米塔工業(yè)控制系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理桂向群出席“第五屆中國風電后市場專題研討會”，在風電場技改與優(yōu)化專題論壇，分享題為“升級改造主控變槳及狀態(tài)監(jiān)控 提升機組發(fā)電效率”的主旨演講。
米塔工業(yè)控制系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理 桂向群先生 以下為發(fā)言內(nèi)容：
桂向群：謝謝主持人，謝謝大家，也感謝本次后市場大會給我們提供這樣的平臺、這樣的機會，包括昨天的對話，讓我們能夠把我們最新的技術(shù)和我們對改造的一些理解給大家匯報一下。
今天這么幾個議題，首先什么是改造，為什么改造，怎么改，改造能達到什么，我們能改什么？后面這兩部分個高電壓穿越的改造和振動監(jiān)控的改造，以及改造的案例請我們的技術(shù)專家一會兒來講后半部分。
首先看一下Mita的產(chǎn)品范圍大家就知道我們可以改什么了及Mita是電控為主，還有風場管理，SCADA管理平等，舉個例子說SCADA這個平臺已經(jīng)第四代了，相信用過我們前幾代的產(chǎn)品很多不一樣，我們原先每一個站點有一個加密的東西，現(xiàn)在可以用用戶職別的密碼做，我們可以用服務(wù)器、磁盤、遠端網(wǎng)絡(luò)的方式，或者是用手機、平板電腦、APP操作截面，這是在未來的改造當中根據(jù)用戶的需求提供各種各樣不同的選擇。
風機的改造Mita系統(tǒng)里面是改什么？電氣系統(tǒng)的改造，控制系統(tǒng)硬件，控制系統(tǒng)軟件等等。改造的原因，為什么要改造？昨天大會上說了不完全統(tǒng)計Mita現(xiàn)在在中國超過有2萬臺接近3萬臺的主控系統(tǒng)在運行，昨天遇到不少的廠家、業(yè)主和主機廠，一個業(yè)主告訴我他們有1997年的風機還在運行，問我能不能改。這個風機的故障率比較高，樣機調(diào)制了以后會在比較平穩(wěn)操作的水平上，到了15到20年的時候故障率就開始增加了，我們的改造想做的是什么？延長它的平穩(wěn)率，把它爭取到20年以上甚至30年，30年以后故障率會提高，是不是更新、換代，重新弄一個新的產(chǎn)品。
從故障的分析來講，我們發(fā)現(xiàn)在電控和風場的控制里面，通訊里面占的比重這個是24%，這個是19%，11%是他的傳感器部分，這三部分加起來一共占54%它的故障率，所以我們想說的就是這個，機械部分相對平穩(wěn)率會比較高一些，所以我們說從風場的改造來講，我們不斷接到用戶的一些提問、要求，對于電控部分的改造其實基于挺大的希望，如果我們能在合理價位的水平上把我們風機利用的時間再延長幾年，甚至十年的話，我相信是一件很有意義的事。
改造的原因具體我們可以提高產(chǎn)出，比如說功率的提升，憑風機的風速我們可以延長高風速的范圍，還有我們最先進的算法，壽命的延長，我們讓它的故障率降低就是延長它的壽命，備件，老的控制器的備件越來越少，Mita保證一直提供原來產(chǎn)品的備件，不是我要漲價，是供應(yīng)商要漲價，我們用量越來越少的時候，老的備件的價格會沒有優(yōu)勢，如果升級到現(xiàn)在的系統(tǒng)這個備件反而會有更大的優(yōu)勢，我們會給很多老的客戶、業(yè)主、主機廠提供非常優(yōu)惠的備件的價格。
服務(wù)業(yè)是一樣，我們減少了速度，非計劃性，整個相應(yīng)也會更好，數(shù)據(jù)的訪問，遠程控制、數(shù)據(jù)訪問平臺，來設(shè)置參數(shù)，把最先進的東西加進來。還有兼容性，我的系統(tǒng)可以別系統(tǒng)相融合都是沒有問題的。需求大家知道我們昨天其實有很多具體的討論，電網(wǎng)越來越多的要求，先是低穿，然后是高穿，到底電壓穿越是基本的要求，風場能量管理平臺一直要做的。遷移其實有很多老的風場有一個概念會把風機轉(zhuǎn)移到別的地方去，這種改造有很多，我們回頭有很多這樣的例子。
