內(nèi)容概要：

　　電力行業(yè)重組的影響在多個(gè)層面上都有所體現(xiàn)。分布式發(fā)電和能源多樣化的發(fā)展，也相應(yīng)造成了一些問(wèn)題的出現(xiàn)，如負(fù)荷問(wèn)題、缺乏切換靈活性以及可能的反向電流問(wèn)題。而利用全新預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析工具，電力工作人員將能夠在釀成問(wèn)題之前提前預(yù)防。本白皮書(shū)闡釋了如何在電力運(yùn)營(yíng)和維護(hù)中運(yùn)用這些工具。

　　簡(jiǎn)介：

　　如今電力行業(yè)正努力尋找新的方式來(lái)應(yīng)對(duì)不斷變化的能源市場(chǎng)。面對(duì)政府監(jiān)管、激烈競(jìng)爭(zhēng)和消費(fèi)者需求提高等諸多壓力，構(gòu)建更為可靠、高效和安全的電力系統(tǒng)迫在眉睫。分布式發(fā)電和能源多樣化的發(fā)展，也相應(yīng)導(dǎo)致了一系列問(wèn)題的出現(xiàn)，如負(fù)荷問(wèn)題、缺乏切換靈活性以及可能的反向電流問(wèn)題。此外，由于基礎(chǔ)設(shè)施老化和人員配備老齡化，還亟需進(jìn)行資產(chǎn)更新和知識(shí)獲取。

　　大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)無(wú)疑給電力行業(yè)帶來(lái)了福音，清除這些堪稱(chēng)顛覆性的障礙指日可待。一些有遠(yuǎn)見(jiàn)的電力公司開(kāi)始投資于監(jiān)控和預(yù)測(cè)分析工具，以幫助其充分利用這些數(shù)據(jù)。據(jù)Navigant Research 預(yù)測(cè)，到2023年，電力公司將在資產(chǎn)管理和電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域注入500億美元的資金。 1 通過(guò)利用預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析軟件，電力公司將能夠提高設(shè)備可靠性和性能，同時(shí)避免潛在的故障問(wèn)題。這些工具還利用電網(wǎng)數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化維護(hù)工作，并降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)開(kāi)支。

　　現(xiàn)場(chǎng)案列：設(shè)備故障

　　預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析解決方案能夠提前預(yù)警設(shè)備故障和異常操作狀況，而這些問(wèn)題是在傳統(tǒng)維護(hù)實(shí)踐中經(jīng)常被忽略的問(wèn)題。例如，一臺(tái)具有7個(gè)軸承(包含發(fā)電機(jī)軸承)的110MW蒸汽機(jī)型渦輪機(jī)的資產(chǎn)維護(hù)記錄顯示，一年多來(lái)該渦輪機(jī)零星出現(xiàn)許多單獨(dú)的問(wèn)題，后來(lái)問(wèn)題逐漸升級(jí)，最后導(dǎo)致設(shè)備徹底失靈。維護(hù)人員確認(rèn)了渦輪機(jī)軸承振動(dòng)問(wèn)題，并采取了相應(yīng)的糾正措施。完成維護(hù)后，又開(kāi)始出現(xiàn)另一輪類(lèi)似的零星問(wèn)題，還有一些新的問(wèn)題產(chǎn)生。

　　然后，我們利用最新預(yù)測(cè)分析工具(在此例中為施耐德電氣Avantis PRiSM?工具)對(duì)此設(shè)備的原始?xì)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。分析結(jié)果非常重要。如果能夠提前部署預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析解決方案，工廠工作人員在這一年多時(shí)間內(nèi)就能夠提前被預(yù)警，即渦輪機(jī)熱膨脹問(wèn)題發(fā)生，并長(zhǎng)期存在和演化。通過(guò)建模實(shí)踐，此工具能夠檢測(cè)故障模式，并在故障發(fā)生前6個(gè)月提前預(yù)警。模型表明軸承振動(dòng)只是其中一個(gè)癥狀，熱膨脹問(wèn)題才是主要原因。通過(guò)主動(dòng)修復(fù)維護(hù)將能夠解決熱膨脹問(wèn)題，避免導(dǎo)致軸承振動(dòng)問(wèn)題和設(shè)備停機(jī)。這樣便可節(jié)省維護(hù)成本，且由于設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)還將產(chǎn)生更多銷(xiāo)售額。在此例中預(yù)計(jì)可節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元的成本(基于35天的停機(jī)成本及相關(guān)維修成本核算)。

