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風能作為(wei)一種(zhong)潛力很(hen)大的(de)(de)新能源(yuan)，很(hen)早就已經被使用。但(dan)時(shi)至(zhi)今(jin)日，用來風力發電(dian)的(de)(de)設(she)備(bei)依舊十(shi)分(fen)昂貴且(qie)不易維護，如何(he)降低“故(gu)障率”，減(jian)少非必要停機，成為(wei)了所(suo)有業主在風場運(yun)營過程中的(de)(de)迫切需求。
我(wo)國的風力資源較(jiao)為豐富(fu)，絕大多數地區的平均風速(su)都在每秒3米(mi)以上，特(te)別是(shi)在東北、西(xi)北、西(xi)南高原和沿海地區，平均風速(su)更高，甚至有(you)些地方一年中接近半數的時間都是(shi)大風天。在這些地區，發展(zhan)風力發電很有(you)前景(jing)，也符合我(wo)國碳中和與碳達(da)峰的規劃目(mu)標。
根據國家能源局的數據，2021年我國風電平均利用率96.9%，同比提升0.4%，全國風電發電量達到6526億千瓦時，同比增長40.5%。如今，我國的風電行業已經由快速建廠階段，逐漸進入到精細化運維管理階段。很多運營者的需求已經由“快速擴張”轉入“管理盈利”，而對于一個風電場來說，盈利與否在建設期要看初始投入和風機選型，在運營期則要看“故障率”。對于某個固定地(di)區、固定月份的(de)自然風量(liang)來說，可以看(kan)成是近似固定的(de)，因此，延長風機(ji)的(de)使用壽(shou)命(ming)、減(jian)少因故障而(er)導致停機(ji)的(de)時間，成為提升盈利的(de)關鍵。
對于風機來說，因為前期的投入成本較大、本身的零部件眾多，自然對設備也提出了更高的要求，需要進行更多的檢測和監控，這天然就是物聯網的應用場景。而微軟已經在中國發布的“Project Dragon”（乘龍計劃），也正是為了將AIoT等技術與更多場景結合，令更多行業釋放出巨大的潛力。
舉例來說，早期某風(feng)(feng)電(dian)開發(fa)商在油(you)品(pin)檢測過(guo)程中(zhong)，檢測到油(you)液中(zhong)的顆(ke)粒(li)污染相(xiang)比之前有顯著升(sheng)高，同時內窺鏡檢測也發(fa)現了齒輪箱內的異常磨損情(qing)況。經分析后，確(que)定(ding)風(feng)(feng)機(ji)已經無(wu)法繼續正常工(gong)作，需(xu)要停(ting)機(ji)更換齒輪箱，這一過(guo)程還需(xu)要經歷吊裝(zhuang)拆卸、新定(ding)齒輪箱（大約需(xu)要5個月）、安裝(zhuang)調試等步驟，通(tong)常情(qing)況下風(feng)(feng)機(ji)將因此(ci)而停(ting)止運行。
不僅(jin)如(ru)此，這些關鍵部件都在高達數十米的風機塔筒上(shang)，潤滑油品(pin)的采集(ji)也需要(yao)逐(zhu)臺風機、逐(zhu)個部件進行采集(ji)，工(gong)作(zuo)量很大。在批量采集(ji)油品(pin)后，還要(yao)將其送到能力和(he)資質齊全的專業實驗室，等待數十天來完成所(suo)有的測試，才能獲得檢測結果。
而這些采樣成本、送樣成本、測試成本及時間成本等，都成為風電運營商想要降低“故障率” 、減少非必要停機的“痛點”。
只有風機穩定運行，風能才能“取之不盡”
與(yu)傳統的(de)檢測(ce)(ce)方(fang)式相比，上文提及(ji)的(de)風(feng)電開發(fa)商選擇嘗試另一種方(fang)案(an)，為風(feng)機加裝油液狀態檢測(ce)(ce)和強力(li)過濾裝置，使(shi)用(yong)在(zai)線監(jian)測(ce)(ce)來發(fa)現隱患并及(ji)時采取措(cuo)施(shi)。通過使(shi)用(yong)這種方(fang)案(an)，使(shi)得(de)風(feng)機可以維持正(zheng)常(chang)運(yun)行狀態，這就給新定齒輪箱的(de)制造與(yu)運(yun)輸等獲得(de)了(le)寶貴的(de)時間(jian)，同時避免了(le)因停止運(yun)營而造成的(de)損失。
