無人機(jī)智能巡檢在風(fēng)電光伏故障檢測(cè)中的應(yīng)用

盧鵬

摘? 要： 現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能在風(fēng)電機(jī)組巡檢中得到了廣泛的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員如果能編制一套科學(xué) 合理的風(fēng)電機(jī)組智能巡檢方案，一方面能夠極大程度地提高風(fēng)電機(jī)組巡檢質(zhì)量和巡檢效率，另一方面能夠大大減少工作人員的工作量，減少風(fēng)電機(jī)組巡 檢的人力成本，進(jìn)而更順利地達(dá)到巡檢機(jī)組全覆蓋、巡檢周期全覆蓋和巡檢項(xiàng)目全覆蓋。鑒于此，本文對(duì)人工智能技術(shù)在風(fēng)電機(jī)組智能巡檢中的應(yīng)用進(jìn) 行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞： 人工智能技術(shù);風(fēng)電機(jī)組;智能巡檢;應(yīng)用

引言

在當(dāng)前社會(huì)，電力資源已被廣泛應(yīng)用于人們的生活。電力資源作為 清潔能源，受到社會(huì)各方面的廣泛關(guān)注。隨著我國對(duì)電力發(fā)展的投入不斷 加大，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)已得到了較為穩(wěn)定的發(fā)展。但我國風(fēng)力發(fā)電起步較 晚，所以一些體系仍不夠完善，相關(guān)設(shè)備無法滿足人們的需求。因此，應(yīng) 針對(duì)當(dāng)前存在的問題，制定相應(yīng)的計(jì)劃，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障特性

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用壽命一般為20 ～ 25年，大部分風(fēng)電機(jī)組安裝在 草原牧區(qū)、高原地帶、沿海島嶼、山區(qū)等區(qū)域，這些區(qū)域的自然環(huán)境都非 常惡劣。風(fēng)電機(jī)組長期在沙塵、低溫、冰雪、雷電、風(fēng)暴等惡劣環(huán)境中工 作，加之荷載及風(fēng)速對(duì)其的影響，使得機(jī)組的實(shí)際工作狀況異常復(fù)雜，很 容易造成風(fēng)電機(jī)組的相關(guān)零部件在實(shí)際的壽命期當(dāng)中產(chǎn)生損壞和發(fā)生故 障。小的故障造成風(fēng)機(jī)停機(jī)，損失風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量;大的故障造成大部件 （如發(fā)電機(jī)，齒輪箱，軸承，葉片等）損壞。一旦造成大部件的損壞，大 部件的更換、運(yùn)輸、吊裝、長時(shí)間的停機(jī)會(huì)給風(fēng)機(jī)制造商和風(fēng)電場(chǎng)造成巨 大的損失。由于風(fēng)電機(jī)組的高度一般在70 ～ 140m之間，機(jī)組內(nèi)有大量的 機(jī)械部件和電氣部件，還有油脂及其他化學(xué)制劑。大型故障甚至可能造成 火災(zāi)、觸電、機(jī)械傷害和人員墜落等人員傷害，甚至死亡。風(fēng)電機(jī)組如果 經(jīng)常產(chǎn)生故障，不但增加維護(hù)工作量，最為嚴(yán)重的就是機(jī)組往往在沒有達(dá) 到使用壽命期限就會(huì)出現(xiàn)報(bào)廢。風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組分布范圍通常都很大，在發(fā)生 故障時(shí)不容易被及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，維護(hù)當(dāng)中也非常困難，這樣就會(huì)造成維護(hù)成 本增加。為了提升風(fēng)電機(jī)組的自身可靠性及安全性，應(yīng)盡可能降低機(jī)組故 障發(fā)生率，我們應(yīng)對(duì)機(jī)組故障的基本狀況、發(fā)展趨勢(shì)、風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)及其 主要問題等進(jìn)行全方位的研究，發(fā)現(xiàn)其中隱藏的規(guī)律，采取有效措施，從 而減少或預(yù)防故障的發(fā)生。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障分析

2.1? 齒輪故障

風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備中的齒輪故障大部分是由人為疏忽因素造成的。如齒 輪未定期檢查，齒輪中出現(xiàn)個(gè)別齒輪斷裂，降低了傳動(dòng)性能，同時(shí)斷裂的 齒輪也有可能出現(xiàn)卡槽的現(xiàn)象;齒輪中出現(xiàn)金屬腐蝕現(xiàn)象，在長期的運(yùn)轉(zhuǎn) 中，齒輪不斷被腐蝕磨損變得圓潤缺少，導(dǎo)致傳動(dòng)滑失;未及時(shí)補(bǔ)充潤滑 油或未定期更換潤滑油，或者使用劣質(zhì)齒輪油，這些因素也容易造成齒輪 故障。此外，齒面膠合也是齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)中容易發(fā)生的常見現(xiàn)象，齒輪在長期 高溫運(yùn)作下，齒輪間的潤滑油流失，在高溫高壓的狀態(tài)下，齒輪間會(huì)留下 印跡，齒輪之間會(huì)相互“粘住”，印跡會(huì)破壞齒輪的形態(tài)，從而影響齒輪 的運(yùn)轉(zhuǎn)與傳遞。齒輪故障是造成較大故障的前兆，加強(qiáng)做好齒輪故障的檢 修與防范，可以有效減少風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的故障發(fā)生率。