這個是我們現(xiàn)在運行的風場的一個改造，或者說改或不幾，怎么改的平衡。包括這次開會跟幾個業(yè)主在這里討論過，他說我有一個15年的風場，都是1兆瓦以下的風機，改還是不改？你給我一個選擇？我們要平衡，電網(wǎng)有高低電壓穿越的要求我們要投入。如果是不改造運營成本會比較高，其中有一項，時間關(guān)系不每一項跟大家說，預見性維護，如果說我們可以預見到某個故障，提前有預見性，我們會在維護成本、運營成本上有很大的節(jié)約，這個待會兒我們技術(shù)人員講這個CMS系統(tǒng)的時候會講到怎么樣做到預見性的系統(tǒng)維護。
年發(fā)電量的提升是我們致力于的改造目標，能夠達到什么？我們待會兒有具體的數(shù)字支撐，這個數(shù)字不是我們隨便往上寫的，有很多數(shù)據(jù)支撐的，我們大概年發(fā)電量的提升1%-7%。大家可以在后面的PPT里面看到有些具體的數(shù)據(jù)和分析，所以我們覺得在老的風場的改造里面，其實我們有很多工作可以做，有很多潛力可以挖。我們當然會根據(jù)各個風場的情況給大家提供不同水平的解決方案。
這是我們減少運維是我們的基本目標，我們SCADA的監(jiān)控，有了這些技術(shù)運維會相應(yīng)減少。大家看一下這個，是年發(fā)電量改善的策略，這是我們一個基本的圖，兩條曲線一藍一紅，藍的是老的功率曲線，改造之后我們會把它提升到紅的這一條，先看這個虛線，這個虛線提高了高風速的適應(yīng)范圍，高風速的適應(yīng)范圍不是某一個點停機，而是更快。這個點是1%到7%的功率提升，這個在中風速，原先老是不太好，我們提升到這里也是很有意義的，這個圖僅供參考，會有一些實例來支撐。
我們能改，我們想改，特別同意許部長說的，風電的出身代表他的一生，Mita最想改的是自己，我們現(xiàn)在改的多了，不是我們主控的也找我們改，因為我們后面有技術(shù)支持的團隊。Mita作為一個丹麥公司，在丹麥和烏克蘭有強大的支持團隊，在中國有寧波、上海、北京這幾個地方也有相應(yīng)的技術(shù)、項目和工具師的支持。寧波是我們的材料產(chǎn)地，備件或者是急的要求都在這解決，我們有不同的團隊，會得到非常及時的響應(yīng)。
也順便介紹一下我們公司，這是我們后臺的支持，Mita全球5萬臺風機，在中國占了一半多，這是我們的人數(shù)，現(xiàn)在應(yīng)該比這個人數(shù)多，我們有3千臺，現(xiàn)在Mita99%的業(yè)務(wù)是風電，我們只研究風電，我們PLC也是為風電開發(fā)的，改造有不同的方案，各種不同產(chǎn)品的序列不同的帶，可以適合我們各種各樣的改造需求。
我們想跟大家說一下具體的改造，我們有一個預算，2014年的時候需要改造的風機是48個GW，算的話大概有32000臺，2023年大概有159000萬臺風機，我們覺得這個后市場非常大，如果把我們在這個存量市場的事情做好，會提高很多的效率，大家說風機不掙錢了，新的項目越來越難，我們把老的項目用好意義非常大。
大家看一下這是我們做的風機的準備，Vestas不是Mita的主控，但是我們也幫Vestas做一些實踐非常好，這是很老的MICON等等，還有很多。Mita5萬臺主控里面，我們大概統(tǒng)計是300多種機型，所以我們主控PLC里面的經(jīng)驗非常多，你給我這個機型的時候，我改造起來簡單、快捷、高效、省錢。具體的改造方案由技術(shù)人員跟你們說。
這個是既插既拔式的，里面的線都不用改，非常簡單，改造的時候也要考慮風場效率，有的時候風很好的時候盡量讓發(fā)電再繼續(xù)，用盡量方便、快捷的方式改，這是不同的PLC，范圍不一樣，也可以新做載荷的計算，這是最新的振動的控制器的系統(tǒng)，可以做風場管理的改造，各種通訊的改造，這是遠端的支持，寧波是給全球的風機風場服務(wù)。
其實各種改造我們的合作方式非常多，我們接到的需求也來自各個方面，比如說沒有出保的記子來自于主機廠多，出保之后可能是業(yè)主給我們打電話多，我們適應(yīng)各種改造，很多主機廠有自己的運維公司，運維公司現(xiàn)在不只是管自己的主機，也投別人的主機，其實我們跟各種各樣的第三方運維公司一起合作，目的就是把我們現(xiàn)有的機器改好。