一(yi)般而言(yan)，機(ji)械系(xi)統、電氣系(xi)統、控制系(xi)統及液(ye)(ye)壓(ya)(ya)系(xi)統都(dou)會影響一(yi)架風機(ji)的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)運行(xing)。風機(ji)內部的(de)(de)(de)關鍵零(ling)部件包括：齒(chi)輪箱(xiang)、發電機(ji)、主軸(zhou)承(cheng)、偏航、變(bian)槳(jiang)，液(ye)(ye)壓(ya)(ya)系(xi)統，電氣系(xi)統，而常出現狀(zhuang)況的(de)(de)(de)部分有(you)電氣系(xi)統、葉(xie)片變(bian)槳(jiang)、液(ye)(ye)壓(ya)(ya)系(xi)統、齒(chi)輪箱(xiang)等。對于風機(ji)來說，故(gu)(gu)障(zhang)率最高的(de)(de)(de)是機(ji)械故(gu)(gu)障(zhang)，會引起(qi)(qi)機(ji)械部件的(de)(de)(de)磨損(sun)、老化(hua)，而這些磨損(sun)的(de)(de)(de)顆粒就(jiu)會被(bei)帶入到潤滑(hua)油(you)中(zhong)。風機(ji)的(de)(de)(de)齒(chi)輪箱(xiang)不是最頻發的(de)(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)部件，但卻是可能(neng)導(dao)致風機(ji)停機(ji)時間(jian)最長的(de)(de)(de)部件故(gu)(gu)障(zhang)，很大程(cheng)度上(shang)都(dou)是因(yin)為潤滑(hua)出問題而引起(qi)(qi)。因(yin)此，為了對此類機(ji)械故(gu)(gu)障(zhang)進行(xing)預(yu)防(fang)性維護，需要定期(qi)采(cai)集(ji)潤滑(hua)油(you)品進行(xing)檢(jian)測。
根據歐洲三國的對風(feng)電故(gu)障(zhang)的統計數據顯示，機(ji)械類型(xing)故(gu)障(zhang)占(zhan)比高達55.2%，潤(run)滑引起的相關機(ji)械類型(xing)故(gu)障(zhang)占(zhan)到(dao)了33.7%，由于潤(run)滑不當引起的故(gu)障(zhang)率占(zhan)到(dao)了18.6%。可見對于風(feng)機(ji)來說(shuo)，潤(run)滑油就(jiu)相當于“血液”一樣，是風(feng)機(ji)健康、安全運(yun)行的基礎。
潤滑油的主要參數包括基礎理化指標（如粘度、酸值）、污染度指標（如水分、油泥、顆粒）等，磨損指標則重點關注鐵、銅的磨損顆粒。就如同我們體檢時的抽血化驗一般，設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，就可以反映風機部件的健康情況。
為了實現對潤滑油品更(geng)好地檢測，很多(duo)具有深厚技(ji)術實力的(de)公(gong)司(si)都在(zai)幫助檢測機構和風電運營商(shang)等進行數字化升級，就像微軟的(de)“乘龍計劃”，旨在(zai)推動(dong)國內企業在(zai)更(geng)多(duo)行業的(de)場景(jing)中使用AIoT等技(ji)術。