　　圖1 異常顯示偏離渦輪機(jī)資產(chǎn)預(yù)期性能行為

　　圖1顯示了整體模型殘差趨勢(shì)(表示與預(yù)測(cè)資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的總體偏離)，并說(shuō)明了工程師將如何提前發(fā)現(xiàn)該渦輪機(jī)的問(wèn)題。圖1突出顯示了預(yù)測(cè)運(yùn)營(yíng)和實(shí)際性能之間的偏差，因此可提供提前預(yù)警。特別是該軟件將可以發(fā)現(xiàn)不斷惡化的狀況，而這些狀況在4月份導(dǎo)致了設(shè)備被強(qiáng)制中斷(以及此年中后續(xù)出現(xiàn)的其他問(wèn)題)。運(yùn)營(yíng)人員將能夠采取相應(yīng)措施，避免設(shè)備停機(jī)(以及相關(guān)停產(chǎn)損失和所增加的維護(hù)成本)。

　　其他優(yōu)勢(shì)

　　維護(hù)實(shí)踐預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析軟件能夠使運(yùn)營(yíng)和維護(hù)人員提高工作主動(dòng)性。通過(guò)評(píng)估故障狀態(tài)并控制后果，從而避免突發(fā)的發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)中斷。這可以轉(zhuǎn)移負(fù)荷以降低資產(chǎn)壓力或計(jì)劃必要的檢修停機(jī)。該軟件工具能夠提高計(jì)劃性，從而降低維護(hù)成本。企業(yè)可以從容預(yù)訂和運(yùn)輸配件，在解決問(wèn)題同時(shí)維持設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還可以根據(jù)設(shè)備狀況和性能適當(dāng)擴(kuò)展維護(hù)窗口。其他收效包括提高資產(chǎn)利用率和識(shí)別表現(xiàn)不佳的資產(chǎn)。

　　此外，考慮到電力損失、設(shè)備更換、生產(chǎn)率損失以及額外人力時(shí)間成本，預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析軟件可以節(jié)省更多的開(kāi)支。預(yù)測(cè)分析工具的功能就在于，能夠?qū)⒃紨?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為易于理解和可行的洞察，從而提高可用性、可靠性和決策性。

　　預(yù)測(cè)分析工具使工作人員能夠直觀了解資產(chǎn)的實(shí)際和預(yù)期性能，包括環(huán)境條件、單位負(fù)荷和運(yùn)營(yíng)模式等詳細(xì)信息。運(yùn)營(yíng)人員還可以了解效率低下的方面以及對(duì)財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)的影響。他們可以衡量現(xiàn)有措施和決策對(duì)未來(lái)的影響。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成為更精準(zhǔn)的科學(xué)和每個(gè)受監(jiān)控資產(chǎn)的可能行為，并能夠被加以利用來(lái)優(yōu)化資本和運(yùn)營(yíng)支出。

　　知識(shí)獲取是預(yù)測(cè)分析工具的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)所在。在勞動(dòng)力過(guò)渡日益普遍的背景下，知識(shí)獲取可確保能夠重復(fù)利用維護(hù)決策和流程。因此，如果經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員離開(kāi)公司，其多年積累的知識(shí)仍可被新進(jìn)員工利用。

　　利用預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析軟件可提高可靠性和效率，也同樣能提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。電力公司能夠通過(guò)所需的見(jiàn)解，避免潛在設(shè)備故障和強(qiáng)制性運(yùn)營(yíng)中斷，而消費(fèi)者也可獲得更為可靠的服務(wù)體驗(yàn)。

　　下面列出了電力公司目前運(yùn)用的多種維護(hù)方法。最終可達(dá)的準(zhǔn)確性將取決于所部署工具的特點(diǎn)(參見(jiàn)圖2)。

　　圖2 維護(hù)程度經(jīng)常與獨(dú)立資產(chǎn)或合并資產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)有關(guān)。

　　維護(hù)實(shí)踐

　　被動(dòng)維護(hù)

　　被動(dòng)維護(hù)是最基本的策略，允許資產(chǎn)運(yùn)行直至故障的發(fā)生。它僅適用于非關(guān)鍵型資產(chǎn)，而這些資產(chǎn)與發(fā)電的安全性或可靠性幾乎沒(méi)有或沒(méi)有直接影響。此方法還可用于具有極低維修或更換成本，且不要求先進(jìn)技術(shù)投資的資產(chǎn)。

　　預(yù)防性維護(hù)

