DB14T 2466-2022 风电场智能化运维技术导则

ICS29.020CCSF2114 12规范性引用文件 13术语和定义 3 36风电场智能化运维技术总的要求 46.1风电场智能化运维技术基本规定 46.2整体规划、统一管理、分步实施 46.3安全保障、稳定可靠 6.4技术先进、规范标准 7风电场智能化运维系统技术要求 57.1风电场智能化运维系统建设原则 57.2硬件设施技术要求 67.3数据采集种类及规范 7.4通信传输技术要求 77.5网络安全技术要求 7 8.1智能诊断技术主要内容 8.2状态监测与故障诊断 9.1智能运维管理功能要求 9.2智能调控管理功能要求 99.3检修维护技术要求 910.1信息管理要求 910.2技术支撑要求 10.3监管与运营技术支撑 附录A(资料性)风电场智能化运维技术体系示意图 工DB14/T2466—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由山西省工业和信息化厅提出、组织实施和监督检查。山西省市场监督管理局对标准的组织实施情况进行监督检查。本文件由山西省物联网和人工智能标准化技术委员会归口。本文件起草单位：山西大学、山西健科科技有限公司、山西省电力行业协会、大唐山西新能源有限公司、国家电投集团山西新能源有限公司、山西龙源风力发电有限公司、晋能清洁能源风力发电有限责任公司、山西同煤新能源有限公司、太原重工新能源装备有限公司、太原重工技术中心、中能建山西电力勘测设计院、国网山西省电力公司、国网山西电力公司电力科学研究院。本文件主要起草人：王灵梅、孟恩隆、尹少平、王平、刘玉山、贾成真、闫卓民、王强、程江涛、申杰兵、孟秉贵、苏华、程怀亮、郭东杰、申戬林、张卫东、黄仁泷、师明、李兵、王东、韩磊、赵兴勇、贾文强、李超峰、姜宏伟、韩西贵、高坤、魏宇、张超、郭红龙、范飞、席瑞萍、肖然、张旭帮、原升耀、薛宇。1DB14/T2466—2022风电场智能化运维技术导则本文件规定了风电场智能化运维技术基本概念与体系架构。规定了数据采集与传输、智能化运维系统管理、功能与性能、外部接口等方面的技术要求。本文件适用于风电场智能化运维技术的运行、验收、维护和评估。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.50电工术语发电、输电及配电通用术语GB/T2900.53电工术语风力发电机组GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护要求GB/T25385风力发电机组运行及维护要求GB/T30996.1风力发电机组风力发电场监控系统通信第1部分∶原则与模型GB/T31960.7电力能效监测系统技术规范第7部分：电力能效监测终端技术条件GB/T36047-2018电力信息系统安全检查规范GB/T36572-2018电力监控系统网络安全防护导则GB/T37025信息安全技术物联网数据传输安全技术要求GB/T37138-2018电力信息系统安全等级保护实施指南GB/T37257风力发电机组机械载荷测量DL/T666风力发电场运行规程DL/T755电力系统安全稳定导则DL/T860变电站通信网络和系统NB/T31129风力发电机组振动状态评价导则T/CEC164火力发电厂智能化技术导则3术语和定义GB/T30996.1、GB/T2900.50、GB/T2900.53界定的以及下列术语和定义适用于本文件。风力发电场智能化Windfarmintellectualization风力发电场在广泛采用数字信息处理和通信技术基础上，集成智能的传感与执行、控制和管理等技术，达到更安全、高效、环保运行，与智能电网及需求侧相互协调，与社会资源和环境相互融合的发展过程。2从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理的过程。