創立于1878年的SGS，是國際公認(ren)的第三(san)方測(ce)試、檢驗和認(ren)證機(ji)(ji)構(gou)，在全(quan)球擁有2,600多個分(fen)支機(ji)(ji)構(gou)和實驗室，構(gou)成了全(quan)球性(xing)的服(fu)務(wu)網(wang)絡。在中國，SGS設立了200多間實驗室，服(fu)務(wu)能力已全(quan)面覆(fu)蓋互聯(lian)與產品、營養(yang)與健(jian)康、工業與環境、自(zi)然資源、知(zhi)識與管理、可持(chi)續發展解(jie)決方案(an)、電(dian)商及數(shu)字(zi)化等各大(da)領域。
而(er)在與微軟的合(he)作中(zhong)，SGS的“風電行(xing)業在線(xian)油液(ye)監(jian)測解決方(fang)案(an)”就成為(wei)該(gai)計劃最(zui)先發布的方(fang)案(an)之(zhi)一。
離線、在線相結合，風場運維更精細
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驗室都在采用的離線模式，需要到現場取回樣品拿到實驗室檢測，離線檢測的優點是報告中提供的數據較為準確，缺點則是時效性不夠，因為必須有(you)取樣、運(yun)輸、測(ce)試、發布報(bao)告(gao)的(de)(de)步(bu)驟，最后(hou)拿到報(bao)告(gao)的(de)(de)人才(cai)能(neng)做出解(jie)讀。因為這種延時性，導致”很(hen)多樣品的(de)(de)檢測(ce)結(jie)果是(shi)達標的(de)(de)，但是(shi)過段時間后(hou)設備卻(que)出現了故障“的(de)(de)情(qing)況。
第二種方式就是便攜式在線檢測，檢測人員可以帶設備到現場去做檢測，這種方式的優點是實時性較好，但不如實驗室檢測的結果準確。這(zhe)種便攜(xie)式在(zai)線(xian)檢測(ce)類似(si)于“心臟holter”，可以(yi)24小時不間斷監(jian)控(kong)，給(gei)出連續的數據趨勢。相比離(li)線(xian)檢測(ce)模式，可以(yi)發現在(zai)傳統的采樣點時間以(yi)外的設備故障，隨時發現問(wen)題(ti)、隨時采取措施，做到預(yu)防性監(jian)控(kong)和(he)維護(hu)。
而現在，對于風機潤滑油品的檢測分析，已經發展成為“線下檢測服務結合線上數據監測診斷并行”的模式，并且隨著物聯網、人工智能、云計算等技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展，油品在線監測有(you)望達到一個新高(gao)度：通過各種物聯網傳(chuan)感器的(de)感知來獲(huo)取更(geng)多數據，讓在線監測準(zhun)確度更(geng)高(gao)、預測結(jie)果(guo)更(geng)準(zhun)確，從而讓風場(chang)的(de)運營更(geng)加精(jing)細、主(zhu)動，推動業主(zhu)經(jing)營績效(xiao)不斷(duan)提升(sheng)。
微軟擁有強大的技術實力和完善的產品矩陣，包括人工智能和云服務等，而SGS在全球為各行各業定制專業的檢測、檢驗和認證服務，積累了大量經驗。通過與微軟合作，SGS將自身在油品檢測領域積累的多年經驗與微軟提供的技術相結合，在“風電行業油液檢測解決方案”中實(shi)現了在線油(you)液監(jian)測(ce)更加(jia)完備的功能：
1.7*24小時實時監測
潤滑系統內實時監測潤滑油粘度(du)、密度(du)、水分(fen)、污染度(du)、酸值、堿值等各項(xiang)詳細理化指標，提前預(yu)知設備的(de)潤滑狀態
2.油品情況大數據分析
根據油品特性(xing)，通過分析得出監測油液的(de)狀態及使(shi)用壽命，及時提(ti)醒用戶(hu)更換
3.設備磨損情況分析
根據監測油(you)液內磨(mo)損(sun)顆粒情況(kuang)，分析設備磨(mo)損(sun)情況(kuang)，及時更換潤滑油(you)，也可(ke)拓展(zhan)跟蹤磨(mo)損(sun)的(de)變化，發現摩(mo)擦副早期失效，避免事故(gu)的(de)進一步惡化.
