随着全球对清洁能源的需求日益增长,风力发电作为一种可持续的能源解决方案,在能源结构中的地位愈发重要。然而,风力发电在实际运行中面临着诸多挑战,例如复杂多变的自然环境、高昂的运维成本、提高发电效率的需求等。在这种背景下,智能化技术的应用为风力发电带来了新的机遇,它能够有效应对这些挑战,提升风力发电的整体性能和经济效益。

　　一、智能化在风力发电中的应用

　　(一)智能化风机

　　 现代风机配备了大量先进的传感器,这些传感器可以全方位地获取机组的状态信息。在叶片上,安装有传感器来监测叶片的受力情况、振动频率和角度变化。智能风机利用自主学习算法对采集到的数据进行深入分析。通过机器学习技术,可以建立风机运行状态的模型。

　　(二)实时信息平台

　　 智能风电场建立了完善的信息管理平台,该平台可以实现巡检记录的实时更新和上传。运维人员在巡检过程中发现的设备问题、环境异常等信息可以通过移动终端及时反馈到平台。同时,平台整合了风电场内各个风机、升压站、集电线路等设备的运营数据,包括发电功率、设备温度、电压电流等参数。通过对这些数据的集中管理和分析,打破了各个设备之间的信息孤岛,风电场的管理人员可以全面了解风电场的运行状况,从而更高效地制定运维计划和调度策略,提高整个风电场的运营效率,降低运维成本。

　　(三)故障预警

　　 在风电场内广泛安装摄像头和各类传感器,用于监测风机的运行状态。这些传感器不仅可以获取设备的物理参数,还可以检测到一些潜在的故障迹象。例如,通过分析振动传感器数据的频谱特征,可以判断风机是否存在不平衡、不对中或轴承故障等问题。智能分析预警系统利用数据分析算法,对这些实时监测数据进行分析,当发现数据异常时,可以提前判断故障类型和发生的可能性,并及时向运维人员发出预警。这样可以使运维人员有足够的时间准备维修工作,避免故障的进一步扩大,降低维修成本和因故障停机带来的安全风险。

　　(四)智能巡检

　　 智能巡检在风力发电中越来越多地依赖于无人机技术。无人机可以搭载高清拍摄设备、红外热成像仪等多种检测设备。高清拍摄设备可以对风机叶片、塔筒等部位进行详细的外观检查,能够清晰地发现表面的裂纹、腐蚀等问题。红外热成像仪则可以检测设备的温度分布情况,通过分析温度异常点来发现潜在的电气故障或机械故障,如电缆接头过热、轴承发热等问题。无人机巡检不受地形限制,可以快速、高效地对风电场内的风机进行巡检,相比传统的人工巡检,大大提高了巡检的效果和效率,同时也降低了巡检人员的安全风险。

　　二、智能化引领风力发电发展新趋势

　　 (一)市场规模增长与地区分布趋势

　　 从全球范围来看,风力发电市场规模呈现持续增长的趋势。随着智能化技术的不断普及和应用,风力发电的效率和可靠性得到进一步提高,这也推动了更多国家和地区加大对风电项目的投资和建设。未来全球风电市场规模将继续扩大,智能化技术将在其中扮演重要角色。

　　 (二)智能化发展面临的挑战

　　1.数据管理与安全问题

　　 随着智能化技术在风力发电中的广泛应用,产生了海量的数据。如何有效地管理这些数据,包括数据的存储、备份、检索等,是一个重要的问题。同时,数据安全也面临威胁,风电场的数据涉及到设备的运行参数、电网接入信息等敏感内容,需要加强数据的加密、访问控制等安全措施,防止数据泄露和被恶意篡改。

　　2.专业人才需求

　　 智能化技术在风力发电中的应用需要大量的专业人才,这些人才不仅要掌握风力发电的专业知识,还要熟悉智能化技术,如数据分析、机器学习、自动化控制等领域。然而,目前市场上这种复合型人才相对匮乏,需要加强相关的教育和培训体系建设,培养更多适应智能化风电发展的人才。

　　 智能化在风力发电中的应用已经取得了显著的成果,从风机的智能化到风电场的整体智能建设,从功率预测到智能巡检等各个环节,都为风力发电行业带来了效率提升、成本降低和可靠性增强等诸多好处。随着技术的不断发展,智能化将继续引领风力发电朝着更加高效、稳定和可持续的方向发展。然而,我们也必须清醒地认识到智能化发展过程中面临的数据管理和人才短缺等挑战,需要通过加强技术研发、完善教育体系等措施来积极应对,以确保风力发电行业在智能化的道路上不断前进。(大唐(内蒙古)能源开发有限公司赤峰新能源事业部 党委委员、副总经理 王大福)