá)峰的規(guī)劃目標(biāo)。
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，2021年我國風(fēng)電平均利用率96.9%，同比提升0.4%，全國風(fēng)電發(fā)電量達(dá)到6526億千瓦時(shí)，同比增長40.5%。如今，我國的風(fēng)電行業(yè)已經(jīng)由快速建廠階段，逐漸進(jìn)入到精細(xì)化運(yùn)維管理階段。很多運(yùn)營者的需求已經(jīng)由“快速擴(kuò)張”轉(zhuǎn)入“管理盈利”，而對于一個(gè)風(fēng)電場來說，盈利與否在建設(shè)期要看初始投入和風(fēng)機(jī)選型，在運(yùn)營期則要看“故障率”。對于某個(gè)固定地區(qū)、固定月份的自然風(fēng)量來說，可以看成是近似固定的，因此，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命、減少因故障而導(dǎo)致停機(jī)的時(shí)間，成為提升盈利的關(guān)鍵。
對于風(fēng)機(jī)來說，因?yàn)榍捌诘耐度氤杀据^大、本身的零部件眾多，自然對設(shè)備也提出了更高的要求，需要進(jìn)行更多的檢測和監(jiān)控，這天然就是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。而微軟已經(jīng)在中國發(fā)布的“Project Dragon”（乘龍計(jì)劃），也正是為了將AIoT等技術(shù)與更多場景結(jié)合，令更多行業(yè)釋放出巨大的潛力。
舉例來說，早期某風(fēng)電開發(fā)商在油品檢測過程中，檢測到油液中的顆粒污染相比之前有顯著升高，同時(shí)內(nèi)窺鏡檢測也發(fā)現(xiàn)了齒輪箱內(nèi)的異常磨損情況。經(jīng)分析后，確定風(fēng)機(jī)已經(jīng)無法繼續(xù)正常工作，需要停機(jī)更換齒輪箱，這一過程還需要經(jīng)歷吊裝拆卸、新定齒輪箱（大約需要5個(gè)月）、安裝調(diào)試等步驟，通常情況下風(fēng)機(jī)將因此而停止運(yùn)行。
不僅如此，這些關(guān)鍵部件都在高達(dá)數(shù)十米的風(fēng)機(jī)塔筒上，潤滑油品的采集也需要逐臺(tái)風(fēng)機(jī)、逐個(gè)部件進(jìn)行采集，工作量很大。在批量采集油品后，還要將其送到能力和資質(zhì)齊全的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，等待數(shù)十天來完成所有的測試，才能獲得檢測結(jié)果。
而這些采樣成本、送樣成本、測試成本及時(shí)間成本等，都成為風(fēng)電運(yùn)營商想要降低“故障率” 、減少非必要停機(jī)的“痛點(diǎn)”。
只有風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)能才能“取之不盡”
與傳統(tǒng)的檢測方式相比，上文提及的風(fēng)電開發(fā)商選擇嘗試另一種方案，為風(fēng)機(jī)加裝油液狀態(tài)檢測和強(qiáng)力過濾裝置，使用在線監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)隱患并及時(shí)采取措施。通過使用這種方案，使得風(fēng)機(jī)可以維持正常運(yùn)行狀態(tài)，這就給新定齒輪箱的制造與運(yùn)輸?shù)全@得了寶貴的時(shí)間，同時(shí)避免了因停止運(yùn)營而造成的損失。
一般而言，機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)都會(huì)影響一架風(fēng)機(jī)的有效運(yùn)行。風(fēng)機(jī)內(nèi)部的關(guān)鍵零部件包括：齒輪箱、發(fā)電機(jī)、主軸承、偏航、變槳，液壓系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，而常出現(xiàn)狀況的部分有電氣系統(tǒng)、葉片變槳、液壓系統(tǒng)、齒輪箱等。對于風(fēng)機(jī)來說，故障率最高的是機(jī)械故障，會(huì)引起機(jī)械部件的磨損、老化，而這些磨損的顆粒就會(huì)被帶入到潤滑油中。風(fēng)機(jī)的齒輪箱不是最頻發(fā)的故障部件，但卻是可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)間最長的部件故障，很大程度上都是因?yàn)闈櫥鰡栴}而引起。因此，為了對此類機(jī)械故障進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，需要定期采集潤滑油品進(jìn)行檢測。
根據(jù)歐洲三國的對風(fēng)電故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，機(jī)械類型故障占比高達(dá)55.2%，潤滑引起的相關(guān)機(jī)械類型故障占到了33.7%，由于潤滑不當(dāng)引起的故障率占到了18.6%?？梢妼τ陲L(fēng)機(jī)來說，潤滑油就相當(dāng)于“血液”一樣，是風(fēng)機(jī)健康、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。
潤滑油的主要參數(shù)包括基礎(chǔ)理化指標(biāo)（如粘度、酸值）、污染度指標(biāo)（如水分、油泥、顆粒）等，磨損指標(biāo)則重點(diǎn)關(guān)注鐵、銅的磨損顆粒。就如同我們體檢時(shí)的抽血化驗(yàn)一般，設(shè)備的健康狀況等痕跡都保留在了潤滑油中，通過檢測潤滑油的油品參數(shù)，就可以反映風(fēng)機(jī)部件的健康情況。
