風電場手持輔助檢修系統的研究與實現

文 | 王其樂，陸義，付正寧

?

風電場手持輔助檢修系統的研究與實現

文 | 王其樂，陸義，付正寧

風電場手持輔助檢修系統可實現工作票的無紙化審批，省去了檢修前必須到控制室開票的程序；智能輔助檢修系統可以隨時隨地地從知識庫查詢機組同類故障的檢修方案；實時獲取每臺機組的數據和故障等信息，并進行機組的起停復位等操作，同時對機組的配置參數進行修改并實現點檢的功能。

風電場手持輔助檢修系統研究背景

隨著風電生產管理精細化程度的提高，對風電機組的運維和檢修水平提出了更高的要求，但當前的工作存在以下不足：

（一）傳統的紙質兩票管理制度造成檢修人員不斷往返于風電機組和中控室，影響工作效率，甚至出現工作票不完整等問題。

（二）機組檢修完全依賴工程師的個人經驗和能力，不能充分得到遠程技術支持，也無法充分利用集團已有的檢修知識庫。

（三）一部分風電機組廠家不再配置塔底屏，需要攜帶筆記本才能進行主控調試；同時造成檢修人員在故障現場無法查看風電機組的實時數據和故障信息。

手持移動終端作為風電場信息化工作的延伸，把管理自動化擴展到了工作現場，對提高檢修效率和質量具有重要的意義。

風電場無線網絡規劃設計

設備的網絡建設實現了風電機組塔底、機艙和輪轂內部三個區域無線信號的全覆蓋。在這三個區域內保證手持終端設備通過無線信號快速接入風電機組環網。

風電機組機艙和塔底各安裝一臺室外AP（無線路由）進行覆蓋，應用2.4GHz/5.8GHz工業級無線AP配合3dBi增益的天線，完成機組塔底、機艙、輪轂三個區域的無線覆蓋。兩臺AP之間通過光纖連接，基于WLAN風電場無線網絡整體結構如圖1所示。

風電場手持輔助檢修系統研究內容

一、移動兩票管理

檢修人員處理故障前，目前需要去中控室開具工作票，采用手持移動終端可以直接通過移動終端系統申請工作票，運行人員遠端完成操作票的批準工作，提高操作效率。

使用電子工單后，工單流程如圖2所示。

在檢修工作完成后，檢修人員可選擇在現場進行結票或者回到辦公室用電腦進行結票，結票時需把故障處理的情況如實填寫，檢修過程中可采用拍照或者錄像的方式記錄檢修過程作為檢修報告的附件提交到系統，由安生部檢修專責就檢修報告進行審核。

采用以電子檢修工單的方式可以把目前復雜的紙質流程（設備缺陷通知單、工作票、工作票登記簿、檢修臺賬）統一成一個電子化流，只用提交一個電子表格即可實現現在的工作內容，減輕風電場工作人員的工作量。

二、移動檢修支持

輔助檢修系統與故障代碼的關聯，可以使檢修人員按照故障代碼在檢修知識庫中對維修方案進行快速的查詢。

輔助檢修系統的原理如圖3所示。

輔助檢修系統的知識庫積累了機組故障的處理指導方案和歷次同類故障出現時檢修人員的處理辦法。通過手持終端對檢修知識庫的檢索，可以大大提高檢修人員處理故障的能力。檢修人員完成機組檢修后，需提交檢修報告反饋信息，提交到系統，經過審核后，進入檢修知識庫。

三、移動監控及調試

（一）實時數據查詢

通過手持終端系統可以查看所有機組信息的實時數據，方便檢修人員實時查看機組的詳細參數信息。

實時數據風電機組部件查詢功能，就是按照風電機組主要部件展示機組實時數據信息，主要風電機組部件劃分為：發電機、齒輪箱、偏航系統、變漿系統、機艙。檢修人員通過手持移動終端，在無線網絡的支持下，可以在塔底、機艙、輪轂等位置方便地查詢機組的實時數據。

可查詢的機組數據信息主要包括：風速、風向、有功功率、無功功率、功率因數、三相電流、三相電壓、齒輪箱油溫、齒輪箱前后軸溫度、變槳蓄電池溫度、控制柜溫度等信息，手持終端設備所查詢到數據量應于塔底PLC采集的數據數量和刷新頻率相一致，軟件的操作界面見圖4。

手持移動終端支持對風電機組的控制：可以對風電機組進行啟動、停止、復位、解纜、偏航測試等操作。

（二）機組參數設定

手持設備實現與機組PLC控制器的通信，實現對機組運行參數的修改功能。通過手持設備統一的調試界面和參數范圍限制，簡化工程師調試流程，而且有利于后期對機組性能的優化。

設備點檢功能

采用最新的二維碼編碼格式，對機組設備按照KKS編碼方式，風電場自主打印每臺風電機組巡檢位置的二維條碼，二維碼信息量大，方便我們自定義編碼方式。設備和二維碼格式見圖5，比如某風電場、機組類型、A01-1號機組、風向標編碼可以分別設計成：1034567、UP771500、A01-1、HB001。

通過手持設備掃描巡檢，可以直接把點檢和檢修通過數據庫關聯，點檢人員掃描點檢部件的二維碼，即可通過手持設備看到該設備的歷史故障情況，方便點檢人員通過歷史故障對部件進行針對性的檢查。

借助移動設備完成巡視位置確認、巡點檢項目登記、異常登記、巡點檢工作完成情況分析等功能。系統通過二維碼對設備地點進行標識，通過手持終端掃描二維碼獲得巡視地點所有設備的巡視項目，巡視人員只需按巡視路線登記巡視結果即可完成巡點檢工作。

結語

風電場手持輔助檢修系統的投入使用可顯著提高風電場的管理水平，簡化開票流程，提高檢修效率。二維碼點檢實現了設備的全生命周期的管理和控制，進一步提高了風電場精細化管理水平。

（作者單位：王其樂，陸義：中能電力科技開發有限公司；付正寧：中國水電水利規劃設計總院）