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風(feng)能(neng)作為一種潛力(li)很大的新能(neng)源，很早就(jiu)已經被使用。但時至今(jin)日，用來風(feng)力(li)發電的設(she)備依舊十分昂貴(gui)且不易維護，如何降低“故障率(lv)”，減少非(fei)必要停(ting)機，成(cheng)為了所有業主在風(feng)場運營(ying)過程(cheng)中的迫切(qie)需求。
我國的(de)風力資源較(jiao)為(wei)豐(feng)富，絕大多數地(di)區的(de)平均風速(su)都在(zai)每(mei)秒3米以上，特別是在(zai)東(dong)北、西北、西南高原和沿海地(di)區，平均風速(su)更高，甚(shen)至有些地(di)方(fang)一(yi)年中接近半數的(de)時間(jian)都是大風天(tian)。在(zai)這些地(di)區，發展風力發電很有前景(jing)，也(ye)符合(he)我國碳中和與碳達峰(feng)的(de)規(gui)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)自然風量來(lai)說，可以看成(cheng)是近似固定的(de)，因此，延長風機(ji)的(de)使用壽命、減少(shao)因故障而導致(zhi)停機(ji)的(de)時間，成(cheng)為提(ti)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(lai)說，早期(qi)某風(feng)電開發(fa)商在油(you)品檢(jian)測(ce)過(guo)程中，檢(jian)測(ce)到油(you)液(ye)中的顆粒污染相比(bi)之前有(you)顯著升高，同時內窺(kui)鏡檢(jian)測(ce)也發(fa)現了(le)齒輪(lun)箱(xiang)內的異常(chang)(chang)磨損情(qing)(qing)況(kuang)。經分(fen)析后，確定風(feng)機(ji)已經無法繼(ji)續正常(chang)(chang)工作(zuo)，需(xu)(xu)要停(ting)機(ji)更(geng)換齒輪(lun)箱(xiang)，這一過(guo)程還需(xu)(xu)要經歷吊裝拆卸、新(xin)定齒輪(lun)箱(xiang)（大約需(xu)(xu)要5個月）、安裝調試等步驟，通常(chang)(chang)情(qing)(qing)況(kuang)下風(feng)機(ji)將因此而停(ting)止運(yun)行。
不僅(jin)如此，這些(xie)關鍵部件都在高達(da)數十(shi)米的風(feng)(feng)機(ji)塔筒上，潤(run)滑油品的采集也(ye)需(xu)要逐(zhu)(zhu)臺風(feng)(feng)機(ji)、逐(zhu)(zhu)個部件進行采集，工作(zuo)量很大。在批量采集油品后，還要將其送(song)到(dao)能力和資質齊(qi)全的專(zhuan)業實驗室，等待數十(shi)天來(lai)完成(cheng)所有的測試，才能獲得(de)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)方(fang)(fang)式相(xiang)比，上文提(ti)及的(de)風電(dian)開發(fa)商選(xuan)擇嘗試另一種方(fang)(fang)案，為風機加裝油液狀態檢測(ce)和(he)強(qiang)力過濾裝置，使用在線監測(ce)來發(fa)現隱患并及時采取措施。通過使用這(zhe)種方(fang)(fang)案，使得(de)風機可以維持正(zheng)常運(yun)(yun)行狀態，這(zhe)就給新定齒(chi)輪箱的(de)制造與(yu)運(yun)(yun)輸(shu)等獲(huo)得(de)了寶貴的(de)時間，同時避免了因停止運(yun)(yun)營而造成的(de)損失。
一般而(er)言(yan)，機(ji)(ji)械(xie)(xie)系(xi)(xi)統(tong)、電氣系(xi)(xi)統(tong)、控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)及液(ye)壓系(xi)(xi)統(tong)都(dou)會(hui)影(ying)響(xiang)一架(jia)風機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)有效運行。風機(ji)(ji)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)關鍵零部(bu)件(jian)(jian)包括(kuo)：齒輪箱、發電機(ji)(ji)、主軸承、偏航、變槳(jiang)(jiang)，液(ye)壓系(xi)(xi)統(tong)，電氣系(xi)(xi)統(tong)，而(er)常出現狀況(kuang)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分有電氣系(xi)(xi)統(tong)、葉(xie)片變槳(jiang)(jiang)、液(ye)壓系(xi)(xi)統(tong)、齒輪箱等。對于風機(ji)(ji)來說，故(gu)障(zhang)率(lv)最高的(de)(de)(de)(de)是機(ji)(ji)械(xie)(xie)故(gu)障(zhang)，會(hui)引起(qi)機(ji)(ji)械(xie)(xie)部(bu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)、老化，而(er)這些磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒就會(hui)被帶入(ru)到潤滑油中。風機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)齒輪箱不(bu)是最頻發的(de)(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)部(bu)件(jian)(jian)，但卻是可能導致風機(ji)(ji)停機(ji)(ji)時間最長的(de)(de)(de)(de)部(bu)件(jian)(jian)故(gu)障(zhang)，很大程度(du)上(shang)都(dou)是因(yin)為(wei)潤滑出問題(ti)而(er)引起(qi)。因(yin)此(ci)，為(wei)了對此(ci)類機(ji)(ji)械(xie)(xie)故(gu)障(zhang)進行預防(fang)性維護(hu)，需要定期采集(ji)潤滑油品進行檢測。
