2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

在風電設備智能運維發展論壇上，哈電風能有限公司運維工程技術總監鄧棟發表了題為《征程·數字化運維》的主題演講。

鄧棟：各位專家，各位同仁，大家下午好！今天我的題目是征程數字化運維，工業4.0大背景下，數字化運維是一個長期不斷發展的話題。我會從數字化運維的理解、準備、應用以及展望等幾個方面和大家一起交流。

在交流之前，回應剛才主持人所講的，我們今年最大的變革，就是從原來湘電風能有限公司轉變為哈電風能有限公司，先簡單介紹一下這兩個企業。哈爾濱電氣集團作為共和國制造業的長子，經過70年的發展，基本上涵蓋了核電、水電、氣電、風電各個領域的布局，為國民經濟的發展以及國防事業做出了重要的貢獻。哈電風能有限公司作為哈電集團一個子公司，我們成立于2006年，主要是從事兆瓦級風電機組的整機設計和部件設計，目前累計裝機容量已經超過七千臺左右。

回到正題，首先想跟大家交流的是，我們對于數字化運維的理解。數字化運維的層次，從簡單到復雜，從低端到高端可以分為五個層次：經濟性運維、計劃性維護、預測性維護、自迭代自學習以及虛擬現實。應急性維護，當你的機組出現故障，我去解決故障進行的一個維護。計劃性維護，就是根據一些文件手冊，你提前制定這種運維的計劃，預測性維護就是經常所講的，根據故障預警主動的運維，自迭代自學習，機組根據自身的運行數據，機組自主發出運維指令，最后的虛擬現實，通過現在AR、VR技術，本部人員一樣可以身臨現場進行遠程的指導。

對于數字化運維內涵可以分為三個階段，分別是電氣化、數字化和智能化，對應這三個階段，我們需要做的工作是打造能量流、業務流和信息流。目前已經完成電氣化和能量化的打造，如何做好數字化和信息流的打造，未來實現智能化滿足業務流。換句話說，從原來人機物聯到現在應該如何做好萬物互聯，以及到未來如何實現萬事互聯，不同的三個階段。數字化運維也做了很多工作，為數字化運維做了一些準備，首先是一個平臺的建設，我們依托于國家工程實驗室建立了大數據中心，大數據中心主要是服務于優化設計，優化設備運行性能等等。目前我們的大數據平臺以及完成了包含設計、服務、管理等等在內的設計模型大概有一百多個。

第二個就是團隊建設，我們的運維團隊主要是有三支團隊組成的，一支是服務團隊，服務人數大概是八百人左右，主要是負責風機的安裝調試以及維護。第二個團隊是質量管控團隊，人數大概是70人左右，主要負責機組的質量建造以及產品檢驗和風場巡檢，第三支團隊是技術支持團隊人數大概是二百人左右，主要是負責現場的技術支持，技改以及重大問題分析以及重大的技改等等。

第三個準備工作，我們這么多年在運維事業上面一些技術的積累。我下面簡單介紹幾個，我們在運維技改或者運維方式上的一些比較經典的案例。第一個，我們在運行過程中或多或少在自動盤的表面會形成一定的凹槽，久而久之如果不去處理它，嚴重地不僅僅是影響制動的性能，甚至會影響風機的安全。如果更換自動盤維護費用是非常的，主要是吊車的費用非常高昂。那么我們所采用的這種自動盤在線制造技術，通過焊接工藝，一體化加工對它切削，在線的修復。修復完成之后，我們修復后的自動盤在尺寸和性能上，和原自動盤基本上保持一致。但是它的施工周期是大大的降低了，它的維護費用下降了90%左右。偏航噪音也是比較偏見的問題，嚴重會引起居民的投訴，很多業主深有同感引起居民的投訴，甚至會影響發電，因為不讓你發電。對于偏航噪音這一塊，我們主要是對偏航剎車片的機構和材質進行了優化，結構上主要是采用表面45的溝槽以及導源角的結構，材質原來硬質變成軟質材質，來降低偏航的噪音。

