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矗立在蔚藍色的海面上，一排巨大的白色風(fēng)機葉片，正在陽光下緩緩轉(zhuǎn)動，源源不斷的清潔電力正在從這里輸出到工廠與城市。

在中國2030 “碳達峰，碳中和”的大背景下，中國風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電建設(shè)掀起了新的高潮。根據(jù)2022年5月國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》，到2030年中國風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量要達到 12 億千瓦以上的目標(biāo)。而截至2021年底，中國風(fēng)電裝機3.28億千瓦、風(fēng)機市場仍擁有較大的發(fā)展空間。作為智能化解決方案提供商，魏德米勒以BLADEcontrol?風(fēng)機葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)為核心的風(fēng)機數(shù)字化解決方案，正在這一領(lǐng)域深受風(fēng)機制造商的青睞。

海與風(fēng)的考驗

作為室外運行的大型設(shè)備，風(fēng)機所處的環(huán)境往往人跡罕至，自然條件苛刻。另一方面，近年來風(fēng)機制造商的葉片長度不斷刷新紀(jì)錄，單機容量持續(xù)突破極限，海上風(fēng)機功率甚至突破1.6萬千瓦。

由于海況條件復(fù)雜、長期離岸的海上風(fēng)機面臨著“海與風(fēng)”的嚴(yán)峻考驗，受帶腐蝕性的海上空氣成分影響，一旦風(fēng)機葉片發(fā)生腐蝕開裂、脫落、折斷等，輕則停機損失，重則造成風(fēng)機倒塔甚至人身傷亡的事故。另一方面，受雷擊、臺風(fēng)等環(huán)境因素的影響，也可能會出現(xiàn)葉片表面殼體損傷、結(jié)構(gòu)支撐件損傷、葉片內(nèi)部件松動掉落以及啟動不平衡等不利于機組安全穩(wěn)定運行的問題。

此外，風(fēng)機在每年冬季還要抵抗嚴(yán)寒的天氣帶來的雨、雪、霜、霧的侵?jǐn)_。在中國北方海域，冬季會形成海冰，凍結(jié)在風(fēng)機部件上影響風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，并且低溫還會讓風(fēng)機的零件和潤滑油的性能下降。

風(fēng)機“守護神”——葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

保障風(fēng)機設(shè)備運行的安全可靠性，同時兼顧運行的成本效益，始終是某海上風(fēng)電制造商極為關(guān)切的核心。

憑借多年來的葉片監(jiān)測知識以及在風(fēng)電行業(yè)積累的多年經(jīng)驗，來自魏德米勒的葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)——BLADEcontrol?，在提升風(fēng)機可用性，縮短停機時間，確保工作效率和成本效益方面早已聲名“顯赫”，堪稱風(fēng)機“守護神”。

魏德米勒為該風(fēng)機制造商提供的這套定制化系統(tǒng)，基于高精度的加速度傳感器對風(fēng)機葉片擺振和揮舞方向的振動信號進行采集，再運用特定算法和數(shù)據(jù)模型對于現(xiàn)有無損葉片進行數(shù)據(jù)建模，確定該葉片的固有頻率模型。進一步地，系統(tǒng)會將大量采集的數(shù)據(jù)通過人工智能預(yù)學(xué)習(xí)建立葉片的正常運行時的振動模型。當(dāng)葉片振動模型建立后，葉片在線監(jiān)測系統(tǒng)便可實時采集、計算、分析葉片振動數(shù)據(jù)，并實時與正常模型數(shù)據(jù)對比，盡早發(fā)現(xiàn)監(jiān)測葉片異常。由于葉片的老化隨時間流逝而不斷變化，越早建立葉片自身數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)可以越準(zhǔn)確地對葉片進行監(jiān)測并給出判斷。

數(shù)字運維，贏在“魏”來

BLADEcontrol?的感知、分析和預(yù)測性維護能力，給該風(fēng)機制造商帶來的價值是很明顯的，因為預(yù)測性的維護能力帶來的資產(chǎn)透明性、機組安全性和海上長期運維的成本效益是相當(dāng)可觀的。

首先，在海上風(fēng)機的長期運轉(zhuǎn)中，這一系統(tǒng)始終保持可持續(xù)地單獨記錄每個葉片的狀況，并感知所有微小的變化，幫助海上風(fēng)電項目運營方在早期階段便能檢測葉片遭受的極其微小的損傷，比如由雷擊造成的葉尖損傷、后緣開裂、腹板分離或葉片軸承損壞等，此外還可以可靠檢測葉片的動態(tài)不平衡和過載等運行偏差，從而明顯縮短了客戶的意外停機時間，并保證系統(tǒng)安全、高效運行。

其次，這一系統(tǒng)擁有可靠的覆冰檢測性能，為北方的海上風(fēng)電應(yīng)用提供了獨特的價值。這種高度敏感的系統(tǒng)經(jīng)過DNV GL認(rèn)證，可有效預(yù)防冰帶來的傷害，冰脫落或融化后可自動重啟機組，縮短停機時間。配備該系統(tǒng)的機組在一個冬季可以縮短數(shù)倍的停機時間，因此而帶來的經(jīng)濟收益甚至是明確可見的——利用魏德米勒提供的覆冰檢測ROI計算器，可以明確計算出結(jié)冰機組的葉片監(jiān)測的投資回報率。

事實上，對于該項目的海上風(fēng)機機組工程師而言，維護維修工作的規(guī)劃與執(zhí)行一直是一項特別費時的工作，基于數(shù)據(jù)的智能運維就顯得尤為重要。如今在魏德米勒 BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)幫助下，工程師們就可以預(yù)測即將發(fā)生的損壞，并事先采取應(yīng)對措施，大大提高系統(tǒng)可用性，降低總體的運維成本。

的確，中國的風(fēng)機制造商整體上正面臨著盈利水平不斷提高的挑戰(zhàn)，也在不斷地尋求削減平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）的可能性。以風(fēng)機大數(shù)據(jù)為驅(qū)動的智能監(jiān)測及運維解決方案，憑借明顯的客戶價值優(yōu)勢正在成為行業(yè)大勢所趨，魏德米勒憑借高質(zhì)量的元器件產(chǎn)品以及多種經(jīng)驗證的定制化解決方案，始終是風(fēng)電行業(yè)客戶可靠的合作伙伴。

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