海潤新能總經(jīng)理?xiàng)蠲鳎猴L(fēng)電機(jī)組的智能化始于先進(jìn)傳感器

2017-09-15 10:19:07 電力頭條APP　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

9月14日，海潤新能（北京）科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)蠲髟?017第十屆中國（江蘇）國際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇作了《先進(jìn)傳感器助力風(fēng)電提質(zhì)增效》的主題報(bào)告。他認(rèn)為，傳感器是信息采集系統(tǒng)的首要部件，且置于系統(tǒng)最前端，是智能化風(fēng)機(jī)關(guān)鍵零部件，傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)三大技術(shù)。對(duì)于風(fēng)電來說可以提高可靠性，減少損失。

海潤新能（北京）科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)蠲?/span>

以下為您帶來的報(bào)告實(shí)錄：

各位嘉賓，大家好！今天和大家分享的題目是先進(jìn)傳感器助力風(fēng)電提質(zhì)增效。一共分五個(gè)部分，先簡單介紹一下傳感器的價(jià)值。

人的五官是天然的傳感器，人類是如何擁有了今天的智慧，是由于感官的幫助。如果你對(duì)環(huán)境不了解，很難做出正確的反應(yīng)。其中視覺是最重要的感覺，貢獻(xiàn)了80%以上的信息，其次是聽覺，視覺和聽覺一共貢獻(xiàn)了90%多的信息。傳感器是人體感官外化和體外進(jìn)化的產(chǎn)物。傳感器的歷史很短，大概是上個(gè)世紀(jì)50年代，最早叫傳統(tǒng)傳感器，沒有智能結(jié)構(gòu)。最早的智能傳感器是上個(gè)世紀(jì)80年代美國宇航局提出來的，計(jì)算機(jī)技術(shù)使傳感器技術(shù)發(fā)生了巨大的變更，使得傳感器有了人工智能的特性。

傳感技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：新原理、新材料、微型化、集成化等。智能傳感器可以通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷，利用軟件實(shí)現(xiàn)硬件難以實(shí)現(xiàn)的功能。這個(gè)是我國現(xiàn)役最好的戰(zhàn)斗機(jī)殲20，作為價(jià)格高達(dá)10億元的裝備，提到了傳感器和信息融合，足以證明傳感器的價(jià)值和良好的客戶體驗(yàn)。接下來就是傳感器主要的功能：感知、認(rèn)知和通信。傳感器的網(wǎng)絡(luò)大概經(jīng)歷了4-20mA到現(xiàn)場總線的模擬量信號(hào)。傳感器是信息采集系統(tǒng)的首要部件，且置于系統(tǒng)最前端，是智能化風(fēng)機(jī)關(guān)鍵零部件，傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)三大技術(shù)。對(duì)于風(fēng)電來說可以提高可靠性，減少損失。大家知道我們這個(gè)傳感器價(jià)值相對(duì)來說很小，但是如果造成停機(jī)的話，海上風(fēng)機(jī)一天停機(jī)發(fā)電量的損失在幾萬到十幾萬，而且海上風(fēng)機(jī)不能達(dá)到立即維護(hù)，損失就會(huì)更大。而且有的傳感器是操作網(wǎng)絡(luò)、偏航控制、振動(dòng)、安全運(yùn)行，包括優(yōu)化控制策略，提升發(fā)電量，促進(jìn)風(fēng)機(jī)智能化水平的升級(jí)。

