DQZHAN技術(shù)訊：風(fēng)電機(jī)組的智能化始于先進(jìn)傳感器

人的五官是天然的傳感器，人類(lèi)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(jué)是*重要的感覺(jué)，貢獻(xiàn)了80%以上的信息，其次是聽(tīng)覺(jué)，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)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，*早叫傳統(tǒng)傳感器，沒(méi)有智能結(jié)構(gòu)。*早的智能傳感器是上個(gè)世紀(jì)80年代美國(guó)宇航局提出來(lái)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(guò)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(guó)現(xiàn)役*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(lái)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(chǎng)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)*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(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)很小，但是如果造成停機(jī)的話，海上風(fēng)機(jī)**停機(jī)發(fā)電量的損失在幾萬(wàn)到十幾萬(wàn)，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)、**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(lái)介紹幾款在風(fēng)電行業(yè)常用的傳感器。**個(gè)是機(jī)艙位置的傳感器，數(shù)字式的。這個(gè)是來(lái)自德國(guó)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、**鏈的保護(hù)，包括扇區(qū)管理，不場(chǎng)協(xié)同控制，提高整場(chǎng)發(fā)電量。通過(guò)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)**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。可靠性高，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(jué)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**凸輪，SIL2，編碼器也是**的，包括有多種接口。四個(gè)**開(kāi)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**鏈。這個(gè)系列的傳感器在全球已經(jīng)有超過(guò)3萬(wàn)臺(tái)的運(yùn)行，一直運(yùn)行良好。這個(gè)是振動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)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?大速度為零，對(duì)風(fēng)機(jī)沖擊和磨損是*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**因?yàn)橐郧瓣懮巷L(fēng)機(jī)沒(méi)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**，因?yàn)槭侨哂嗟膫鞲衅鲾?shù)據(jù)更可可靠，包括更**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(cè)有錯(cuò)誤的話，繼電器全部關(guān)斷，普通產(chǎn)品是無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種功能的。這塊也是功能**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(lái)說(shuō)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*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(kāi)關(guān)，要確保危險(xiǎn)在發(fā)生時(shí)，產(chǎn)品迅速進(jìn)入到**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**等級(jí)和國(guó)際市場(chǎng)的需求，構(gòu)成一個(gè)完整的**鏈，傳統(tǒng)觀念中有采用機(jī)械**裝置的系統(tǒng)，由于存在部件可靠性的問(wèn)題，因此不能說(shuō)已充分考慮了**因素，所以IEC接下來(lái)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(lái)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(guó)公司位于德國(guó)西南部的位置。這個(gè)是德國(guó)MESA，它的公司是測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)化。以前我們想測(cè)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(guò)兩根線把這么多參數(shù)送到系統(tǒng)里了。

如今我國(guó)正**進(jìn)入信息化時(shí)代，通過(guò)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(shuō)我們可以測(cè)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**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(lái)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(lèi)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(jiǎn)單說(shuō)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＝?、廣東都是屬于低緯度地區(qū)。這個(gè)就是簡(jiǎn)單的我們通過(guò)完整的測(cè)試，這個(gè)是我了解到**帶有IECRE和國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并且通過(guò)的測(cè)試報(bào)告，就是風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)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?xún)?nèi)，大部分在6度和10度以?xún)?nèi)。上午明陽(yáng)也說(shuō)過(guò)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(guò)來(lái)是*影響業(yè)主效益的。測(cè)風(fēng)儀應(yīng)該符合IEC的標(biāo)準(zhǔn)，這是*起碼的要求。這是今年*新的4MW-141的風(fēng)機(jī)。這是極限風(fēng)的測(cè)試，只能測(cè)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。

*后我也想說(shuō)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**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**，往往也是智能風(fēng)機(jī)**的基礎(chǔ)。人類(lèi)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。