為了實(shí)現(xiàn)對潤滑油品更好地檢測，很多具有深厚技術(shù)實(shí)力的公司都在幫助檢測機(jī)構(gòu)和風(fēng)電運(yùn)營商等進(jìn)行數(shù)字化升級(jí)，就像微軟的“乘龍計(jì)劃”，旨在推動(dòng)國內(nèi)企業(yè)在更多行業(yè)的場景中使用AIoT等技術(shù)。
創(chuàng)立于1878年的SGS，是國際公認(rèn)的第三方測試、檢驗(yàn)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，在全球擁有2,600多個(gè)分支機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)成了全球性的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在中國，SGS設(shè)立了200多間實(shí)驗(yàn)室，服務(wù)能力已全面覆蓋互聯(lián)與產(chǎn)品、營養(yǎng)與健康、工業(yè)與環(huán)境、自然資源、知識(shí)與管理、可持續(xù)發(fā)展解決方案、電商及數(shù)字化等各大領(lǐng)域。
而在與微軟的合作中，SGS的“風(fēng)電行業(yè)在線油液監(jiān)測解決方案”就成為該計(jì)劃最先發(fā)布的方案之一。
離線、在線相結(jié)合，風(fēng)場運(yùn)維更精細(xì)
通常來講，油品檢測可以分為兩種模式。第一種方式是目前大部分檢測實(shí)驗(yàn)室都在采用的離線模式，需要到現(xiàn)場取回樣品拿到實(shí)驗(yàn)室檢測，離線檢測的優(yōu)點(diǎn)是報(bào)告中提供的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，缺點(diǎn)則是時(shí)效性不夠，因?yàn)楸仨氂腥?、運(yùn)輸、測試、發(fā)布報(bào)告的步驟，最后拿到報(bào)告的人才能做出解讀。因?yàn)檫@種延時(shí)性，導(dǎo)致”很多樣品的檢測結(jié)果是達(dá)標(biāo)的，但是過段時(shí)間后設(shè)備卻出現(xiàn)了故障“的情況。
第二種方式就是便攜式在線檢測，檢測人員可以帶設(shè)備到現(xiàn)場去做檢測，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性較好，但不如實(shí)驗(yàn)室檢測的結(jié)果準(zhǔn)確。這種便攜式在線檢測類似于“心臟holter”，可以24小時(shí)不間斷監(jiān)控，給出連續(xù)的數(shù)據(jù)趨勢。相比離線檢測模式，可以發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的采樣點(diǎn)時(shí)間以外的設(shè)備故障，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、隨時(shí)采取措施，做到預(yù)防性監(jiān)控和維護(hù)。
而現(xiàn)在，對于風(fēng)機(jī)潤滑油品的檢測分析，已經(jīng)發(fā)展成為“線下檢測服務(wù)結(jié)合線上數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷并行”的模式，并且隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，油品在線監(jiān)測有望達(dá)到一個(gè)新高度：通過各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器的感知來獲取更多數(shù)據(jù)，讓在線監(jiān)測準(zhǔn)確度更高、預(yù)測結(jié)果更準(zhǔn)確，從而讓風(fēng)場的運(yùn)營更加精細(xì)、主動(dòng)，推動(dòng)業(yè)主經(jīng)營績效不斷提升。
微軟擁有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和完善的產(chǎn)品矩陣，包括人工智能和云服務(wù)等，而SGS在全球?yàn)楦餍懈鳂I(yè)定制專業(yè)的檢測、檢驗(yàn)和認(rèn)證服務(wù)，積累了大量經(jīng)驗(yàn)。通過與微軟合作，SGS將自身在油品檢測領(lǐng)域積累的多年經(jīng)驗(yàn)與微軟提供的技術(shù)相結(jié)合，在“風(fēng)電行業(yè)油液檢測解決方案”中實(shí)現(xiàn)了在線油液監(jiān)測更加完備的功能：
1.7*24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測
潤滑系統(tǒng)內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測潤滑油粘度、密度、水分、污染度、酸值、堿值等各項(xiàng)詳細(xì)理化指標(biāo)，提前預(yù)知設(shè)備的潤滑狀態(tài)
2.油品情況大數(shù)據(jù)分析
根據(jù)油品特性，通過分析得出監(jiān)測油液的狀態(tài)及使用壽命，及時(shí)提醒用戶更換
3.設(shè)備磨損情況分析
根據(jù)監(jiān)測油液內(nèi)磨損顆粒情況，分析設(shè)備磨損情況，及時(shí)更換潤滑油，也可拓展跟蹤磨損的變化，發(fā)現(xiàn)摩擦副早期失效，避免事故的進(jìn)一步惡化.
