基于HINET智能网关的风力发电设备故障诊断及主动运维系统

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摘要：为保证维护风电场大型风力发电机组安全、可靠、经济和优化运行，华辰智通科技集团提出了基于HINET智能网关的风力发电机组在线状态监测、数据远程采集、故障远程诊断及设备主动运维系统。介绍了HDRS故障诊断系统的硬件、软件体系结构、网络技术及特点，举实例说明应用的实用性和有效性。

关键词：风力发电机组；HINET智能网关；故障远程诊断；设备主动运维系统；数据远程采集；设备远程监控

引  言

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，世界各国争相发展可再生新兴能源，我国长期规划明确支持“研究开发大型风力发电设备”，风电装备由此得到了迅猛发展。在风电迅猛发展的同时，风力机高额的运行维护成本影响了风场的经济效益。风场一般地处偏远、环境恶劣，并且机舱位于70至90 m 以上的高空，给机组的维护维修工作造成了困难，增加了机组的运行维护成本。对于工作寿命为20 年的机组，运行维护成本估计占到风场收入的10%～15%；对于海上风场，用于风力机运行维护的成本高达风场收入的20%～25%。高额的运行维护费用增加了风场的运营成本，降低了风电的经济效益。但随着投产的风力发电机数量和容量的不断增加，风力发电机组的运行维护，故障检测、诊断技术的优化和改进已成为风力发电亟待解决的新课题。

长期以来，风力发电机一直采用计划维修与事后维修方式，计划维修即运行 2500h 和 5000h 后的例行维护，如检查螺栓力矩，加注润滑脂等，该维修体制往往无法全面、及时地了解设备运行状况。而事后维修则因前期准备不足，将会造成维修工作旷日持久，损失重大。因此，有必要对风力发电机组的运行状态进行集中监测跟踪，达到设备故障提前预知，并提前主动对设备进行状态调整或检修，减少设备故障造成的财产损失也减少强迫停机的次数，提高发电效率。

HDRS平台介绍

HDRS设备云管理平台华辰智通科技集团自主研发的一个基于设备核心控制器（如PLC等）的集设备信息管理,用户管理,证书管理,权限管理,故障预警,报表生成等众多强大功能的综合设备管理平台。该平台使客户可以从被动式的售后模式转化为主动服务,多样化的新型售后体系.您与最终用户之间再也不会是”故障”与”维修”的关系.您可以实时掌握设备的健康状况,在设备出现故障之前及时处理,解决了客户的后顾之忧.同时平台提供的丰富数据可以作为一种增值服务为客户提供生产,管理,销售,等多种参考数据.同时也为您提供了设备优化,销售指导,生产销售管理提供了重要的方向指导.使您可以从传统需要支出高额售后服务费用的苦难中解脱出来,取而代之的是可以创造多项盈利点的新型售后服务模式。

基于HDRS平台的风力发电设备故障诊断及主动运维系统基本架构

HINET智能网关通过与风力发电机的核心控制器连接，结合3G、wifi、以太网及GPRS等通信方式并通过华辰智通专有的安全通道实现与服务器连接，实现设备的远程监控及管理控制，并通过HDRS平台强大的数据分析能力，分析来自控制器的各种数据，结合客户自己设定的预警值实现对设备的故障预警及诊断功能。

结束语

本系统将设备主动运维系统理念、HDRS设备云远程监控及故障预警诊断系统及多种互联网连接方式引入风电机故障诊断领域，可有效地解决现有风力发电领域计划维修与事后维修方式的种种弊端。HDRS平台除了在线实时监测之外，更强调设备智能化、网络化、数据完备性和具有高水平的分析与诊断功能。

制造业的全球化发展，必将对设备的远程监控与故障诊断提出更高的要求。对推动我国远程监测、预报、故障诊断技术的发展，具有一定的参考价值。