　　預(yù)防性維護(hù)(PM)方法將確保資產(chǎn)在達(dá)到故障點(diǎn)之前進(jìn)行徹底檢查。預(yù)防性維護(hù)策略要求，根據(jù)定期計(jì)劃或良好維護(hù)實(shí)踐方面的運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)和制造商/行業(yè)建議來(lái)執(zhí)行維護(hù)工作。

　　基于狀態(tài)的維護(hù)

　　基于狀態(tài)的維護(hù)(CBM)專(zhuān)注于設(shè)備的物理狀態(tài)及其運(yùn)行方式。如果某個(gè)衡量參數(shù)可作為反映潛在問(wèn)題的優(yōu)良指標(biāo)，運(yùn)用CBM方法較為理想。狀態(tài)必須由基于規(guī)則的邏輯定義，且該規(guī)則不會(huì)隨著負(fù)荷、環(huán)境或運(yùn)營(yíng)狀態(tài)而發(fā)生變化。

　　預(yù)測(cè)性維護(hù)

　　如果潛在資產(chǎn)故障會(huì)導(dǎo)致重大損失，則安全性或斷電風(fēng)險(xiǎn)比較高。在這些情況下將需要更為主動(dòng)的維護(hù)方法。預(yù)測(cè)性維護(hù)(PdM)依靠傳感器數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)引擎來(lái)不斷監(jiān)控資產(chǎn)性能，從而提前預(yù)警設(shè)備問(wèn)題和故障。PdM通常采用先進(jìn)模式識(shí)別(APR)技術(shù)，并需要預(yù)測(cè)性分析解決方案，來(lái)獲得設(shè)備健康狀況方面的實(shí)時(shí)見(jiàn)解。

　　預(yù)測(cè)性資產(chǎn)分析解決方案是全面維護(hù)計(jì)劃的主要部分。根據(jù)ARC Advisory Group的研究調(diào)查，僅1 8%的資產(chǎn)會(huì)因使用或年限而增加故障模式。2這就意味著在其他82%的資產(chǎn)中，預(yù)防性維護(hù)方法本身并不足以避免故障，因而需要更為先進(jìn)的方法。預(yù)測(cè)性分析軟件可對(duì)比每個(gè)資產(chǎn)的歷史運(yùn)營(yíng)簽名與實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)設(shè)備行為中的細(xì)微變化。該軟件還可在偏離達(dá)到運(yùn)營(yíng)警告級(jí)別之前識(shí)別出這些變化，從而創(chuàng)造更多的時(shí)間來(lái)采取分析和糾正措施。

　　總結(jié)

　　以可靠性為中心的維護(hù)

　　所有上述維護(hù)方法都為可靠性為中心的維護(hù)(RCM)奠定基礎(chǔ)。RCM是一種專(zhuān)注于后果的全面的預(yù)測(cè)性策略，可利用該流程來(lái)確定應(yīng)采取的操作，以確保資產(chǎn)運(yùn)作的方式是用戶(hù)所想要的。RCM是最高級(jí)的全面集成維護(hù)計(jì)劃，如果沒(méi)有基本維護(hù)實(shí)踐方面的重復(fù)流程是無(wú)法充分部署的，其中包括使用預(yù)測(cè)分析解決方案來(lái)支持預(yù)測(cè)性維護(hù)。

　　預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析解決方案可幫助電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、系統(tǒng)工程師、控制人員以及許多其他工廠工作人員充分利用目前的海量可用數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)決策，而這些決策可靠性和性能會(huì)產(chǎn)生積極的影響。先進(jìn)模式識(shí)別軟件可提供提前預(yù)警通知，并預(yù)留更多時(shí)間來(lái)計(jì)劃必要的維護(hù)措施，從而避免可能的設(shè)備故障并提高運(yùn)作性能，幫助工作人員更高效地進(jìn)行工作。

　　通過(guò)利用數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)性資產(chǎn)分析解決方案，發(fā)電和配電公司可以轉(zhuǎn)換其維護(hù)策略，減少尋找可能問(wèn)題的時(shí)間，而將更多的精力投入在采取措施，以提高每份資產(chǎn)的投資回報(bào)率。全新的預(yù)測(cè)資產(chǎn)分析軟件工具可允許電力公司監(jiān)控關(guān)鍵資產(chǎn)，以持續(xù)和實(shí)時(shí)識(shí)別、診斷和優(yōu)化處理可能的設(shè)備問(wèn)題。

（轉(zhuǎn)載）