4.及時(shí)告警
將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、及時(shí)上傳與共享，并能實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)警更新，從技術(shù)上不斷降低故障停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。油液品質(zhì)不合格時(shí)，通過平臺(tái)告警、微信告警、短信告警等方式實(shí)時(shí)送達(dá)客戶。
該解決方案通過對潤滑油、潤滑脂和液壓油等的監(jiān)測與分析，可以快速準(zhǔn)確地描述發(fā)電機(jī)、齒輪箱、壓縮機(jī)、液壓系統(tǒng)和其他關(guān)鍵機(jī)器內(nèi)部的情況，進(jìn)而確定風(fēng)機(jī)狀況的重要信息。
圖源由SGS提供
除此之外，SGS的云端監(jiān)測診斷平臺(tái)還可以給出油液維保建議，對潤滑油的實(shí)時(shí)監(jiān)測也可以有效地安排維護(hù)時(shí)間，最大限度減少對昂貴設(shè)備的損壞風(fēng)險(xiǎn)，避免不定期的停機(jī)時(shí)間，為設(shè)備的資產(chǎn)安全提供可靠保障。
圖源由SGS提供
為了可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)需要強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合
在2020年舉辦的北京國際風(fēng)能大會(huì)上，來自全球400余家風(fēng)能企業(yè)的代表一致通過了《風(fēng)能北京宣言》，進(jìn)一步加快了全球風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，按照我國的“十四五”規(guī)劃，風(fēng)電的年均新增裝機(jī)須達(dá)5000萬千瓦以上，到2060年時(shí)風(fēng)電裝機(jī)至少達(dá)到30億千瓦，未來前景巨大。同時(shí)，風(fēng)能對于緩解能源短缺帶來的壓力、降低煤電等帶來的環(huán)境污染等也具有重要作用。
而除了風(fēng)能之外，在全球“碳中和”的背景之下，其他類型的新能源也會(huì)被更大比例的使用，可持續(xù)發(fā)展將成為未來不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。在此背景下，SGS于去年推出了可持續(xù)發(fā)展的整體框架，并且基于微軟智能云Azure及其提供的相關(guān)服務(wù)建立了S-Carbon平臺(tái)，將幫助更多的中國企業(yè)構(gòu)建起高效、可信賴的碳管理體系，增強(qiáng)綠色競爭力。
今年初，SGS又宣布與微軟合作開發(fā)新的數(shù)字化TIC服務(wù)，將利用微軟跨行業(yè)的專業(yè)知識(shí)、先進(jìn)的數(shù)據(jù)解決方案和生產(chǎn)力平臺(tái)，與SGS全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和領(lǐng)先的行業(yè)能力進(jìn)行整合，為測試、檢驗(yàn)和認(rèn)證（TIC）行業(yè)的客戶開發(fā)創(chuàng)新解決方案。
通過不斷與微軟這樣的科技公司合作，SGS希望成為一家更具可持續(xù)性、數(shù)字化和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的公司，將數(shù)據(jù)、流程和客戶聯(lián)系起來，并通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)改善用戶體驗(yàn)，提供數(shù)字化的解決方案，以幫助客戶更好的降本增效，從而創(chuàng)造一個(gè)更美好、更安全、更互聯(lián)互通的世界。
在“乘龍計(jì)劃”的助力下，微軟與SGS能夠?qū)⑷蚍?wù)網(wǎng)絡(luò)和領(lǐng)先的行業(yè)能力進(jìn)行整合，為測試、檢驗(yàn)和認(rèn)證等行業(yè)的客戶開發(fā)創(chuàng)新解決方案，“在線油液監(jiān)測”解決方案將不僅助力風(fēng)電行業(yè)，也將幫助石油、礦業(yè)、汽車、海運(yùn)等工業(yè)制造業(yè)進(jìn)行智能化升級(jí)。
而在與SGS的合作之外，微軟的“乘龍計(jì)劃”也在尋找智慧空間、物流、制造等行業(yè)優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，推動(dòng)國內(nèi)企業(yè)在更多行業(yè)的場景中使用AIoT技術(shù)、跨行業(yè)專業(yè)知識(shí)、先進(jìn)的數(shù)據(jù)解決方案以及生產(chǎn)力平臺(tái)，幫助更多行業(yè)的客戶發(fā)揮潛力。