通信传输Communicationtransport状态监测conditionmonitoring针对使风力发电机组结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素进行计算的有效方法。运维调度管理Operationandmaintenanceschedulingmanagement根据设计要求、机组状态、数据分析结果，以形成关于风电场生产、计划、实施、检查、维修等工作的流程。34缩略语5.1.1风电场智能化运维宜采用“线上线下融合”的方式，线上依托集控中心和生产管理系统，对场5.1.2风电场智能化运维其功能需求应具有运行(控制、检测)、维护、检修、生产和资产管理过程整合生产管理、集中监控等生产监控管理数据、故障预警、功率预测等运维辅助提升服务，构建统一工作窗口，提供资源地图、企业价值展板等实时资产呈现，向政府等监管部门提供企业经济效益、绿色减排效益等实时社会贡献指标。4a)通过集中风功率预测的部署提高b)洞察损失电量因素，精准提升发电量可利用率(PBA),实现端对端的场群绩效管理；d)以智能故障诊断、大数据预警为核心的预防性维护，确保风机的健康高效运转；6.1.1风电场智能运维要求通过对变电设备、风机的各项性能、振动及电量等参数进行实时在线/离线监测，在变电设备及风机的运行过程中，自动判别变电设备、风机性能劣化趋势，及时制定检修策略。通过数据智能分析实现状态监测、故障诊断、预警分析、载荷分析、寿命评估，进行智能调控、运维调度管理、越限处理等功能。至少应包括：数据采集与传输、设备智能诊断、智能运维调控管理等模块。6.1.4风力发电机、箱式变压器、开关柜、变压器、断路器等设备6.1.9风电场智能化运维技术应能够利用网络通信、信息融合、大数据等技术，通过对多源数据的自6.1.10基于风电场大量结构化或非结构化数据，风电场智能化运维技术应能够利用机器学习、数据挖掘、流程优化等技术，评估识别生产、检修、经营管理策略的有效性，为风电场的运营管理提供决策支DB14/T2466—20225安全保障、稳定可靠风电场群集中监控系统覆盖生产信息网络，大量风电场控制系统与之相连，应重点考虑系统连接及系统的可靠性和安全性；应从网络稳定、信息安全的角度考虑设计，从全方位采取措施来保证信息系统的安全。技术先进、规范标准风电场群集中监控系统应考虑先进性和标准化。在网络构架、硬件设备、传输速度、协议选择、安全控制划分等各个方面体现系统的先进性，同时也要兼顾技术的成熟性。标准化保证网络系统和应用软件系统应具有可共享性，互操作性、可扩充性、可管理性，建立开放式、遵循国际标准的信息系统。7风电场智能化运维系统技术要求风电场智能化运维系统建设原则7.1.1可靠性和稳定性在设备选型、网络设计、软件设计等各个方面应充分考虑系统的软件、硬件等各个方面可靠性和稳定性；系统建设时应充分考虑可靠性要求，通过关键硬件设备及软件采用冗余配置、集群、容灾备用等技术手段，消除单点故障，确保不因部分软硬件故障而影响系统功能的正常运行；系统应能适应各种故障下的自动/人工切换，保证系统的安全、稳定运行；系统设计应采取软件容错和资源控制等措施提高系统可靠性，能够实现7×24小时不间断的稳定数据服务。7.1.2安全性系统应满足电力二次系统安全防护相关标准、规范的要求，同时能够提供详细的安全方案，保证系统的网络安全、访问安全、数据安全以及资料安全；系统设计应采取有效的身份鉴别、访问控制、安全审计、抗抵赖、软件容错和资源控制措施，增强集控系统的安全防护能力，应能进行用户权限设置。7.1.3标准化系统平台严格遵循硬件设备无关化、电网模型标准化、数据通信标准化的统一标准和规范建设，以方便的实现功能的扩充。系统的建设完全满足电网制定的相关设备命名规范的基础上，实现系统模型的标准输出和输入，实现系统模型信息的共享。7.1.4开放性系统应具有良好的开放性和广泛的适应性，提供第三方数据接口服务，为第三方数据接入提供服务，并提供数据开放接口。