隨著新時(shí)代中國“雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)”的確定與推進(jìn)，各行各業(yè)都在向提效減排方向轉(zhuǎn)型升級，風(fēng)電、水電等可再生能源產(chǎn)業(yè)更是首當(dāng)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(shè)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(chǔ)能力，提升向邊遠(yuǎn)地區(qū)輸配電能力”成為電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級新方向。
然而電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(guān)。比如，眾多的運(yùn)行多年的傳統(tǒng)型風(fēng)電場，因缺乏先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，無法實(shí)施科學(xué)監(jiān)測，存在眾多安全隱患，嚴(yán)重影響風(fēng)電場日常運(yùn)行，只能通過人工監(jiān)測、排查，這不僅浪費(fèi)人力，更難以實(shí)現(xiàn)向“智慧電廠”轉(zhuǎn)型升級的新發(fā)展目標(biāo)。
01“有人值守”運(yùn)維模式，成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、效率低
運(yùn)營好一個(gè)風(fēng)電場，需要“定期檢修”和“日常運(yùn)維”（故障處理與巡檢）。而無論“定期檢修”和“日常運(yùn)維”均有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，而且單次運(yùn)維檢修所需周期較長，加上環(huán)境惡劣、工序復(fù)雜，需要建立非常專業(yè)的檢修團(tuán)隊(duì)“值守”，而專屬團(tuán)隊(duì)建設(shè)不僅培訓(xùn)時(shí)間長、人工成本高，更存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。
按照目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電場的裝機(jī)規(guī)模測算：200MW、單機(jī)1.5MW，僅風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需134臺(tái)，加之配套的箱式變壓器、架空線路等設(shè)備，設(shè)備數(shù)量非常龐大。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全規(guī)范要求：橫向間距為9D，縱向間距為4.5D(D指風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪直徑)。因此一個(gè)200MW的風(fēng)電場占地面積約需40平方公里，且多處于人煙稀少、風(fēng)力較大的區(qū)域。綜上原因，風(fēng)電場的設(shè)備如需“有人值守”模式管理，存在如下弊端：
1、設(shè)備基數(shù)大，設(shè)備例行巡視、檢查周期長、工作繁雜。按照2人/組、4小時(shí)/次，計(jì)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(shè)備等，風(fēng)電場全場設(shè)備巡檢一次約需45天。如受大風(fēng)、沙塵等環(huán)境影響，則無法按電氣設(shè)備規(guī)范要求巡視，容易導(dǎo)致設(shè)備故障率升高。
2、風(fēng)電場地域遼闊，設(shè)備故障機(jī)動(dòng)性較高，設(shè)備間距較長，因此故障響應(yīng)效率無法得到保障；風(fēng)電場大部分工作需要登高作業(yè)，作業(yè)難度大、時(shí)間長，容易出現(xiàn)疲勞作業(yè)現(xiàn)象。
如果，風(fēng)電設(shè)備能從“有人值守”轉(zhuǎn)型為“無人值守”，其安全性、便捷性、科學(xué)性都將大幅提高，運(yùn)維成本也將得到大范圍的縮減。因此，如何實(shí)現(xiàn)“無人值守”的“智慧電廠”，成為傳統(tǒng)風(fēng)電場轉(zhuǎn)型升級路上的關(guān)鍵阻力。然而，阻力并非不可戰(zhàn)勝。
遼寧某風(fēng)電場，作為較早一批創(chuàng)建的風(fēng)電場，就存在上述亟需解決的問題。該風(fēng)電場因其“升壓站35kV開關(guān)柜靜觸頭”“風(fēng)機(jī)就地箱變斷路器進(jìn)出線”“風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)接線盒及熔斷器底座”受不同因素影響，出現(xiàn)過溫、設(shè)備發(fā)熱、絕緣老化等顯現(xiàn)，導(dǎo)致絕緣降低，電纜接頭燒損等設(shè)備問題，且損壞頻率隨著運(yùn)行時(shí)間不斷增加。由于缺乏監(jiān)測技術(shù)，只能依靠現(xiàn)場員工巡視。
為了更好的解決這個(gè)問題，深圳阿珂法先進(jìn)科技有限公司（以下簡稱：阿珂法），是一家致力于半導(dǎo)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(yīng)用與技術(shù)服務(wù)的企業(yè)。針對行業(yè)普遍存在的各類技術(shù)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(fēng)電設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性、降低后期維護(hù)成本，更能提升風(fēng)電系統(tǒng)的智能化水平，助力風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)“無人值守”，加速“智慧電廠”轉(zhuǎn)型升級。
阿珂法接到該風(fēng)電場的項(xiàng)目需求后，派專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)地踏勘，發(fā)現(xiàn)該風(fēng)電場和眾多傳統(tǒng)風(fēng)電場一樣。采用的現(xiàn)代電氣設(shè)備包含中壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、低壓配電設(shè)備，集成一體，集成度高，雖然安裝、使用都十分方便，但在運(yùn)行中卻存在“四大問題”：
超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)溫度異常高。在風(fēng)電等場景，負(fù)荷不均勻，負(fù)荷高時(shí)變壓器的電力設(shè)備溫度較高，輕則破壞絕緣，嚴(yán)重時(shí)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(shí)候，箱體內(nèi)部的溫度由于在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，與外部溫差達(dá)到一定界限，就會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，導(dǎo)致箱式變壓器運(yùn)行過程發(fā)生故障。
阿珂法團(tuán)隊(duì)在認(rèn)真診斷后，認(rèn)為該項(xiàng)目的整改實(shí)施溫度在線監(jiān)測需考慮存在以下五個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)難點(diǎn)：
? ●??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(dòng)及輕微機(jī)械力；
? ●??性能穩(wěn)定，壽命長，免維護(hù)。
03精準(zhǔn)實(shí)施，助力傳統(tǒng)風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)“無人值守”
找到問題和難點(diǎn)后，阿珂法團(tuán)隊(duì)進(jìn)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(xiàng)目中，使用了阿珂法溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，有效的預(yù)防設(shè)備故障率，停機(jī)時(shí)間，停發(fā)率等。通過測溫系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備壽命大幅延長，降低設(shè)備故障率，避免電氣設(shè)備失火帶來的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。
方案安裝、測試完成后，經(jīng)人工反復(fù)對比，實(shí)時(shí)測溫?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，熒光光纖傳感器絕緣性高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、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(shè)備結(jié)構(gòu)及電氣性能。同時(shí)，阿珂法還針對風(fēng)電場區(qū)域廣、風(fēng)機(jī)及配套設(shè)備分散的特性，試用了阿珂法開發(fā)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測云平臺(tái)，大幅提高了工作效率。
該風(fēng)電場負(fù)責(zé)人表示，阿珂法云平臺(tái)不僅為電場設(shè)備運(yùn)行溫度提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，更提升了運(yùn)行安全保證，實(shí)現(xiàn)了“無人值守”，也為風(fēng)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(fēng)電業(yè)內(nèi)人士都應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，該風(fēng)電場的現(xiàn)象絕非個(gè)例，而是行業(yè)普遍存在的痛癥。阿珂法的風(fēng)電設(shè)備光纖溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)能如此科學(xué)有效的解決，并實(shí)現(xiàn)“無人值守”，將徹底改善傳統(tǒng)風(fēng)電場困境，加速“智慧電廠”發(fā)展進(jìn)程。