根(gen)據(ju)(ju)歐洲三(san)國的(de)(de)對風(feng)電故障(zhang)的(de)(de)統(tong)計數據(ju)(ju)顯示，機(ji)械(xie)類型故障(zhang)占(zhan)比高達55.2%，潤(run)滑(hua)引起(qi)(qi)的(de)(de)相(xiang)關機(ji)械(xie)類型故障(zhang)占(zhan)到了(le)33.7%，由于潤(run)滑(hua)不(bu)當(dang)引起(qi)(qi)的(de)(de)故障(zhang)率占(zhan)到了(le)18.6%。可(ke)見對于風(feng)機(ji)來說，潤(run)滑(hua)油就相(xiang)當(dang)于“血液”一樣(yang)，是風(feng)機(ji)健(jian)康(kang)、安全運(yun)行的(de)(de)基礎(chu)。
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(shi)現對潤滑油品更好(hao)地檢測(ce)(ce)，很多具有深(shen)厚技術(shu)實(shi)力(li)的公司都在(zai)(zai)幫助檢測(ce)(ce)機構和風電運營商等進行數字化(hua)升級，就像微軟的“乘龍(long)計(ji)劃”，旨在(zai)(zai)推動國內企業(ye)在(zai)(zai)更多行業(ye)的場景中(zhong)使用AIoT等技術(shu)。
創立于1878年的(de)(de)SGS，是國際公認(ren)的(de)(de)第三方(fang)測試、檢驗和認(ren)證機(ji)(ji)構(gou)(gou)，在(zai)全球擁(yong)有2,600多個分支機(ji)(ji)構(gou)(gou)和實驗室，構(gou)(gou)成了全球性的(de)(de)服(fu)務網(wang)絡。在(zai)中(zhong)國，SGS設立了200多間實驗室，服(fu)務能力已(yi)全面覆蓋(gai)互聯(lian)與(yu)(yu)產品、營養與(yu)(yu)健康、工業與(yu)(yu)環境、自然資源(yuan)、知(zhi)識與(yu)(yu)管理、可持續(xu)發(fa)展(zhan)解決方(fang)案、電商及數字化等各(ge)大領(ling)域。
而在與微軟的合(he)作中，SGS的“風電行業在線油液監(jian)測解決方(fang)案”就成為該計劃最(zui)先發布(bu)的方(fang)案之一。
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(yin)(yin)為(wei)必須有取樣、運輸、測(ce)試、發布報(bao)告的步驟，最后(hou)拿到報(bao)告的人才能做出(chu)解(jie)讀。因(yin)(yin)為(wei)這(zhe)種(zhong)延時(shi)性，導(dao)致”很多樣品的檢測(ce)結果是達標的，但是過段時(shi)間后(hou)設備(bei)卻出(chu)現了故障“的情況。
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。這種便攜式在線(xian)檢(jian)測類(lei)似于“心臟holter”，可(ke)以(yi)24小時(shi)不間斷(duan)監控，給出連(lian)續的數據趨勢。相比(bi)離(li)線(xian)檢(jian)測模式，可(ke)以(yi)發現在傳統的采(cai)樣(yang)點時(shi)間以(yi)外的設備故障，隨時(shi)發現問題(ti)、隨時(shi)采(cai)取措施，做到預防性監控和維護。
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(ji)算等(deng)技術的(de)(de)發(fa)展，油品在線監測有(you)望(wang)達到一個新高(gao)度：通過各種(zhong)物聯網傳感器的(de)(de)感知來獲取更多數(shu)據，讓在線監測準確度更高(gao)、預測結果(guo)更準確，從而(er)讓風場的(de)(de)運(yun)營(ying)更加(jia)精細、主(zhu)動(dong)，推動(dong)業主(zhu)經營(ying)績效不斷提升。
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”中實現了在(zai)線油液監測更(geng)加完備(bei)的功能：
1.7*24小時實時監測
潤(run)(run)滑(hua)系(xi)統內實時(shi)監(jian)測潤(run)(run)滑(hua)油粘度(du)、密度(du)、水分、污染(ran)度(du)、酸值(zhi)、堿值(zhi)等各項詳細理(li)化指標，提(ti)前預知設(she)備(bei)的潤(run)(run)滑(hua)狀(zhuang)態
2.油品情況大數據分析
根據油(you)(you)品特(te)性(xing)，通(tong)過分析(xi)得出(chu)監測(ce)油(you)(you)液(ye)的狀(zhuang)態及(ji)使用(yong)(yong)壽命，及(ji)時(shi)提醒用(yong)(yong)戶(hu)更換
3.設備磨損情況分析
根(gen)據監測油(you)液內磨損(sun)顆粒(li)情(qing)況，分(fen)析設備磨損(sun)情(qing)況，及時更換潤(run)滑油(you)，也可(ke)拓展跟蹤(zong)磨損(sun)的(de)(de)變化(hua)，發現(xian)摩擦副早期失(shi)效(xiao)，避免事(shi)故的(de)(de)進一步惡(e)化(hua).