系统应遵循国际国内标准，满足开放性要求。7.1.5适用性采用主流的、先进的技术构建系统平台，满足风电场经营全过程可视化的需要，为风电场运营管理、设备管理、技术管理、安全管理等提供业务支撑，促进各种资源信息综合应用，系统应具有先进的数字化、自动化和智能化技术水平。67.2.1数据采集设备c)可支持半结构化的日志文件(文本或者其他格式)存储，并提供日志文件操作接口；生产运行数据宜包括：h)测风塔数据；生产管理数据宜包括：DB14/T2466—20227d)物资库存管理数据；e)经营管理数据；f)技术监督管理数据；g)故障/缺陷管理数据；h)安全管理数据。7.3.3关键部件监测数据关键部件监测数据宜包括：a)风机传动链振动监测数据；b)风机叶片监测数据；c)风机塔筒监测数据；d)风机叶根、塔筒螺栓监测数据；e)风机发电机电流、电压监测数据；f)风机机舱视、音频监控数据；g)风机偏航电机监测数据；h)风机地基基础沉降监测数据；i)风机温度监测数据（发电机、主轴、齿轮箱、变流系统、变桨系统）；j)风机旋转监测检测（发电机、主轴等）；k)风机齿轮箱油位、液压站油位及压力、偏航及主轴油脂油位。通信传输技术要求通信传输应符合以下要求：a)每台风力发电机之间均构成稳定的光纤通信环网；b)通信各类设备均满足电网安全规范的相关要求；c)应符合GB/T30996.1-2014的相关原则与要求；d)通信网络设备均具备抑制网络风暴功能；e)升压站直采测控装置具备浮点上送、IEC61850通讯规约；f)支持采用B/S类结构，可以通过浏览器直接进行跨平台访问；g)如需增加采集设备，在数据传输过程中还应满足以下要求：1)采用有线传输网络时应支持Ethernet/IP、PROFINET、MODBUS-RTPS、EPA等工业以太网协议，可支持移动语音通话、无线数据和视频等信息共网传输；2)采用无线传输网络时可采用ZigBee、WiFi、GPRS等无线技术，应采用数据安全加密技术，应能通过以太网或光纤接口接入风力发电机的光纤网络。网络安全技术要求网络安全技术要求包括：a)风电场应按照GB/T22239—2019确定风电场智能运维的安全防护能力等级，并符合对应等级的安全要求，数据传输应符合GB/T37025—2018的要求；b)现场的监控电脑和服务器应通过机房的隔离交换机连接，组成内网子系统，不受外界网络的干扰，现场路由器和防火墙进来的外部网络接口应接入服务器的单独端口；c)应保证工业控制网络与企业网、移动互联和远程访问等外部网络之间通过工业隔离区实现边界防护；d)应安装防恶意代码软件或配置具有相应功能的软件：DB14/T2466—202281)软件应经过离线环境中充分的验证和测试；2)应定期进行升级和更新防恶意代码库。e)应采用白名单机制对操作员站、工程师站、服务器与客户机进行主机加固：1)应将工业控制系统中的可信应用程序加入到白名单列表中；2)应只允许经过工业企业自身授权和安全评估的软件运行。f)应满足GB/T36047-2018、GB/T36572-2018、GB/T37138-2018以及《发电厂监控系统安全防护方案》（国能安全〔2015〕36号）、调网安〔2018〕10号国调中心关于印发《国家电网公司电力监控系统等级保护及安全评估工作规范（试行）》等文件要求。8智能诊断智能诊断技术主要内容智能诊断系统主要通过状态监测、故障诊断、预警分析、载荷分析、寿命评估，进行智能调控、运维调度管理、越限处理，及时制定检修策略、设备维护方案，以实现智能化运维。状态监测与故障诊断8.2.1状态监测a)应支持风电场设备主要运行状态、设备信息、风电场运行环境情况的实时监测，信息的数量、质量应满足过程控制和生产管理的需求。b)应具备对全部主设备、关键辅助设备、关键控制装置和设备的状态监测与故障诊断功能。c)状态监测信息准确性要求：1)应支持状态监测信息的自动校准的功能；2)应支持状态监测信息的断点续传、远方召唤功能；d)应支持对监测内容进行可视化展示，并提供多样化的展现形式。