天澤智云核心團(tuán)隊(duì)成員自2010年起，在風(fēng)電領(lǐng)域積累了大量的數(shù)據(jù)模型與落地應(yīng)用實(shí)踐。通過(guò)對(duì)行業(yè)不斷的探索與改善，逐步實(shí)現(xiàn)了從失效維護(hù)到預(yù)測(cè)性維護(hù)的運(yùn)維策略轉(zhuǎn)變，并于2019年7月初在北京總部發(fā)布了風(fēng)電行業(yè)產(chǎn)品——無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight

無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight

讓風(fēng)場(chǎng)無(wú)憂運(yùn)營(yíng)

「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」是一款針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維期間幫助客戶提高運(yùn)營(yíng)效率的智能運(yùn)行管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)CMS、SCADA等歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電裝備的全方位健康管理，能夠：

? 精準(zhǔn)定位風(fēng)機(jī)發(fā)電性能瓶頸，指導(dǎo)風(fēng)機(jī)發(fā)電量提升；

? 降低安全隱患，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)營(yíng)的可靠性和穩(wěn)定性；

? 感知大部件狀態(tài)并進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，減少由意外停機(jī)帶來(lái)的發(fā)電損失；

? 固化專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，降低風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維對(duì)人的依賴。

目前包含以下功能：

>> 智能監(jiān)控

智能監(jiān)控是風(fēng)電運(yùn)維的“眼睛”，對(duì)風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行全面、合理的監(jiān)控能夠及時(shí)了解運(yùn)行參數(shù)，從而綜合評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)及故障。通過(guò)「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」的智能監(jiān)控模塊可以實(shí)時(shí)多維度展示風(fēng)場(chǎng)狀態(tài)，滿足多種場(chǎng)景需求，有效整合數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，降低信息數(shù)量，提升信息價(jià)值密度。

在該系統(tǒng)中，用戶可通過(guò)卡片/地圖/列表等模式直觀查看機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)突出顏色（如綠色-正常，黃色-預(yù)警，紅色-潛在嚴(yán)重故障）迅速定位故障風(fēng)機(jī)及具體故障情況。

同時(shí)可直觀查看發(fā)電量、發(fā)電損失等量化數(shù)據(jù)，并能快速進(jìn)入子系統(tǒng)獲取詳情信息，幫助用戶明確感知發(fā)電損失，指導(dǎo)最優(yōu)性能運(yùn)行維護(hù)策略。

>> EPS——基于SCADA數(shù)據(jù)的故障預(yù)警系統(tǒng)

通過(guò)EPS，業(yè)主無(wú)需增加硬件投入，即可直接基于SCADA運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和分析，評(píng)估風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)健康管理和故障預(yù)警。目前已經(jīng)支持10多種算法模型，覆蓋傳動(dòng)系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)、齒輪箱）/偏航/變槳/葉片/電氣系統(tǒng)等部件，同時(shí)還在不斷增加中。

風(fēng)機(jī)故障預(yù)警的傳統(tǒng)方式是基于單變量閾值報(bào)警，比如溫度超過(guò)50度預(yù)警等。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出非常多的智能運(yùn)維應(yīng)用，但在項(xiàng)目應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和報(bào)警的穩(wěn)定性仍是風(fēng)電行業(yè)智能化建設(shè)面臨的典型問(wèn)題。

因此天澤智云在打造「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」系統(tǒng)時(shí)，首先通過(guò)一套完整的體系進(jìn)行模型全生命周期管理，同時(shí)基于多種參數(shù)之間的相關(guān)性以及歷史結(jié)果的趨勢(shì)性實(shí)現(xiàn)更精確更穩(wěn)定的預(yù)警。下面通過(guò)一個(gè)具體的案例來(lái)說(shuō)明。

基于多種參數(shù)之間的相關(guān)性和歷史預(yù)警的趨勢(shì)性

實(shí)現(xiàn)更精確更穩(wěn)定的預(yù)警

我們已經(jīng)確定某風(fēng)場(chǎng)的某臺(tái)風(fēng)機(jī)在之前一個(gè)月中都是健康運(yùn)行狀態(tài)，在進(jìn)行分析時(shí)先將這些數(shù)據(jù)全部采集出來(lái)，基于物理機(jī)理和數(shù)據(jù)相關(guān)性對(duì)其進(jìn)行特征定義和計(jì)算。之后通過(guò)特征降維去除特征之間的相關(guān)性，構(gòu)建出最關(guān)鍵的特征，采用模式識(shí)別算法，建立整個(gè)相關(guān)性和空間分布模型。

在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)之后，映射到訓(xùn)練好的模型中，去找它最匹配的一個(gè)聚類(lèi)節(jié)點(diǎn)（BMU）。計(jì)算與之最匹配神經(jīng)元之間的距離當(dāng)做風(fēng)險(xiǎn)值。與此同時(shí)，基于近期報(bào)警次數(shù)和歷史風(fēng)險(xiǎn)值的趨勢(shì)對(duì)報(bào)警觸發(fā)和報(bào)警等級(jí)進(jìn)行修正。

這套基于模式識(shí)別算法的故障預(yù)測(cè)模型，具備以下優(yōu)勢(shì)：

對(duì)狀態(tài)參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行建模，比閾值報(bào)警更加合理和敏銳，能夠捕捉到更復(fù)雜的故障特征

可同時(shí)檢測(cè)數(shù)十個(gè)狀態(tài)參數(shù)，并對(duì)每一個(gè)參數(shù)的偏差貢獻(xiàn)度進(jìn)行精確量化