這是下面我們合作的伙伴，這是全球的合作伙伴。我是講前面大的概念，后面請我們技術(shù)人員講。
艾軍：謝謝大家，很高興有機會和大家交流Mita整改實際的案例。這個圖就是我們從某個電網(wǎng)公司拿到的，為什么說某個電網(wǎng)公司？不同的電網(wǎng)公司這個曲線有一些區(qū)別，拿這個為例，這是我們談的高穿的曲線，我們過去幾年做的是低穿的曲線，這是低穿整改相關(guān)的介紹，高穿整改這是實際應(yīng)用的硬件和軟件的案例，這是Mita第三代控制系統(tǒng)3100。這個控制器的軟件平臺支持現(xiàn)在所有的技術(shù)，支持云或者是支持以太網(wǎng)通訊，這些都是可以無縫兼容的。這是另外一個改造的案例。
我們看一下這個，原來的控制器是這個形狀我們也可以做到這種無縫即插即用的，原來的插頭我們也可以用，原來的控制器的擺放是這種我們也有相應(yīng)的方案，原來這個軟件像VD6.0，按鈕、菜單是這種形式拉進來，省去了我們程序開發(fā)人員截面的編輯，我可以著重把精力花在算法，包含了控制算法，所以我們有一個軟件環(huán)境的介紹。
這個是我們整改過后的機型上得到了更全面的數(shù)據(jù)支撐，對我們風機運行的一些參數(shù)、環(huán)境有了更詳細、更進一步的了解。這個就是我們通過改造我們所得到的一個附加值，就是說現(xiàn)在當代通訊的方式，包括無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生器，這個是Mita自己針對風電電磁兼容比較苛刻的環(huán)境所開發(fā)的，這邊是一個狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，因為我們發(fā)現(xiàn)我們改了以后，其實我們更要去關(guān)心這個傳動連是不是能吃得消我們新的算法的變感的內(nèi)循環(huán)和運行的情況，我們有相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，我當代的通訊所有都是兼容的，上一代的通訊是主控這邊問一下，哪個風機發(fā)電量什么樣的，問的過程中別人只能去達，現(xiàn)在的通訊是光線管網(wǎng)一問一答式進行的，我們現(xiàn)在對偏航這塊有更多的了解。
這是我們CMS系統(tǒng)，我們說要延長風力發(fā)電機的使用壽命，其中一個大的環(huán)節(jié)不容忽視，我們動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)這個孔點是示意圖，相應(yīng)的傳感器要貼在哪里？一般是主軸兩個，通過采集的數(shù)據(jù)在狀態(tài)系統(tǒng)里面做一個分析以后傳送給用戶，我們的傳送鏈可能是半年或者是幾個月要維護一下，提供這么一個功能。
這個是我們一個狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)的認證，其中提到一個就是Mita的CMS首席項目經(jīng)理是在學院認證中的一個三級數(shù)據(jù)分析師認證證書。也就是說使用Mita的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的時候，我們也可以從Mita得到一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析的一個服務(wù)。這個就是我們狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，CMS控制器的識別，這里值得提一下的是我們在這個控制器的核心處理單元用了目前當代比較領(lǐng)先的，ARM、DSP數(shù)據(jù)處理其以及相應(yīng)的內(nèi)容，為有三種？