8.2.2故障诊断a)应能够对风力发电机组关键部位进行故障诊断；应具备故障诊断类型、设备范围扩展功能；b)应能在故障发生后及时确定故障范围，评估故障影响与可恢复性；c)应能对正在发生的故障进行分析、判断，并确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势；d)应建立故障信息的逻辑和推理模型，实现对故障告警信息的分类和过滤；e)宜能够在状态监测信息不足或不精确的情况下对故障做出合理的诊断与评估；f)宜建立故障代码体系，形成特定型号设备的故障相关参数信息知识库，自动提示处理办法、预防措施及故障征兆；g)应具备故障录波功能，自动存储故障前后的设备状态数据和控制装置动作情况，为故障原因分析提供依据；应具备生产运行、状态监测、故障诊断等历史数据的存储功能。8.2.3预警分析a)预警内容宜包括：机组故障提前预判、开关状态变化、运行参数越限以及环境状态异常等；b)在故障诊断的基础上，应周期性地检测设备相关参数，并可根据实际情况进行越限参数的设c)应支持对预警历史信息的查询与管理；d)预警发生时应能及时记录，必要时可进行预警信息推送。98.2.4载荷分析b)应根据所获得的数据进行风力发电机组的载荷监测与分析，并对风电场所有风力发电机组的b)应拥有能够反映实际机组动态响应的数学模型，结合风力发电机组的实际运行规律和数据进b)现场变电设备、风力发电机发生故障时，应能自动建立并派发工作任务单；a)智能运维中心应具备集中监视风电场设备运行状态，发现风电场设备的运行管理数据达到或a)应实现检修、维护全过程资料的信息化、格式统一化、记录规范化，能够自动生成各类报表。4)宜利用语音识别、视频图像、可视化、红外成像、智能两票、智能终端、机器人、无人机等技术，实现运维检修智能化。a)应具备生产过程和经营管理信息的统计分析、数据挖掘功能；DB14/T2466—202210.1.2信息管理技术性要求a)应包括设备台账、运行、维护、改造、退役等设备全寿命周期的文档和资料的数字化保存、使b)应支持包括三维可视化等多种信息可视化技术的数据展示；c)应支持发数据存储和处理；d)核心技术应用宜采用现有主流技术。技术支撑要求a)风电场智能化运维远程支撑能力应具备用户管理和权限控制功能，具备远程数据存储、远程运行维护、远程故障诊断等能力。b)远程技术支撑系统，应满足以下功能：1)应具备远程访问、操作合法性检测功能；2)应具备接收远程运营指导、维护、故障诊断等信息的功能；3)应支持通过界面交互，将客户、专家、技术人员等信息进行远程交互；4)支持多应用并发访问；5)应能够兼容标准接口的数据接入和转发技术要求，能够与其他技术系统形成交互；6)应能够不同人员的需求提供快速获取数据、信息的服务，并具备一定的扩展性。监管与运营技术支撑a)应连接集团远程数据中心等机构，支持集团在远程数据平台上开展专题研究与远程技术服务，实现对风电场设备的生产过程监视、性能监测及分析、运行方式和设备故障诊断及预警、设备异常信息推送，形成互联网+电力技术服务业务形态。b)应能够满足电力市场交易、虚拟电厂等生产运营模式要求。c)应支持电力市场交易，具备电力交易智能辅助决策系统，确保电力交易信息交互安全。(资料性)风电场智能化运维技术架构示意图，见图A.1;风电场智能化运维安全分区拓扑示意图，见电力交易辅助大数据预警系统资产管理系统AI故障诊断守集中监控系统集中功率预测生产经营活动故障新增集控采集侧新增集控采集侧微电网采集侧光伏电场'风电场设备维护运维中心智能化运维系统管理越限处理运维调度管理智能调控寿命评估故障诊断状态监测载荷分析预警分析售电管理预警集控报出人员安全监测(手环、安全帽、吸烟)两票、解前往机位点主业务流程排查预防性维护两票、解损失电量完善工电网调度设备故障预警报出预防性维护变电非计划停电故障处理电网故障事件塔地图数据故障模块物资备件