4.及時告警
將數據(ju)實(shi)時(shi)(shi)記錄、及(ji)時(shi)(shi)上傳與共享(xiang)，并能實(shi)現基于實(shi)時(shi)(shi)數據(ju)的報警(jing)更新，從技(ji)術上不斷降低(di)故障停機時(shi)(shi)間，提高設備(bei)的運(yun)轉(zhuan)率(lv)。油(you)液(ye)品質不合(he)格時(shi)(shi)，通過(guo)平臺告警(jing)、微(wei)信告警(jing)、短(duan)信告警(jing)等方(fang)式(shi)實(shi)時(shi)(shi)送達客戶。
該(gai)解決(jue)方(fang)案通過對潤滑油、潤滑脂和液(ye)壓(ya)(ya)油等(deng)的(de)監測與(yu)分析，可以(yi)快速準確地描述發電機、齒(chi)輪箱、壓(ya)(ya)縮機、液(ye)壓(ya)(ya)系統和其他(ta)關鍵機器內(nei)部(bu)的(de)情(qing)況，進而確定風機狀況的(de)重要信息。
圖源由SGS提供
除此(ci)之外，SGS的(de)云端監(jian)測診(zhen)斷平臺還可(ke)以給出油(you)液維保(bao)建議，對潤(run)滑油(you)的(de)實(shi)時監(jian)測也可(ke)以有(you)效地安(an)排維護時間(jian)，最大限度減少對昂貴(gui)設備的(de)損壞風(feng)險，避免不定期的(de)停機時間(jian)，為(wei)設備的(de)資產安(an)全提供(gong)可(ke)靠保(bao)障(zhang)。
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)北京國際(ji)風(feng)(feng)能大會上(shang)(shang)，來自全(quan)球400余家風(feng)(feng)能企業(ye)的(de)(de)代表一致通過了《風(feng)(feng)能北京宣(xuan)言》，進一步加快(kuai)了全(quan)球風(feng)(feng)電行業(ye)的(de)(de)發展。同時，按照我國的(de)(de)“十四五”規(gui)劃，風(feng)(feng)電的(de)(de)年均(jun)新(xin)增裝機(ji)須(xu)達5000萬千瓦(wa)以(yi)上(shang)(shang)，到(dao)2060年時風(feng)(feng)電裝機(ji)至(zhi)少達到(dao)30億千瓦(wa)，未來前景巨大。同時，風(feng)(feng)能對于緩解能源短缺帶(dai)來的(de)(de)壓力、降低煤電等帶(dai)來的(de)(de)環境(jing)污染等也(ye)具有重要作用。
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，將利用微軟跨行業的專業知(zhi)識、先進的數(shu)據解(jie)決方案(an)和(he)生產力平臺(tai)，與SGS全球服務網絡和(he)領先的行業能力進行整(zheng)合，為測試、檢驗和(he)認證（TIC）行業的客戶開發創新(xin)解(jie)決方案(an)。
通過(guo)不斷(duan)與微軟(ruan)這樣的(de)(de)科(ke)技公司(si)合作(zuo)，SGS希望成為一家更(geng)具可持續性(xing)、數字(zi)化(hua)和數據驅動的(de)(de)公司(si)，將數據、流程和客(ke)戶(hu)聯(lian)系起來，并(bing)通過(guo)物聯(lian)網、人(ren)工智(zhi)能等技術改(gai)善用戶(hu)體驗，提供數字(zi)化(hua)的(de)(de)解決方(fang)案，以幫助客(ke)戶(hu)更(geng)好的(de)(de)降本增效，從而(er)創造一個更(geng)美好、更(geng)安全、更(geng)互(hu)聯(lian)互(hu)通的(de)(de)世界(jie)。
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(xian)油(you)液(ye)監測”解決方案(an)將(jiang)不僅助力風電行業，也將(jiang)幫(bang)助石(shi)油(you)、礦業、汽(qi)車、海運(yun)等工業制造業進行智能化升級。
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(nei)企(qi)業在更多(duo)行(xing)業的(de)(de)場景中(zhong)使用AIoT技術、跨行(xing)業專(zhuan)業知識、先(xian)進的(de)(de)數(shu)據解決方案以及生產力平(ping)臺，幫助(zhu)更多(duo)行(xing)業的(de)(de)客(ke)戶發揮潛力。