接下來介紹幾款在風(fēng)電行業(yè)常用的傳感器。第一個(gè)是機(jī)艙位置的傳感器，數(shù)字式的。這個(gè)是來自德國TWK公司的，這個(gè)公司成立于1962年。這個(gè)傳感器主要功能是接觸電纜纏繞、安全鏈的保護(hù)，包括扇區(qū)管理，不場協(xié)同控制，提高整場發(fā)電量。通過利用管理技術(shù)減少某個(gè)方向上特殊風(fēng)況對(duì)風(fēng)機(jī)的危害，確保風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。這里邊介紹一個(gè)比較新的原理，就是巨磁阻，是集磁性薄膜、半導(dǎo)體集成及納米技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，特點(diǎn)就是可靠性高，像一個(gè)芯片一樣，和風(fēng)電行業(yè)用的通用傳感器都完全不一樣了?？煽啃愿?，體積小，精度更好，能工作在惡劣環(huán)境中，這都是光電編碼器不能比擬的。我覺得行業(yè)一直有一個(gè)誤區(qū)，以前認(rèn)為光電編碼器可靠，光電編碼器是非常不適合在海上應(yīng)用的。

產(chǎn)品的特點(diǎn)多達(dá)4個(gè)可變成安全凸輪，SIL2，編碼器也是安全的，包括有多種接口。四個(gè)安全開關(guān)分別與兩個(gè)串聯(lián)繼電器連接，所有觸點(diǎn)都是電氣隔離的，適用于安全鏈。這個(gè)系列的傳感器在全球已經(jīng)有超過3萬臺(tái)的運(yùn)行，一直運(yùn)行良好。這個(gè)是振動(dòng)監(jiān)測儀，這個(gè)是它的外形。因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系振動(dòng)傳感器、振動(dòng)監(jiān)測儀主要介紹有別于其他的特點(diǎn)，這個(gè)在0.2到1赫茲對(duì)低頻塔筒的晃動(dòng)，這個(gè)時(shí)候因?yàn)樵龇畲笏俣葹榱?，?duì)風(fēng)機(jī)沖擊和磨損是最小。當(dāng)塔筒停機(jī)時(shí)會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成損害。這個(gè)特意強(qiáng)調(diào)一下，因?yàn)檫@個(gè)是功能安全因?yàn)橐郧瓣懮巷L(fēng)機(jī)沒有這么明確，但是海上都是有要求的，比較是儀表和傳感器基于功能安全，因?yàn)槭侨哂嗟膫鞲衅鲾?shù)據(jù)更可可靠，包括更全面的軟件算法計(jì)算各種輸出和其他功能，包括軟件算法持續(xù)控制設(shè)備。如果設(shè)備檢測有錯(cuò)誤的話，繼電器全部關(guān)斷，普通產(chǎn)品是無法實(shí)現(xiàn)這種功能的。這塊也是功能安全產(chǎn)品特有的參數(shù)，包括這里符合IEC62061、IEC61508。其中對(duì)于海上風(fēng)電來說也是一個(gè)非常大的，本身就是已經(jīng)是冗余設(shè)計(jì)了，而且最大可持續(xù)工作時(shí)間20年。這里邊也列舉了包括編碼器和開關(guān)，要確保危險(xiǎn)在發(fā)生時(shí)，產(chǎn)品迅速進(jìn)入到安全狀態(tài)，不會(huì)對(duì)人身、環(huán)境以及設(shè)備造成損壞。我們產(chǎn)品符合安全等級(jí)和國際市場的需求，構(gòu)成一個(gè)完整的安全鏈，傳統(tǒng)觀念中有采用機(jī)械安全裝置的系統(tǒng)，由于存在部件可靠性的問題，因此不能說已充分考慮了安全因素，所以IEC接下來要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，也是基于這個(gè)理念。

這個(gè)是我們這個(gè)產(chǎn)品在風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用。接下來是介紹一款風(fēng)電氣象數(shù)字化解決方案，我們這個(gè)是啟用用了全氣象參數(shù)的解決方案。這個(gè)也是一家德國公司位于德國西南部的位置。這個(gè)是德國MESA，它的公司是測量系統(tǒng)自動(dòng)化。以前我們想測量風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度的話，需要這么多獨(dú)立的傳感器分別接入系統(tǒng)里邊，現(xiàn)在我們集成的方案，多功能的，通過兩根線把這么多參數(shù)送到系統(tǒng)里了。

