虽然花费了一段时间,但是状态监测已经成功进入风力发电行业。这在很大程度上要归功于像8.2 Monitoring GmbH的联合创始人Bernd Höring一样的这些专家。作为具有影响力的8.2 Group中的一员,他的公司专门从事风力发电机传动系统组件状态监测,光伏发电系统监控以及相关软件工具开发。状态监测不仅可以提高风力发电和光伏发电系统的运行可靠性,而且还能防止故障发生,并最终使它们变得更安全和更有效益。它是如何做到的呢?

(来源:iStock)

Bernd,你是否能首先告诉我们一些关于8.2 Group的情况以及它是做什么的?

8.2 Group成立于1995年,现已发展成为一个在全球拥有30个工程办事处的集团,它们中的大部分位于德国。我们位于汉堡的这个办事处是其中最大的一个,总共约有50名员工。随着时间的推移,虽然我们的业务重点已扩大至包含各种类型的可再生能源,但是我们主要专注于陆上和海上风电场。今天,我们在光伏发电、生物质能和并网技术方面也拥有强大的实力。作为该领域的专家,我们所提供的服务从技术检验和损坏分析到在线状态监测。我们还提供各种咨询服务。基本上,8.2公司业务涵盖了整条可再生能源价值链。

8.2与贝加莱之间的合作已经历数年。是什么使你选择了贝加莱?

当我们在2013年开始与贝加莱一起工作时,找到一个彼此适合的合作伙伴对我们而言至关重要。对我来说,这意味着我们之间的关系是建立在开放互信的基础之上。当你拥有了我们与贝加莱之间的这种关系之后,大家在一起工作就是一种乐趣。我们都对高质量水平拥有苛刻的要求,这一点也同样重要。贝加莱已经开发出能够完美适应我们产品系列的状态监测硬件,而我们的服务和分析软件也能对贝加莱的产品系列进行有益补充。

你是否能谈谈你是在怎样的背景下共同创建8.2 Monitoring公司以及目前你在公司的角色呢?

直到2002年,风力发电机仍然深受意外故障频发的困扰 – 齿轮箱和发电机的齿轮轮齿和轴承尤其突出。这部分是由于我们低估高动态载荷和严苛工作条件的倾向以及它们仅配备了相当简陋的控制仪表的事实造成的。面对如此高的故障率,保险公司将风力发电机视为一项糟糕的投资,威胁退出风电业务而非亏损经营。为了应对这种情况,风电企业开始利用来自工业应用的现有状态监测技术。在2003年,安联技术中心(AZT) – 德国劳氏船级社(GL)紧随其后 – 公布了状态监测系统(CMS)认证指南。这些系统有利于磨损的早期检测,以便组件在造成更严重的设备故障之前得到更换。因此,一家公司也许仅仅付出了1万欧元,而非在维修上花费15万欧元。

为什么状态监测对风力发电机如此重要?

直到2002年,风力发电机仍然深受意外故障频发的困扰 – 齿轮箱和发电机的齿轮轮齿和轴承尤其突出。这部分是由于我们低估高动态载荷和严苛工作条件的倾向以及它们仅配备了相当简陋的控制仪表的事实造成的。面对如此高的故障率,保险公司将风力发电机视为一项糟糕的投资,威胁退出风电业务而非亏损经营。为了应对这种情况,风电企业开始利用来自工业应用的现有状态监测技术。在2003年,安联技术中心(AZT) – 德国劳氏船级社(GL)紧随其后 – 公布了状态监测系统(CMS)认证指南。这些系统有利于磨损的早期检测,以便组件在造成更严重的设备故障之前得到更换。因此,一家公司也许仅仅付出了1万欧元,而非在维修上花费15万欧元。

使用CMS是否有什么潜在弊端?

还没有任何潜在弊端。我知道有几个操作风力发电机的风电场工作人员,当设备没有在平稳运行时,他们训练有素的耳朵就会立即竖起。毕竟,磨损通常伴随着振动和噪音。但这是例外。现在,操作员通常坐在大型监控中心内的电脑屏幕前,只需处理眼前的数据即可 – 因此听力不会受到任何损伤。在这里,CMS就是你在机器上的耳朵。

状态监测的相关目标市场在哪里?