我們根據(jù)不同的應(yīng)用場合做了不同的控制器的配置，這邊8通道、16通道，也有定制的通道，目前如果使用過Mita控制系統(tǒng)的用戶應(yīng)該知道，我們有WP2000開始發(fā)展，發(fā)展到現(xiàn)在WP3000、31000，到現(xiàn)在4200，這是目前最先進的控制器狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)我們簡稱MiCMS，我們把整動鏈的原始數(shù)據(jù)處理之后到一個頻譜的工具上，以便于合各位專家可以實時地了解自己的系統(tǒng)，這是MiCMS提供報告的形式，第一個MiCMS報表生成特性2-1，我的哪一個系統(tǒng)需要檢查一下，這個報告打開有更深一級的報告，最后是詳細級的，哪一個位置，前軸、后軸、齒輪等等，比如說中間什么狀態(tài)。
這個就是三級報告的形式，如果往上看，這里面有一個值得注意的是趨勢分析，我們通過半年學習來的一個數(shù)據(jù)，我們傳感器貼在齒輪箱上，通過數(shù)據(jù)結(jié)合到轉(zhuǎn)速、風速、發(fā)電量的情況，為什么控制系統(tǒng)把風力發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)合在一起，就是可以數(shù)據(jù)共享，可以學習到各個風機在工況下的情況。前半年畫了這么一個波形，我們可以猜測后半年是這樣的波形，警戒線在這里可以預測到后半年是在這里，齒輪箱可能需要做一個維護，這是一個趨勢。
我們CMS有分級服務(wù)的工具，這就是我們說的傳動鏈的分析專家，為什么分這幾步呢？我們過去很多用戶可能把這個系統(tǒng)裝上以后讓它運行了，因為這個系統(tǒng)本身不會報怎么樣我要停機之類的故障，但是如果我們把這個數(shù)據(jù)做一個精準和全面的分析的話，我們可以看到我們齒輪箱怎么樣，或者是通過實例，一般情況下好的話，這個數(shù)據(jù)是不規(guī)則的毛刺，哪一個齒輪上發(fā)生劃痕的話，這個時候它對應(yīng)頻譜的波形是會很有規(guī)律的，因為它每轉(zhuǎn)到那一圈才會產(chǎn)生毛刺，通過這樣數(shù)據(jù)的分析，我們可以在問題比較小的時候不用拆機艙來解決問題，這也是降本的一個途徑，我們盡量去減少使用吊車的機會。
這是我們的CMS的案例，哪個國家、哪個公司在用，這是我們實際改造的案例。這是35兆瓦的變漿型的風機，這個風機是1.5MW的，這個時候我們提供了3100MK這個系統(tǒng)，這是我們現(xiàn)在風力發(fā)電系統(tǒng)用的一個平臺，當時是幫他實現(xiàn)的功能。
投資回報率在1.6年，年發(fā)電量我們改造以后還要做相應(yīng)的認證，這個認證均攤到我每發(fā)的一度電上是7厘，我花的相應(yīng)的錢。
控制數(shù)據(jù)和之前的圖不一樣，這個是橫的，之前是豎的，因為之前他用的不是Mita3100的，還有這個風機是用風力補償，是用現(xiàn)在的電流控制系統(tǒng)，我們也做了改造案例，是Vestas的660kW的，這個是改造用的3100MK，在最新的狀態(tài)是年發(fā)電量提高了2.5%，這里面原來是660kW，我們改造以后讓額定功率達到了710kW，穩(wěn)定的額定功率，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程控制和做了一些相應(yīng)的認證。
這個是比較大的工作了，這個原來是450kW的失速型風機，他是450kW我們目的是讓它降到250kW，愛爾蘭關(guān)稅的觀音，這個是我們要把機艙、元器件都要改，當時還配了電流器這種形式的案例。這個是600千瓦的Vestas的改造案例，提高利用率達到99.8%，這個案例是搬家的風機，原來是在歐洲的，可能由于業(yè)主的一些操作，他現(xiàn)在要去美國，美國要適應(yīng)60HZ的電網(wǎng)，這個就要通過改造來實現(xiàn)。
這個案例也是一個750kW的風機，也是通過改造提高利用率和數(shù)據(jù)的訪問，我的報告結(jié)束了。
謝謝大家！
（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
