矗立在蔚藍色的海面上，一排巨大的白色風(fēng)機葉片，正在陽(yáng)光下緩緩轉動(dòng)，源源不斷的清潔電力正在從這里輸出到工廠(chǎng)與城市。

在中國2030 “碳達峰，碳中和”的大背景下，中國風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電建設掀起了新的高潮。根據2022年5月國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》，到2030年中國風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機容量要達到 12 億千瓦以上的目標。而截至2021年底，中國風(fēng)電裝機3.28億千瓦、風(fēng)機市場(chǎng)仍擁有較大的發(fā)展空間。作為智能化解決方案提供商，魏德米勒以BLADEcontrol?風(fēng)機葉片狀態(tài)監測系統為核心的風(fēng)機數字化解決方案，正在這一領(lǐng)域深受風(fēng)機制造商的青睞。

海與風(fēng)的考驗

作為室外運行的大型設備，風(fēng)機所處的環(huán)境往往人跡罕至，自然條件苛刻。另一方面，近年來(lái)風(fēng)機制造商的葉片長(cháng)度不斷刷新紀錄，單機容量持續突破極限，海上風(fēng)機功率甚至突破1.6萬(wàn)千瓦。

由于海況條件復雜、長(cháng)期離岸的海上風(fēng)機面臨著(zhù)“海與風(fēng)”的嚴峻考驗，受帶腐蝕性的海上空氣成分影響，一旦風(fēng)機葉片發(fā)生腐蝕開(kāi)裂、脫落、折斷等，輕則停機損失，重則造成風(fēng)機倒塔甚至人身傷亡的事故。另一方面，受雷擊、臺風(fēng)等環(huán)境因素的影響，也可能會(huì )出現葉片表面殼體損傷、結構支撐件損傷、葉片內部件松動(dòng)掉落以及啟動(dòng)不平衡等不利于機組安全穩定運行的問(wèn)題。

此外，風(fēng)機在每年冬季還要抵抗嚴寒的天氣帶來(lái)的雨、雪、霜、霧的侵擾。在中國北方海域，冬季會(huì )形成海冰，凍結在風(fēng)機部件上影響風(fēng)輪轉動(dòng)，并且低溫還會(huì )讓風(fēng)機的零件和潤滑油的性能下降。

風(fēng)機“守護神”——葉片狀態(tài)監測系統

保障風(fēng)機設備運行的安全可靠性，同時(shí)兼顧運行的成本效益，始終是某海上風(fēng)電制造商極為關(guān)切的核心。

憑借多年來(lái)的葉片監測知識以及在風(fēng)電行業(yè)積累的多年經(jīng)驗，來(lái)自魏德米勒的葉片狀態(tài)監測系統——BLADEcontrol?，在提升風(fēng)機可用性，縮短停機時(shí)間，確保工作效率和成本效益方面早已聲名“顯赫”，堪稱(chēng)風(fēng)機“守護神”。

魏德米勒為該風(fēng)機制造商提供的這套定制化系統，基于高精度的加速度傳感器對風(fēng)機葉片擺振和揮舞方向的振動(dòng)信號進(jìn)行采集，再運用特定算法和數據模型對于現有無(wú)損葉片進(jìn)行數據建模，確定該葉片的固有頻率模型。進(jìn)一步地，系統會(huì )將大量采集的數據通過(guò)人工智能預學(xué)習建立葉片的正常運行時(shí)的振動(dòng)模型。當葉片振動(dòng)模型建立后，葉片在線(xiàn)監測系統便可實(shí)時(shí)采集、計算、分析葉片振動(dòng)數據，并實(shí)時(shí)與正常模型數據對比，盡早發(fā)現監測葉片異常。由于葉片的老化隨時(shí)間流逝而不斷變化，越早建立葉片自身數據模型，系統可以越準確地對葉片進(jìn)行監測并給出判斷。

數字運維，贏(yíng)在“魏”來(lái)

BLADEcontrol?的感知、分析和預測性維護能力，給該風(fēng)機制造商帶來(lái)的價(jià)值是很明顯的，因為預測性的維護能力帶來(lái)的資產(chǎn)透明性、機組安全性和海上長(cháng)期運維的成本效益是相當可觀(guān)的。

首先，在海上風(fēng)機的長(cháng)期運轉中，這一系統始終保持可持續地單獨記錄每個(gè)葉片的狀況，并感知所有微小的變化，幫助海上風(fēng)電項目運營(yíng)方在早期階段便能檢測葉片遭受的極其微小的損傷，比如由雷擊造成的葉尖損傷、后緣開(kāi)裂、腹板分離或葉片軸承損壞等，此外還可以可靠檢測葉片的動(dòng)態(tài)不平衡和過(guò)載等運行偏差，從而明顯縮短了客戶(hù)的意外停機時(shí)間，并保證系統安全、高效運行。

其次，這一系統擁有可靠的覆冰檢測性能，為北方的海上風(fēng)電應用提供了獨特的價(jià)值。這種高度敏感的系統經(jīng)過(guò)DNV GL認證，可有效預防冰帶來(lái)的傷害，冰脫落或融化后可自動(dòng)重啟機組，縮短停機時(shí)間。配備該系統的機組在一個(gè)冬季可以縮短數倍的停機時(shí)間，因此而帶來(lái)的經(jīng)濟收益甚至是明確可見(jiàn)的——利用魏德米勒提供的覆冰檢測ROI計算器，可以明確計算出結冰機組的葉片監測的投資回報率。

事實(shí)上，對于該項目的海上風(fēng)機機組工程師而言，維護維修工作的規劃與執行一直是一項特別費時(shí)的工作，基于數據的智能運維就顯得尤為重要。如今在魏德米勒 BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監測系統幫助下，工程師們就可以預測即將發(fā)生的損壞，并事先采取應對措施，大大提高系統可用性，降低總體的運維成本。

的確，中國的風(fēng)機制造商整體上正面臨著(zhù)盈利水平不斷提高的挑戰，也在不斷地尋求削減平準化度電成本（LCOE）的可能性。以風(fēng)機大數據為驅動(dòng)的智能監測及運維解決方案，憑借明顯的客戶(hù)價(jià)值優(yōu)勢正在成為行業(yè)大勢所趨，魏德米勒憑借高質(zhì)量的元器件產(chǎn)品以及多種經(jīng)驗證的定制化解決方案，始終是風(fēng)電行業(yè)客戶(hù)可靠的合作伙伴。

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