保留了狀態(tài)參數(shù)的機(jī)理含義，模型的可解釋性更強(qiáng)

基于該模型打造的「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」能夠極大提升預(yù)警準(zhǔn)確率，同時(shí)增加預(yù)警的提前量和穩(wěn)定性。

>> CMS——基于振動(dòng)數(shù)據(jù)的故障預(yù)警系統(tǒng)

CMS（Condition Monitoring System）通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈、機(jī)艙、塔筒等振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，可發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的早期故障進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，避免大部件意外失效，引起安全事故。

CMS可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)大部件重大故障提前半個(gè)月預(yù)警；覆蓋直驅(qū)、半直驅(qū)、雙饋等多種主流機(jī)型；系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)智能診斷功能，可自動(dòng)輸出診斷結(jié)果，不需要振動(dòng)數(shù)據(jù)分析師介入；同時(shí)，系統(tǒng)包含豐富直觀的原始數(shù)據(jù)分析工具，可滿足數(shù)據(jù)分析師各種數(shù)據(jù)分析需求。

「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」CMS完成故障預(yù)警包含以下幾步：數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算、特征提取、智能診斷、診斷結(jié)論及維護(hù)建議輸出。

以往的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)分析，通常需要有經(jīng)驗(yàn)的振動(dòng)分析師介入，利用振動(dòng)分析工具定期（如一個(gè)月或一個(gè)季度）對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，出具振動(dòng)分析報(bào)告?，F(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)運(yùn)維工程師根據(jù)分析報(bào)告進(jìn)行風(fēng)機(jī)維護(hù)操作。這種方式不僅在時(shí)效上有一定的延誤，而且花費(fèi)相對(duì)較高。

通過(guò)「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」的CMS可改變傳統(tǒng)定期離線振動(dòng)數(shù)據(jù)分析模式，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)診斷，并自動(dòng)輸出診斷結(jié)論和維護(hù)建議，不需要人為干預(yù)。極大提高了風(fēng)機(jī)故障預(yù)警的實(shí)時(shí)性，并可節(jié)省數(shù)據(jù)分析服務(wù)成本。

>> 指標(biāo)報(bào)表

為不同場(chǎng)景的報(bào)表需求提供定制化服務(wù)，同時(shí)通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算發(fā)電損失、可利用率等關(guān)鍵指標(biāo)，向資產(chǎn)監(jiān)控和管理人員指明了提升產(chǎn)量、改善設(shè)備可靠性的方向。

風(fēng)電企業(yè)層級(jí)復(fù)雜，從集團(tuán)總公司到區(qū)域分公司再到風(fēng)場(chǎng)，內(nèi)部信息的傳遞路線多種多樣，導(dǎo)致在信息的傳遞過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的失真和遺漏。

而且每個(gè)層級(jí)架構(gòu)的關(guān)注點(diǎn)和價(jià)值體現(xiàn)點(diǎn)不同，不同部門(mén)需要有不同報(bào)表模板，據(jù)了解有些企業(yè)每個(gè)月需要制作40多種報(bào)表，這使得工作人員每個(gè)月在報(bào)表上要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

鑒于此，天澤智云在「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」產(chǎn)品中開(kāi)發(fā)了指標(biāo)報(bào)表功能，可基于不同場(chǎng)景報(bào)表需求提供定制化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電指標(biāo)多維度靈活導(dǎo)出。并基于設(shè)置自動(dòng)生成報(bào)表，提升報(bào)表制作效率。

無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight

應(yīng)用實(shí)踐案例

「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」目前已在多個(gè)風(fēng)場(chǎng)落地，在某風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行部署和測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，實(shí)現(xiàn)了：

降低風(fēng)機(jī)非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間10%；

提前28天發(fā)現(xiàn)齒輪箱故障；

降低風(fēng)機(jī)運(yùn)維成本5%。

「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」獲得了客戶及行業(yè)的高度認(rèn)可，和東方電氣合作的項(xiàng)目在2018年國(guó)際風(fēng)能展向上萬(wàn)名觀眾展示，應(yīng)用案例被收錄于國(guó)家首部CPS案例集——《信息物理系統(tǒng)（CPS）典型應(yīng)用案例集》、中國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《數(shù)據(jù)之翼》等。

結(jié) 語(yǔ)

「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」在保證風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的前提下，能夠有效提升風(fēng)機(jī)效能，優(yōu)化風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效率，為業(yè)主實(shí)現(xiàn)“降本、增效、減勞”提供強(qiáng)力支撐；助力整機(jī)廠商基于智能分析結(jié)果反向洞察產(chǎn)品設(shè)計(jì)，升服務(wù)及產(chǎn)品質(zhì)量；與第三方運(yùn)維廠商攜手通過(guò)定制化服務(wù)，幫助業(yè)主提升發(fā)電量，降低故障率。

未來(lái)「無(wú)憂風(fēng)場(chǎng)WindInsight」還將增加智能運(yùn)維功能，用戶可以通過(guò)其將風(fēng)電運(yùn)維知識(shí)沉淀到知識(shí)庫(kù)，并能夠直接基于系統(tǒng)智能規(guī)劃運(yùn)維任務(wù)，自動(dòng)關(guān)聯(lián)運(yùn)維工作需要的人(匹配人員能力)、機(jī)(工具)、料(備件)、法(運(yùn)維工藝)、環(huán)(匹配合適的維修環(huán)境窗口期)，提高運(yùn)維工作效率，降低運(yùn)維工作難度，讓風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)無(wú)憂。