大葉片,動輒五六十米,在風的吹拂下,旋轉(zhuǎn)著為遠方輸送清潔電力。
小葉片,不過三十厘米,在算法驅(qū)動下,旋轉(zhuǎn)著為風機運行提供保障。
在青海這片風光無限的土地上,黃河公司率先在風機葉片智能巡檢方面作出突破,譜寫風機與無人機的故事,拉開數(shù)字化風電場智能新篇章。
隨著風電生產(chǎn)管理逐漸朝著精細化方向發(fā)展,對風機核心部件的運維水平也提出了越來越高的要求。風機葉片因為制造缺陷以及運輸、吊裝、運行階段造成的損傷難以在第一時間發(fā)現(xiàn),存在非常大的安全隱患。葉片巡檢常規(guī)作業(yè),往往采用望遠鏡、吊籃、蜘蛛人、回形平臺進行,效率低、強度大、安全風險高,還要承擔停機損失的發(fā)電量。
黃河公司現(xiàn)有風電裝機488.95萬千瓦,共1868臺風機,巡線線路超過3000公里,需要穿越沙漠、戈壁、沼澤……這項艱巨的任務,沿用傳統(tǒng)方式對風機葉片進行巡檢無疑是對人力物力的資源浪費。
如何探索新的巡檢方式,為艱苦一線的員工減負?早在“十四五”的奠基之年,海南風電分公司便依托黃河公司數(shù)字化建設(shè)總體方案,開啟了風電場智能化、數(shù)字化的布局:利用分公司檢測中心的人才、機制優(yōu)勢,打造一支精干的專業(yè)化隊伍;成立“睿風”創(chuàng)新工作室,學習行業(yè)內(nèi)先進經(jīng)驗、推動科研項目高質(zhì)量落地。
在充分調(diào)研下,黃河公司最終決定以無人機為基礎(chǔ)開展葉片巡檢新模式。但在行業(yè)內(nèi),無人機葉片巡檢需要高度依賴操作手的技術(shù)水平和判斷能力,實際參與場景少,且存在電池續(xù)航短、機械故障率高、效率低等問題。
面對這些難題,黃河公司創(chuàng)造性地將AI系統(tǒng)揉入無人機實際應用,以人工智能為無人機巡檢賦予智慧動能,在前期收集完成各風力發(fā)電機組的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,將平均60分鐘每臺的葉片巡檢速度縮減到15分鐘每臺,將平均120分鐘每臺的故障識別縮減到15分鐘每臺,作業(yè)效率大幅提升。
同時為解決續(xù)航問題,在實驗論證諸多機型后,黃河公司選用并定制改裝大疆M300 RTK為無人機飛行平臺。熱插拔、50分鐘理論續(xù)航、抗風等級15米每秒、15公里圖轉(zhuǎn)等傲人數(shù)據(jù),配合搭建的地面RTK精準定位系統(tǒng),有效保證了無人機在一組電池作業(yè)中,為2臺風機完成葉片、塔筒精細化巡檢任務,基本解決了業(yè)界痛點。
歷經(jīng)充分實踐論證,黃河公司最終形成了低速狀態(tài)精細化拍照、正常運行狀態(tài)整體輪廓視頻拍攝的兩套風機葉片及塔筒自主巡檢應用模式,可分別進行精細化、標準化檢測,并建立AI自學習練習服務平臺,不斷提高無人機巡檢的精度和速度。
“作業(yè)過程中,只需要監(jiān)控遙控端屏幕,無人機自動起飛后,會自動前往被檢測的風機輪轂上方進行校對,之后進行檢測作業(yè)。”逯登凱說道。他是黃河公司海南風電分公司檢測中心油化班副班長,國家電投“建功創(chuàng)一流”無人機巡檢技能競賽個人三等獎獲得者。在無人機科研項目中,他帶領(lǐng)檢測中心無人機小分隊,實驗論證數(shù)十種無人機檢測方案、行進千余公里巡線線路、為自學習練習服務平臺錄入了1000余臺風機的實測數(shù)據(jù)。
“現(xiàn)在這個提示表明的是當前風機的葉片及塔筒數(shù)據(jù)已經(jīng)傳輸?shù)椒治銎脚_,可以直接按照規(guī)劃路線開始下一臺風機的巡檢任務。”逯登凱對旁邊的學員解釋道,在巡檢技術(shù)取得突破的現(xiàn)在,作業(yè)人員的準入門檻越來越低,需要徒步前進的路段越來越少,檢測水平及巡檢效率大幅提升。
“據(jù)測算,使用新模式巡檢以后,在無人機使用壽命期間,最多可以降低各項成本1500萬元,每年增發(fā)電費300余萬元。”黃河公司海南風電分公司創(chuàng)新工作室負責人孫志遠表示:“這項技術(shù)剛剛榮獲了2021年電力科技管理五星創(chuàng)新成果,下一階段,我們將把科研重心放在研制風機葉片內(nèi)部巡檢機器人上,以便形成內(nèi)外聯(lián)動的巡檢模式,以科技創(chuàng)新助推風電運維快速發(fā)展。”
以科技創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展,正是黃河公司一直以來的所走的道路,實證基地、水光互補、電子級多晶硅……多個國內(nèi)外閃亮的名片之下,風電產(chǎn)業(yè)作為“風光無限”的潛力股,以國內(nèi)領(lǐng)先的無人機葉片及塔筒巡檢等技術(shù)主動打破系統(tǒng)、板塊數(shù)據(jù)孤島,為實現(xiàn)信息系統(tǒng)整體部署、數(shù)據(jù)資源匯聚共享、業(yè)務應用高效協(xié)同,正依托黃河公司強有力的數(shù)字化平臺,積極開展風電場智能化建設(shè)。
遠在海南州的切吉西風電場境內(nèi),逯登凱等人堅守在風機機組下,等待無人機今日份巡檢工作的完成。舉目望去,“大葉片”同風共舞、巍巍壯觀;“小葉片”上下環(huán)繞、忠實伴飛。低下頭來,屏幕已經(jīng)顯示出上一臺風力發(fā)電機組的葉片及塔筒分析數(shù)據(jù),“第142號風機巡檢照片經(jīng)過缺陷識別系統(tǒng),未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷”。