4.及時告警
將數(shu)(shu)據實(shi)時記(ji)錄、及時上傳與共享，并能實(shi)現基于實(shi)時數(shu)(shu)據的(de)報警(jing)更新，從技術上不斷降低故障(zhang)停機時間，提高設備的(de)運(yun)轉率(lv)。油液品質不合格時，通過平臺告(gao)警(jing)、微(wei)信(xin)告(gao)警(jing)、短信(xin)告(gao)警(jing)等方式實(shi)時送達客戶。
該解(jie)決方案通過(guo)對潤(run)滑(hua)油(you)、潤(run)滑(hua)脂和液壓油(you)等的(de)(de)監測與分析，可以快速準確地(di)描述發電機、齒輪箱、壓縮機、液壓系(xi)統和其他關鍵機器內部(bu)的(de)(de)情況，進而確定風機狀況的(de)(de)重要信息(xi)。
圖源由SGS提供
除此之外，SGS的云端監(jian)測(ce)診斷平臺還可(ke)(ke)以(yi)給出油(you)液維(wei)保建議，對潤(run)滑油(you)的實(shi)時監(jian)測(ce)也可(ke)(ke)以(yi)有效地安排維(wei)護(hu)時間，最大限度(du)減(jian)少對昂貴設備的損壞(huai)風險，避免(mian)不定期的停機(ji)時間，為設備的資產(chan)安全提供可(ke)(ke)靠(kao)保障。
圖源由SGS提供
為了可持續發展，經驗與技術需要強強聯合
在2020年舉辦(ban)的(de)(de)(de)北京(jing)國(guo)(guo)際風能(neng)(neng)大會上，來(lai)自全球400余家風能(neng)(neng)企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)代表一(yi)致(zhi)通過了《風能(neng)(neng)北京(jing)宣言》，進一(yi)步加快了全球風電行(xing)業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)。同時(shi)，按照(zhao)我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)“十(shi)四五(wu)”規(gui)劃，風電的(de)(de)(de)年均新增裝機須達5000萬千(qian)瓦(wa)以(yi)上，到2060年時(shi)風電裝機至少達到30億千(qian)瓦(wa)，未來(lai)前景巨大。同時(shi)，風能(neng)(neng)對于緩解能(neng)(neng)源短(duan)缺帶來(lai)的(de)(de)(de)壓力、降(jiang)低煤電等(deng)帶來(lai)的(de)(de)(de)環境污染(ran)等(deng)也(ye)具(ju)有重要作用。
而除了風能之外，在全球“碳中和”的背景之下，其他類型的新能源也會被更大比例的使用，可持續發展將成為未來不可逆轉的趨勢。在此背景下，SGS于去年推出了可持續發展的整體框架，并且基于微軟智能云Azure及其提供的相關服務建立了S-Carbon平臺，將幫助更多的中國企業構建起高效、可信賴的碳管理體系，增強綠色競爭力。
今年初，SGS又宣布與微軟合作開發新的數字化TIC服務，將利(li)用微軟跨行(xing)業的(de)專業知識、先進的(de)數據解決(jue)方案和生產力(li)平(ping)臺，與(yu)SGS全(quan)球服務(wu)網絡(luo)和領(ling)先的(de)行(xing)業能(neng)力(li)進行(xing)整合，為(wei)測試、檢驗和認證（TIC）行(xing)業的(de)客戶(hu)開發(fa)創新解決(jue)方案。
通(tong)過不斷與微軟這(zhe)樣(yang)的科技公(gong)司合作，SGS希望成(cheng)為一(yi)家(jia)更具可持續(xu)性、數(shu)(shu)字化和數(shu)(shu)據驅動的公(gong)司，將(jiang)數(shu)(shu)據、流程和客戶聯系起來，并通(tong)過物聯網、人(ren)工智能等技術改善(shan)用戶體驗(yan)，提(ti)供數(shu)(shu)字化的解(jie)決方案，以(yi)幫助客戶更好的降(jiang)本增效，從而創(chuang)造(zao)一(yi)個更美好、更安全(quan)、更互(hu)聯互(hu)通(tong)的世(shi)界。
在“乘龍計劃”的助力下，微軟與SGS能夠將全球服務網絡和領先的行業能力進行整合，為測試、檢驗和認證等行業的客戶開發創新解決方案，“在線油液監(jian)測(ce)”解決方案將(jiang)不(bu)僅助(zhu)力風電行業(ye)(ye)，也(ye)將(jiang)幫助(zhu)石油、礦業(ye)(ye)、汽(qi)車、海運(yun)等工業(ye)(ye)制(zhi)造業(ye)(ye)進行智能化(hua)升級。
而在與SGS的合作之外，微軟的“乘龍計劃”也在尋找智慧空間、物流、制造等行業優秀的物聯網解決方案，推動國內企業(ye)(ye)在更多(duo)行業(ye)(ye)的(de)場景中使用AIoT技術(shu)、跨行業(ye)(ye)專業(ye)(ye)知識、先(xian)進的(de)數據解決(jue)方案以及生產力平臺，幫助更多(duo)行業(ye)(ye)的(de)客戶(hu)發揮潛力。