我们目前主要从事标准的CMS应用,它们独立于涡轮机控制器之外工作。这将有利于使用集成系统,它们现在可以使用必要的自动化硬件。通过结合其它工艺参数和系统级监测,这些解决方案的表现将变得更为优异。集成控制器的系统很可能也能以较低的成本满足同样的质量标准。工业4.0相关主题如云计算、数字化和大数据也非常重要。随着可用性和稳产性要求变得越来越严格,状态监测市场将从中受益。在德国,海上风电场已被要求配备CMS。而在陆上,由于风力发电机被建造地越来越大,因此出现故障的后果也变得更为严重。这就是为什么所有风力发电机制造商都在超过2.5兆瓦的系统上将CMS用作标准设备的原因。国际市场 – 例如在中国 – 也在增长。这将反过来对制造商施加压力,促使他们能够最大限度地减少生命周期成本并消除危险因素。结合相应的独立分析服务,CMS可以在应对这些挑战方面发挥关键性作用。

许多公司对于接近像云计算这样的主题相当犹豫,担心它们可能会带来安全风险。你的立场如何?

这当然是我们正在考虑的主题。我们自己的服务器位于汉堡,因为我们最先考虑的是性能 – 但我们的容量并非无限。除去不利因素,我认为云计算解决方案其实是更加安全的选择。通常内部服务器在数据丢失方面的风险更大。在我看来,你从大型云计算服务提供商处所获得的数据安全性更高,先进性也更优于小型公司自己管理数据。况且云计算性能也在不断提高。

风力发电是否将会发展成为状态监测应用的大众市场呢?你的预测是什么?

对于成熟的CMS公司而言,它已经是一个大众市场 – 每个风力发电机制造商都拥有一个CMS供应商。然而,工业应用仍然是大多数CMS供应商的主业。它们已经有数十年历史,并拥有大量满意的客户。这真的取决于像贝加莱这样的控制系统供应商如何在风电行业站稳脚跟。如果他们取得了成功,那么CMS硬件成本将会下降,而且这将成为风力发电机自动化系统的标准组件。由于自动化供应商操作所有接口,因此他们所具备的优势是,他们能够满足客户想要使信息用于其它软件系统的要求。然而,我们看到这种情况发生还要等五至十年。随着各种技术进步和创新开发,我们绝不能忘记,状态监测仍然是有经验的分析师扮演重要角色之所在。

Bernd Höring,CEO和状态监测专家,8.2 Monitoring GmbH

“找到一个彼此适合的合作伙伴对我们而言至关重要。这意味着我们之间的关系是建立在开放互信的基础之上。我们的质量标准和我们的技术规范一样苛刻。这就是为什么我们需要一个像贝加莱这样能够在世界范围内满足这些要求的稳固的供应商的原因。”(来源:Alexandra Fabitsch)

什么是状态监测?

动态载荷和恶劣天气会对风力发电机的动力传动系统造成损坏。如果磨损的轴承、齿轮箱或发电机没有及时更换,那么结果很可能是灾难性故障和昂贵的延长停机时间。为了确保风力发电机平稳运行以最大限度地提高可用性和发电量,它们都配备有状态监测系统(CMS),可以根据磨损组件引起的振动情况提供关于组件健康的持续信息流。

贝加莱的状态监测是如何工作的?

贝加莱易于配置的状态监测模块可以提供可靠和精确的磨损检测,以便进行高效的预测性维护。作为X20控制系统的一部分,它们可以被自由地用于任意控制拓扑。这些模块的一个特点是,它们是在模块上进行振动分析 – 为易于集成提供经过完全处理的状态参数。结合像8.2公司的VibraLyzePRO这样的分析软件,它们可以实现有效的复杂系统在线监测。这些监测结果还可以提供对系统力学的详细了解,有利于对现有过程进行优化,从而最大限度地提高效率。

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