2013年10月18日,北京国际风能暨展览会——风电技术论坛——风电故障与分析。四川中光防雷科技股份有限公司董事长王德言介绍风电机组用智能雷电检测装置。以下是全文:
王德言(代表):大家早上好!我是四川中光防雷科技股份有限公司的副总经理,我们董事长出国了,委托我做这个发言。我们公司是专业从事雷电防护研究和产品制造生产的一家企业,我们并不是一家专门的从事在风电领域的,我们的产品用在风电、光伏、交通、能源、军事、气象等等各个行业。我们公司成立于1987年,到现在成立26年的时间,我们目前通过ISO9000和ISO14000,目前公司位于四川成都高新西区,占地面积不到100亩,员工600多人,产值3个多亿人民币,出口业务占70%。我们拥有一家通过国家SNAS认证的检测中心,同时拥有技术中心和工研中心。我们是中国工程建设标准化雷电防护专业委员会的副主任单位,这是一个地理的位置,我们在成都四川。
我们是一家专业的制造雷电防护产品,全系列的雷电防护产品和解决方案的供应商,我们的客户遍布全球30多个国家,在国内和亚洲是最大的专业雷电防护产品的制造企业。同时我们也是一个行业的解决方案的供应商,致力于各类标准的研究,产品的测试,以及各类产品的研发。我们在海南、云南、江苏、成都和四川分别建了有雷电的检测站和雷电的波形的观测站以及各类实验基地,这是一些照片。我们也做了大量的雷电防护的工程,但是这里边有风电的工程,主要集中在张北和虎头山等等地方。
中光到目前为止我们做了很多国家标准,主要涉及各类行业、国家级的雷电防护标准,目前国家标准15项,行业标准11项。这是我们的一些检测设备。目前有60多项国家的专利,其中发明专利占了很大一部分,我们产品覆盖门类最多,我们大概覆盖483种产品,涉及到直击类防护,各类高压保护,节电类的保护,智能雷电检测。我们目前行业涉足在石油、石化、交通、能源、国防、风力发电,光伏发电,核发电等等。
刚才简单介绍一下公司的情况,下面简单的介绍一下雷电检测在风电领域里的广泛应用,这块实际上是我们公司最新研究的一个系统,我们叫雷电智能检测系统,主要用在电力,风力发电和交通等几个行业,石油石化也有应用。我们也跟很多风电的企业在合作,包括我们跟龙源这边也有一些研究合作的探讨,也和其他的一些公司有合作的研究,标准的方面开始。
那么,风机的雷电事故我们有很多统计,刚才很多公司都有介绍,这块略过。就是雷电对于风机的影响非常严重,因为风机往往地属空旷地区,而且本身高度很高,由于风机的密度增加,会导致这个地方的电场强度发生一些变化,再加上本身风力发电处在风口上,就是雷电自然聚集区,因此雷电的高发率对于风机的安全来说成为至关重要的一个危害源。所以,雷电对于风力发电机的影响可能会造成巨大的损失。
那么,这里边有一个大概的统计,这些数据来自于相关的行业统计,可能跟风电行业的统计不一定完全对得上,我是站在雷电角度做的统计,大概13亿人民币左右。因此,我们认为对于风力发电的雷电防护应该做一个全系列的解决方案措施,从故障与左海分析的角度上讲,我们认为在风力发电行业应该考虑应用一些智能化的监测系统,这样能够对它的雷电的发生进行统计和分析,对于它的密度和频率以及强度进行分析,从而找到一个更好的雷电防护的解决方案。
这是我们的一个系统的逻辑框图,我们在每个风机上会装我们的传感器,以及我们雷击的信号发射器,通过网络和各种各样的连接方式,最后会汇总到数据中心,或者叫监控中心。那么,监控中心对一个风电场上哪些风机受到了雷电的影响,就会有实时的记录,这些记录主要包括时间,雷电发生的伏值,以及雷电流的大小和波形情况。在我们的雷电监测系统当中,我们还设置了一个存储器,能够存储32GB的数据,这些数据可以用WIFI的方式,用其他的GPRS的方式,3G的方式最终会找到我们的数据中心和管理中心。这样我们数据中心对这个风场就会得到最详实的数据,这些数据汇聚之后,就对一个时间段内雷电发生的情况,对风机的影响情况进行分析。
我们目前雷电系统测量的范围是五个千安培到一百千安培,我们的误差小于10%。实际上我们最新的误差是小于5%了。我们可以对雷电能量的正负极性进行大小的分析,对事故原因做一个统计分析,比如某一个风机的安装位置,某一个风机的转向,比如这个风场本身所处的位置,比如它周边的情况,可能有矿产,会导致这个地区雷电的情况急,我们就应该有对应的解决方案了。所有的数据都是存在我们的系统里面,由各种各样的方式传递出来,有无线的方式,有线网络的方式,也可以通过光纤。传出来以后,我们可以对它进行分析,或者存储起来。这是我们的系统构成,有主机,软件,传感器,我们有前端和后端,构造浏览器和服务器方式。这是我们用的传感器,这个传感器可以准确的测量到风力发电机系统当中各类电流的变化,包括雷电影响的变化。
这是我们系统测试的一个波形图,这是我们的主机的硬件逻辑电路图,我们整个系统的工作原理是从信号采集到模块的条例,调制,数模转换,采样之后进行数据存储,存储之后把它传送出来,在控制中心可以看到全部的图形,包括伏值,波形等等都可以看到。我们这个系统目前的测量误差是非常小的,刚才我已经讲到,十千安范围以上的检测方位我们的误差小于5%,更大的范围我们小于10%,换句话说,一个雷的电流强度是非常高的,这种电流通常在10千安以上,由于我们精度比较高,所以可以满足风力发电机雷电检测系统的需求。
我们目前所用的结构就是浏览器与服务器结合的工作方式,对于后台的软件集成和软件集合非常方便,各个行业可能有自己不同的系统,不同的软件,都可以非常方便的集合到你们的系统当中去。这是我们一个软件控制的流程图,主要是从我们上位端的软件,也叫下位端的软件,对于数据汇总到服务器端,一个风电场服务器端只要一个软件就好,客户端的软件已经固化在系统里边了,不需要其他的装载方式,这是我们的实时安装的一个效果,一个现场的图片,包括当时安装的情况,我们的设备以及当时记录下来的。不过这个不是安在风电的,是安在风电旁边的测压站的。这是主机安装的情况和传感器安装的一些电路图,这是是在石油石化的,这是在高压的配电柜里面,这样跟电力公司就可以集合起来,不需要另外的安装和调试,这也是一种最新的方式。