如今我國正全面進(jìn)入信息化時(shí)代，通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)積累，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為客戶創(chuàng)造價(jià)值。這個(gè)主要是針對(duì)海上風(fēng)電我們有哪些特點(diǎn)，比如說我們可以測量到100米的風(fēng)速，包括我們的防護(hù)等級(jí)IP67，可以耐受每小時(shí)300毫米的降雨量，足以保證在臺(tái)風(fēng)、暴雨的時(shí)候能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)提供有效風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)，進(jìn)行安全的保護(hù)。大家可以看到中間有一個(gè)黑的部分，這個(gè)就是集成數(shù)字系統(tǒng)。這個(gè)可以提供空氣溫度、濕度、大氣壓力?？諝饷芏炔粌H和大氣壓力和溫度有關(guān)，也和濕度有關(guān)系。我們海上風(fēng)電都是在沿海地區(qū)，包括海上濕氣對(duì)葉片的影響，濕度越大功率輸出越小。包括極端天氣，因?yàn)闃O端天氣來臨的時(shí)候風(fēng)速風(fēng)向突變，氣象要素也是隨之迅速變化，往往是氣壓上升，溫度下降。這里面我也提出了一個(gè)觀點(diǎn)，人類已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)化時(shí)代，傳感器的價(jià)值是非常大的，助力風(fēng)電機(jī)組從自動(dòng)化向智能化跨越，感知環(huán)境的變化并且根據(jù)變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的自動(dòng)化就是智能化。包括大部件的故障預(yù)警都需要借助于環(huán)境的參數(shù)。

這塊簡單說了一下空氣密度。我也提出了一個(gè)觀點(diǎn)，也查閱了一些資料，空氣密度不只是分季節(jié)變化，在每天氣壓密度變化也是非常明顯的，尤其在低緯度地區(qū)平均達(dá)到300到400帕。因?yàn)闅W洲一般都是中高緯度地區(qū)，因?yàn)楦＝āV東都是屬于低緯度地區(qū)。這個(gè)就是簡單的我們通過完整的測試，這個(gè)是我了解到唯一帶有IECRE和國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并且通過的測試報(bào)告，就是風(fēng)速風(fēng)向的測量精度。這些都是按照IEC61400-12-1的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于偏航前面嘉賓也提到了，只有極少數(shù)的風(fēng)機(jī)偏航誤差在2度以內(nèi)，大部分在6度和10度以內(nèi)。上午明陽也說過了，大部件就不需要關(guān)注了，業(yè)主應(yīng)該關(guān)注一些小部件，這些反過來是最影響業(yè)主效益的。測風(fēng)儀應(yīng)該符合IEC的標(biāo)準(zhǔn)，這是最起碼的要求。這是今年最新的4MW-141的風(fēng)機(jī)。這是極限風(fēng)的測試，只能測到91.5米/秒，可以保障沿海對(duì)于臺(tái)風(fēng)機(jī)型的使用。這個(gè)是海上風(fēng)機(jī)安裝的圖片。

最后我也想說一下，應(yīng)該增加傳感器的數(shù)量，提高傳感器的性能，提高控制系統(tǒng)的感知能力，網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器是趨勢(shì)。傳感器作為風(fēng)機(jī)除人工設(shè)置參數(shù)以外的唯一輸入，其重要性不言而喻。傳感器感知外界環(huán)境的能力，決定了風(fēng)機(jī)信息輸入的準(zhǔn)確性和豐富性。對(duì)于傳感器應(yīng)用的創(chuàng)新，往往也是智能風(fēng)機(jī)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。人類智能的根本特征是從已知去得出新知，能對(duì)環(huán)境變化做出正確的判斷和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。風(fēng)電機(jī)組的智能化始于先進(jìn)傳感器。謝謝大家。

責(zé)任編輯：lixin

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