华夏能源网 新闻 拥抱“双碳”时代,扩博智能后市场运维助力风机“迎风飞舞”

拥抱“双碳”时代,扩博智能后市场运维助力风机“迎风飞舞”

在“双碳”目标与新型电力系统构建的双重背景下,我国风电产业发展如火如荼。截止2021年9月底,我国风电装机容量已经高达2.97亿千瓦。

然而,随着风机装机容量不断扩大以及机组的服役年限增长,风电后运维领域仍存在诸多问题。机组停机、叶片折断、失火、倒塔、人员事故……一起起风机事故暴露出传统风电运维面临的困局。尤其是许多风机在架设施工及后期运维过程中都需要“蜘蛛人”爬上爬下,而因此导致的危险事故也层出不穷。随着塔筒高度逐渐攀升,机组设备不断更新,都对运维管理技术,人员均提出了更高要求。

近日,瑞典175MW Bjorkvattnet陆上风电场的风机叶片断裂事故更将这个问题推上了风口浪尖。如何改变传统风电后运维所面临的困境,保障风电设备安全运行与维护,提高运营效率,成为行业的共同诉求。巨大的后运维需求引得开发商、整机商以及第三方企业纷纷“入局”。成立于2016年的扩博智能Clobotics,选择以AI赋能风电行业,研发风机叶片全自动巡检方案。经过5年多的时间,扩博智能已经成长为全自动无人机巡检领域中的佼佼者。

“国内磨剑、国外亮剑”

针对传统风电后运维所面临的困局,各国都把目光转向了机器人、无人机,以代替人工开展风电机组的维护,有望在降低人员安全和运维风险的同时,通过数据采集和远程监控实现风电的数字化和智能化运维。

作为全球海上风电开发最早的国家之一,丹麦无疑是全球海上风电开发和安装运维的先进国家,也是各大厂商拓展国际风电市场的“兵家必争之地”。公开数据显示,世界十大风电整机商中有七家在丹麦落户,1/2海上风电发电叶片由丹麦提供,全球最大的风轮制造商维斯塔斯位于丹麦,金风、远景能源、上海电气等中国主流风机制造企业纷纷在丹麦设立研发中心……

在今年10月,扩博智能宣布,将通过其全资子公司——丹麦扩博智能有限责任公司,收购总部位于丹麦的Danish Blade Service有限责任公司(“DBS”)。DBS是一家领先的独立风力涡轮机维修解决方案供应商,为整个欧洲的客户提供服务。

扩博智能创始人兼CEO严治庆表示,丹麦是全球风电的发源地,通过本次收购,扩博智能除了将自身技术更好赋能 DBS 目前正在服务的风电产业客户,同时也会将 DBS 的运营专长和最佳实践引入扩博在中国的新兴维修业务当中,产生业务协同效应。

这是自2020年以来扩博智能在欧洲进行的第3次收购,是标志着其进入庞大的全球风力涡轮机叶片维修市场的一个重要里程碑。

短短一年多内三次收购,源于扩博对于自身发展的战略定位——“国内磨剑、国外亮剑。”

“国外亮剑”凭借的可不是运气。

从2016年初创成立,到在风电行业崭露头角,再到成为全球风电全自动无人机巡检领域中的佼佼者,短短5年多时间,扩博智能以“人工智能”起家,通过计算机视觉和机器学习技术为企业用户提供端到端的智能服务,成为风电后市场领域横空出世的一匹黑马。

凭借过硬的技术和产品,扩博智能获得了亮眼的成绩单。扩博智能以自主研发的风机叶片全自动巡检服务,先后为龙源新能源、上海电气、华电、华能、三峡新能源等大型电力企业提供全自动风机运维服务,并成为西门子歌美飒、维斯塔斯、Orsted等风电巨头的合作伙伴。如今,扩博智能已经服务于国内超过20%的风电场,业务范围还遍布亚、欧、美等多个大洲。

全自动巡检,破解风电运维困局

深耕风电后运维服务市场,源于扩博深刻的商业逻辑和领先的技术优势。

中国是全球风力发电规模最大的国家,全球45万台风机里,中国就占据了三分之一。

传统风电运维主要依靠现场工作人员进行巡检及预判机组故障,要么使用望远镜、利用肉眼进行检查,要么依赖“蜘蛛人”爬到百米高空进行观察,安全性差、巡检效率低…..还会造成漏检漏诊等情况。

更遑论在海洋风电场对风机进行维护,这长期以来都是行业的挑战。

海上风电场一般离岸距离可达1-50km,其运维环境的恶劣程度及难度远大于陆上风电——海上环境复杂,风浪大,而且运维人员还需要登高进行电力作业,作业时间长、危险系数高等。同时,运维船舶出海作业,海上环境复杂,在船舶性能不够完善的情况下易发生油料泄露等,污染海洋环境。此时,一套能够经受住严苛环境考验的安全防护设备就成为保障运维人员生命安全的利器。

近期,国家能源局通报3起风电事故。其中,某总包单位1名作业人员在距地面80米高的4号风机机舱平台进行作业过程中,意外碰撞跌落,以生命为代价的教训给风电行业敲响了警钟。