2.2? 發(fā)電機(jī)故障問題

發(fā)電機(jī)機(jī)器設(shè)備可能存在交流器超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，在年久未更新的 情況下容易造成機(jī)器超高溫、短路、超壓等情況，發(fā)電機(jī)組也很容易受電 磁干擾。目前，發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)也并未達(dá)到完全高效轉(zhuǎn)化能量的效果，發(fā)電 機(jī)的葉片的長度和葉片的厚度可以影響發(fā)電機(jī)的工作效率和工作時(shí)長。葉 片的材質(zhì)也能夠影響能量轉(zhuǎn)化的效率。抗震防腐的材質(zhì)能夠提高葉片的使 用壽命。流暢科學(xué)的設(shè)計(jì)往往能夠減少風(fēng)力的阻力，同時(shí)，維護(hù)發(fā)電機(jī)正 常工作，需要耗費(fèi)一定的人力和物力，在管理成本上會(huì)有一定的支出，這對(duì)風(fēng)電場(chǎng)電氣發(fā)電系統(tǒng)的整體管理上帶來一定的壓力，部分風(fēng)電場(chǎng)電氣發(fā) 電的私人能源公司為了節(jié)約管理成本，時(shí)常不能定期對(duì)電氣組設(shè)備的日常 檢修和查看。

3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)策略

3.1? 提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

傳統(tǒng)的檢修技術(shù)一般以被動(dòng)檢修為主，電機(jī)發(fā)生故障后才會(huì)有人前去 修理。為了保證電機(jī)運(yùn)行效率和工作質(zhì)量，必須變被動(dòng)為主動(dòng)，這就要求 工作人員仔細(xì)觀察電機(jī)的運(yùn)行情況，了解發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及 時(shí)處理。同時(shí)，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，還要定期對(duì)潤滑系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，以 保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整體穩(wěn)定性。此外，聽發(fā)電機(jī)的聲音也是一種較好的檢 查方式，一般有一定工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員都可以通過聲音判斷是否為異常 振動(dòng)。

3.2? 采用有針對(duì)性的故障處理策略

各種類型的風(fēng)機(jī)在長期的運(yùn)行過程中應(yīng)采取不同的故障處理策略。例 如，風(fēng)機(jī)功率曲線不達(dá)標(biāo)、個(gè)別機(jī)組無法滿發(fā)。此時(shí)應(yīng)當(dāng)先從機(jī)組葉片對(duì) 零、風(fēng)向標(biāo)對(duì)北、機(jī)組找中等機(jī)械部件方面入手檢查，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)算法和 控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化等軟件方面進(jìn)行多種檢測(cè)，另外還要考慮到風(fēng)機(jī)機(jī)位是 否處于尾流效應(yīng)中，海拔等因素也要考慮在內(nèi)。再例如，當(dāng)變槳電機(jī)頻繁 發(fā)生故障時(shí)，除考慮變槳電機(jī)制造商的選擇和更換外，還應(yīng)綜合考慮整套 變槳系統(tǒng)設(shè)計(jì)及維護(hù)情況。后備電源的充放電性能、變槳軸承和減速箱的 潤滑效果、收開槳邏輯等都會(huì)對(duì)變槳電機(jī)故障造成重要影響。甚至由于各 風(fēng)場(chǎng)所處區(qū)域，風(fēng)機(jī)特性差異較大，通過實(shí)施糾正性技術(shù)改造加以解決。? 4 人工智能技術(shù)在智能巡檢中的應(yīng)用

4.1? 無人機(jī)在智能巡檢中的應(yīng)用

現(xiàn)階段無人機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，同時(shí)它憑借自身較長的續(xù)航時(shí)間和抗風(fēng) 能力被廣泛地應(yīng)用于智能巡檢工作中，在實(shí)際巡檢過程中，無人機(jī)可以搭 載高清的拍攝設(shè)備，由操作人員進(jìn)行控制使其在指定位置停留并拍攝，從 而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的智能巡檢。當(dāng)無人機(jī)完成巡檢拍攝后，能夠利用特有的 系統(tǒng)模塊將圖像傳送到地面站系統(tǒng)，技術(shù)人員對(duì)拍攝圖像進(jìn)行對(duì)比分析， 實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)營穩(wěn)定性分析。

4.2? AR技術(shù)在智能巡檢中的應(yīng)用

通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)SDK和計(jì)算機(jī)視覺SDK，將模型數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別出的巡檢 對(duì)象進(jìn)行無縫貼合，通過對(duì)采集到的物理參數(shù)與模型之間的比對(duì)，分析判 斷出當(dāng)前巡檢設(shè)備的運(yùn)行情況，最后將所有分析情況和采集數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在AR 智能眼鏡中，并按照相應(yīng)流程對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)處理。

5 結(jié)束語

要想保證發(fā)電效率和質(zhì)量就必須保證風(fēng)電機(jī)組安全可靠，就要做好常 見問題的維護(hù)與保養(yǎng)，這樣可以有效延長風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的使用壽命，進(jìn) 而提升我國風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的智能高效管理。

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