水冷噪音也是機組主要噪音來源之一，我們主要是采用鐮刀形葉輪結構電機，從根源上降低配合控制策略，從根源上降低電機的運行頻率，來降低噪音的源頭。高強度螺栓，剛才有專家也介紹了，也是非常關注的一個點，高強度螺栓涉及到風機的安全。我們同樣也建立了一套高強度緊部件全服役周期的檢驗與分析平臺，通過檢測的數據進入平臺，它有一個一體化的分析。葉片的優化，它是機組提質增效這一塊最有效的方式之一，我們在葉片優化這一塊主要是有兩個，一個是葉片延長技術，一個是氣動輔件。葉片延長技術包含的葉尖、葉根，以及葉根的以小換大技術。氣動輔件主要是渦流發生器和擾流板。根據我們的案例，我們發現葉片延長技術的年發電量可以提升10%左右，氣動輔件可以提升2%以上。

偏航系統也是非常關鍵的一個子系統，對于偏航系統效能的優化，主要是從硬件、軟件以及系統改造。硬件方面主要是氣壓站結構的優化，以及新型的抗冰凍型的。軟件主要是采用參數定制化開發，以及常說的一級預測。系統改造像早期這種直接偏航的方式，我們改造為變頻偏航的方式，不僅起到柔性啟動，還包括偏航系統長期運行之后，因為漏油造成的一系列問題，制動力下降問題，都通過變頻偏航系統起到一定的緩解作用。

第四部分想跟大家交流的是，因為數字化運維離不開數據，我們對于數據應用的一些典型案例。主軸承是非常關鍵的部件，對于主軸承，簡單介紹一下幾個預警模型。第一個預警模型就是主軸承溫升異常模型，這個模型是根據機組，它跟自身歷史數據的縱向對比，再加上它跟全國同類機組的橫向對比，發現主軸承溫升的異常點。第二個就是主軸承健康狀態預警模型，主要是采用振動數據，將時域的振動數據映射到特征，然后再進行分類。目前振動模型準確率是非常高的，可以達到96.7%，能夠清晰地分辨出主軸承三種狀態，健康狀態、輕微磨損狀態和嚴重磨損狀態。

發現主軸承的問題之后怎么辦呢？也不是說一定馬上更換掉，當然嚴重損壞的主軸承要更換，對于輕微磨損的軸承怎么辦？我們肯定要采取一系列的措施延長它的使用壽命。現在主要采用一種在線清洗的方式，應用這種專用的清洗油脂注入進去，通過熔解的方式再排出去，再加入新的油脂。右邊這個圖可以看出來，清洗后的軸承溫升下降的是非常快的，大概有10度左右。第二個比較關注的就是葉片，葉片無論是南方還是北方，到冬天或多或少都會出現結冰的狀態。嚴重的可能會影響到，不僅影響發電量，嚴重可能會影響到葉片的損傷，我們采用這種方式對結冰進行預警，因為時間的關系講快一點。葉片的顯性問題，葉片有早期損傷的時候，我們認為它的氣動性能總會有一些改變，通過曲線分析得到這個葉片早期一些顯性故障。這是葉片除冰技術，最早兩兆瓦的氣熱除冰，這個不多介紹了。

最后想跟大家交流，我們對于數字化運維后續還應該做一些什么樣的事情。第一個應該是突破數據的壁壘，我們應該形成各類數據除了機組數據之外，各類數據要形成標準的數據體系，才能真正地挖掘數據的價值。第二個應該要建立線上備件平臺，說白了就是應該有形成像淘寶、京東一樣，讓我們的備件的價格可以公開化。第三個就是剛才所講到的虛擬現實和混合現實，能夠讓我們進行遠程作業，培訓包括虛擬現實的安裝調試，以及后面的數字孿生。我的交流完畢，謝謝大家！