宁夏风电场引入声学监测技术 智能诊断替代人工巡检实现无人值守运维新模式

问题:风电场多处偏远区域,运维“高处作业、长线巡检”压力突出。

宁夏多地风电场分布在戈壁荒漠地带,机舱距地面常达近百米,过去检修人员需攀爬登高或依赖望远镜、无人机开展目视检查。

此类方式对人员体能与专业经验要求高,遇到风沙天气作业风险更大;更关键的是,早期裂纹、轻微摩擦等“细小隐患”往往难以凭肉眼及时识别,容易出现发现滞后、停机检修被动等情况。

原因:自然环境叠加设备复杂性,推动运维从“看得见”向“听得见、算得准”升级。

风机叶片、轴承、齿轮箱等部件在强风载荷与沙粒侵蚀下,疲劳损伤与磨损风险增加;同时,风电机组连续运行、结构复杂,故障信号往往以振动、噪声、温升等形式先行出现,其中相当一部分处于人耳难以分辨的频段。

仅靠定期人工巡检,难以满足对“连续性、实时性、早期性”监测的需求,运维模式亟需向在线诊断与预测性检修转变。

影响:智能监测提升了“早发现、少停机、控风险”的综合效益。

在华电宁夏宁东风电场,工业传声器等声学监测装置被应用于机组运行诊断。

该类设备可覆盖可听频段及更高频的超声波段,能够捕捉细微裂痕、异常摩擦等早期信号,并将声学特征转化为可识别的异常提示,相当于为风机安装了灵敏“听诊器”。

对运维而言,这意味着故障从“发生后处置”转向“苗头期干预”,有助于减少突发停机与连带损伤,降低高空抢修频次,提升设备可利用率与发电稳定性,也为大基地外送电安全提供更坚实的支撑。

对策:以“声纹+巡检+机器人”构建无人值守场站的运维闭环。

宁东风电场在推进智慧化无人值守场站建设中,不仅在风机端部署声学“耳朵”,在变压器等关键电力设备上也配置声纹监测系统,实现对核心资产的多点、联动监测。

与此同时,引入轮式机器人等装备,承担标准化、重复性强的巡检任务,配合远程平台实现数据汇聚、告警分级与工单派发,减少人员在高处、野外和恶劣天气下的暴露时间。

按照测算,通过智慧化改造,一个场站年巡检工时有望减少约3000小时,人力成本降低约60%,并推动核心设备实现全天候无人监测,形成“在线感知—智能研判—快速处置”的运行维护体系。

前景:以数字化运维夯实能源转型底座,推动风电从“规模扩张”走向“质量效益”。

今年是“十五五”开局之年,能源结构优化与新能源高质量发展对安全稳定供给提出更高要求。

面向未来,随着传感器布设更完善、故障样本更丰富、运维流程更标准化,声纹诊断与无人巡检将进一步向“预测性检修”延伸,实现从单机故障识别到场站级健康评估,再到区域集群的运行策略优化。

与此同时,标准体系、数据安全、设备兼容与人员技能转型也将成为智慧运维推广的关键环节。

通过在戈壁风电场景中形成可复制的技术路线与管理模式,有望为西北大型新能源基地建设提供示范,提升全生命周期经济性与电力系统的调节韧性。

从戈壁滩上的风机到智慧运维系统的神经末梢,宁夏风电的实践印证了科技创新对能源革命的催化作用。

当传统产业与数字技术深度融合,不仅释放出提质增效的经济价值,更勾勒出中国式现代化进程中,绿色能源发展的清晰路径。

这场始于“听诊器”的变革,正在为全球能源转型书写新的注脚。