隨著新時代中國“雙碳戰(zhàn)略目標”的確定與推進，各行各業(yè)都在向提效減排方向轉型升級，風電、水電等可再生能源產(chǎn)業(yè)更是首當其沖；國家十四五規(guī)劃也對電力產(chǎn)業(yè)優(yōu)化提出了新的戰(zhàn)略布局，如何“建設智慧能源系統(tǒng)，優(yōu)化電力生產(chǎn)和輸送通道布局，提升新能源消納和存儲能力，提升向邊遠地區(qū)輸配電能力”成為電力產(chǎn)業(yè)轉型升級新方向。
然而電力產(chǎn)業(yè)轉型升級絕非一蹶而就，要向“智慧電廠”方向升級還有很多要攻克的難關。比如，眾多的運行多年的傳統(tǒng)型風電場，因缺乏先進的監(jiān)測技術，無法實施科學監(jiān)測，存在眾多安全隱患，嚴重影響風電場日常運行，只能通過人工監(jiān)測、排查，這不僅浪費人力，更難以實現(xiàn)向“智慧電廠”轉型升級的新發(fā)展目標。
01“有人值守”運維模式，成本高、風險大、效率低
運營好一個風電場，需要“定期檢修”和“日常運維”（故障處理與巡檢）。而無論“定期檢修”和“日常運維”均有非常嚴格的標準，而且單次運維檢修所需周期較長，加上環(huán)境惡劣、工序復雜，需要建立非常專業(yè)的檢修團隊“值守”，而專屬團隊建設不僅培訓時間長、人工成本高，更存在較高的安全風險。
按照目前國內(nèi)標準風電場的裝機規(guī)模測算：200MW、單機1.5MW，僅風力發(fā)電機組需134臺，加之配套的箱式變壓器、架空線路等設備，設備數(shù)量非常龐大。根據(jù)風力發(fā)電機組安全規(guī)范要求：橫向間距為9D，縱向間距為4.5D(D指風力發(fā)電機組葉輪直徑)。因此一個200MW的風電場占地面積約需40平方公里，且多處于人煙稀少、風力較大的區(qū)域。綜上原因，風電場的設備如需“有人值守”模式管理，存在如下弊端：
1、設備基數(shù)大，設備例行巡視、檢查周期長、工作繁雜。按照2人/組、4小時/次，計算，全場巡視一次約需10人、14天。加上巡視箱式變壓器、輸電線路、配電設備等，風電場全場設備巡檢一次約需45天。如受大風、沙塵等環(huán)境影響，則無法按電氣設備規(guī)范要求巡視，容易導致設備故障率升高。
2、風電場地域遼闊，設備故障機動性較高，設備間距較長，因此故障響應效率無法得到保障；風電場大部分工作需要登高作業(yè)，作業(yè)難度大、時間長，容易出現(xiàn)疲勞作業(yè)現(xiàn)象。
如果，風電設備能從“有人值守”轉型為“無人值守”，其安全性、便捷性、科學性都將大幅提高，運維成本也將得到大范圍的縮減。因此，如何實現(xiàn)“無人值守”的“智慧電廠”，成為傳統(tǒng)風電場轉型升級路上的關鍵阻力。然而，阻力并非不可戰(zhàn)勝。
遼寧某風電場，作為較早一批創(chuàng)建的風電場，就存在上述亟需解決的問題。該風電場因其“升壓站35kV開關柜靜觸頭”“風機就地箱變斷路器進出線”“風機發(fā)電機接線盒及熔斷器底座”受不同因素影響，出現(xiàn)過溫、設備發(fā)熱、絕緣老化等顯現(xiàn)，導致絕緣降低，電纜接頭燒損等設備問題，且損壞頻率隨著運行時間不斷增加。由于缺乏監(jiān)測技術，只能依靠現(xiàn)場員工巡視。
為了更好的解決這個問題，深圳阿珂法先進科技有限公司（以下簡稱：阿珂法），是一家致力于半導體晶體砷化鎵（GaAs）光纖溫度傳感器、熒光光纖溫度傳感器、光電檢測產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、應用與技術服務的企業(yè)。針對行業(yè)普遍存在的各類技術難題，早已提出了全新的解決方案。阿珂法的方案不僅可大幅提升風電設備溫度監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性、降低后期維護成本，更能提升風電系統(tǒng)的智能化水平，助力風電場實現(xiàn)“無人值守”，加速“智慧電廠”轉型升級。
阿珂法接到該風電場的項目需求后，派專家團隊進行實地踏勘，發(fā)現(xiàn)該風電場和眾多傳統(tǒng)風電場一樣。采用的現(xiàn)代電氣設備包含中壓開關設備、變壓器、低壓配電設備，集成一體，集成度高，雖然安裝、使用都十分方便，但在運行中卻存在“四大問題”：
超負荷運行時溫度異常高。在風電等場景，負荷不均勻，負荷高時變壓器的電力設備溫度較高，輕則破壞絕緣，嚴重時候容易引發(fā)短路故障。
箱式變電站的工作環(huán)境在室外，箱體內(nèi)部不可避免和外界產(chǎn)生溫差。在外部溫度變化幅度較大的時候，箱體內(nèi)部的溫度由于在運行時會產(chǎn)生一定的熱量，與外部溫差達到一定界限，就會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，導致箱式變壓器運行過程發(fā)生故障。
阿珂法團隊在認真診斷后，認為該項目的整改實施溫度在線監(jiān)測需考慮存在以下五個關鍵性技術難點：
? ●??高絕緣性；
? ●??防雷擊，無引雷隱患；
? ●??對電磁干擾本質(zhì)免疫；
? ●??小體積探頭，封裝牢固，抗震動及輕微機械力；
? ●??性能穩(wěn)定，壽命長，免維護。
03精準實施，助力傳統(tǒng)風電場實現(xiàn)“無人值守”
找到問題和難點后，阿珂法團隊進行了深入研討并給出了專業(yè)可靠的“熒光光纖測溫系統(tǒng)”解決方案。
在該項目中，使用了阿珂法溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，有效的預防設備故障率，停機時間，停發(fā)率等。通過測溫系統(tǒng)應用，實現(xiàn)電氣設備壽命大幅延長，降低設備故障率，避免電氣設備失火帶來的經(jīng)濟損失和安全隱患。
方案安裝、測試完成后，經(jīng)人工反復對比，實時測溫數(shù)據(jù)準確，熒光光纖傳感器絕緣性高、抗電磁干擾能力強、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。溫度傳感器安裝便捷、體積小巧，未改變原有設備結構及電氣性能。同時，阿珂法還針對風電場區(qū)域廣、風機及配套設備分散的特性，試用了阿珂法開發(fā)的溫度實時監(jiān)測云平臺，大幅提高了工作效率。
該風電場負責人表示，阿珂法云平臺不僅為電場設備運行溫度提供了實時數(shù)據(jù)，更提升了運行安全保證，實現(xiàn)了“無人值守”，也為風電場向“智慧電廠”方向發(fā)展提供了有利的數(shù)據(jù)支撐。
所有風電業(yè)內(nèi)人士都應該清楚的認識到，該風電場的現(xiàn)象絕非個例，而是行業(yè)普遍存在的痛癥。阿珂法的風電設備光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)能如此科學有效的解決，并實現(xiàn)“無人值守”，將徹底改善傳統(tǒng)風電場困境，加速“智慧電廠”發(fā)展進程。