严治庆回忆道,自己在调研时,看到一位50多岁的老工人,靠着绳索、保护带等简单的装置,将自己吊在离地 100 米的高空进行作业,感到“非常心酸”。这位工人通过望远镜去观察叶片,然后再去用手机拍摄疑似缺陷部位,为了获得更好的角度,他甚至需要去踢一下塔筒……

“一些风电场拥有上百台风机,可以想象工作量会有多大。”严治庆说,“一定会有更好的方式,真正改变这种传统、低效、安全隐患大的运维方式。”

扩博智能为此开发了风电全自动无人机巡检服务,产品经过几次迭代,技术越来越完善,得到了广大客户的认可。

“最重要的技术优势就在于三个字,全自动。”严治庆向记者介绍,全自动巡检相较于人工巡检,正如同驾驶员驾驶与无人驾驶的区别。而相较于自动驾驶,无人机全自动风机巡检相当于“三维”的无人驾驶,在空中有XYZ三个轴,控制难度更高。为此,扩博智能打破技术壁垒,不断迭代,在六大模块中实现了自己的“长板优势”。

一是实现无人机100%全自主飞行。在大风环境下,这对无人机本身的飞控系统、平衡和控制算法提出了极高的要求;

二是相机云台。在自动巡检过程中,确保在无人机马达不断震动的前提下,确保搭载拍摄系统的云台不会抖动;

三是基于机器学习模型的叶片缺陷识别系统。无人机上的视觉识别系统可以仔细检查叶片的每一面,动初筛叶片受损状况,在巡检时可以锁定叶片上1~3毫米的裂缝,并拍摄出清晰图像。它所能达到的分辨率可将落在叶片上的苍蝇图像清晰呈现;

四是软硬件结合能力。受到风速、光线等因素变化的影响,无人机拍摄系统中的快门速度、ISO感光度、飞行速度等指标都会进行实时调整;

五是叶片全景自动拼接技术。风机叶片属于超大型、极大长细比物体,对单个叶片拍摄需要数十张景别不同的照片。巡检结束后,还需将飞行系统获取的照片自动拼接成完整叶片图像,并精确还原缺陷的实际位置与大小;

六是基于机器学习模型,叶片缺陷识别系统对叶片上的缺陷进行严重程度的判断以及状态分析,形成风机叶片损耗辅助报告反馈给用户。

“这六大模块,都需要工匠精神去精心的打磨,把每一个环节都做到极致。”严治庆直言,“经常跟团队说,每一个环节都作案到90%,那么6个环节综合成功率就在50%左右,这个比例对于任何客户而言都是不可接受的。”

循道而行,事遂功成。扩博智能的无人机全自动巡检方案成功解决了行业痛点,过硬的产品质量也让扩博智能在行业中口口相传。从一个风场到一个省,再到多个省区……短短五年,扩博智能迅速赢得了不少大型央企的青睐,并成功打入欧美和东南亚市场。

“如今,客户对于无人机全自动巡检都非常认可,可以说是供不应求。”严治庆直言,事实上,随着风机装机容量不断扩大,风场的后运维人力资源非常缺乏。无人机全自动巡检服务解决了企业在风机巡检上人员危险系数大、检查不全面,人力成本高等问题,极大提高了风机巡检的效率。

打造无人机巡检赛道的核心竞争力

日前,《2030年前碳达峰行动方案》正式印发,对碳达峰目标相关指标和任务进行了进一步的细化。《方案》明确提出,全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展。进一步完善可再生能源电力消纳保障机制。到2030年,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。风机后运维市场潜力巨大,通过数字化手段介入进行后运维风机全生命周期管理迫在眉睫。

“扩博智能的目标始终是去做全球最智能的风电后运维的数字化公司。”严治庆说。

谈及公司未来的战略规划,严治庆介绍,在风电全自动无人机巡检生态中,通过智能巡检作为基础切入点,再将采集到的巡检数据进行分析及故障预判,并进一步利用攀爬维修机器人对叶片进行维修,从点到线、面最终构建岀全自动无人机巡检服务的完整闭环。

今年北京国际风能大会期间,扩博智能展出的“会攀爬”的维修机器人,得到了国内外业主、生产商、主机厂的广泛关注。维修机器人一改“维修就要花大价钱”的传统固有印象,提倡“把成本平摊到日常维护上,维修转变成日常保养”的思路,为合作企业提供更安全、更高效、更具经济性的技术服务和策略建议。

严治庆介绍,在产品层面,扩博智能将继续通过技术创新、产品升级、服务优化,致力于提供一整套基于人工智能的一站式风机叶片全自动巡检、维修和数字化管理平台服务。在商业层面,扩博智能也将不断推进产品和服务在海外市场的落地,并循着央企步伐一同“出海”。

“我们根据企业需求,不仅为风机叶片提供智能巡检服务,还将智能巡检解决方案与资产数字化管理相结合,共同探究数据化、智能化、数字化发展的前景和价值。”严治庆说。

(编辑:谢玮)

来源:经济网

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