Прогнозирование технического обслуживания с помощью ИИ для мониторинга ветряных турбин
Растущая тенденция и высокие эксплуатационные расходы в ветроэнергетике
В 2016 году более 170 стран подписали «Парижское соглашение», взяв на себя обязательства по ограничению глобального потепления и выбросов углекислого газа, с целью ограничить повышение средней глобальной температуры до уровня ниже 2°C по сравнению с доиндустриальным уровнем. В настоящее время более 90 стран мира поставили перед собой цель достичь к 2025 году 50 % общего объема производства электроэнергии за счет «зеленой» энергии, а более 50 государств планируют достичь 100 % «зеленой» энергии к 2050 году.
При разработке ветроэнергетических проектов способность ветротурбины достигать оптимальных характеристик в течение расчетного срока эксплуатации является решающим фактором в оценке успеха или неудачи инвестиций в ветроэлектростанции. Рынок технического обслуживания ветрогенераторов охватывает весь жизненный цикл ветроэнергетического оборудования: от производства, установки до окончательного вывода из эксплуатации, который длится 20-25 лет. Если говорить о качественных ветряных турбинах, то эксплуатационное обслуживание на протяжении всей жизни является критически важным. Большие лопасти ветряных турбин, расположенные на открытом воздухе, сталкиваются со следующими проблемами в плане технического обслуживания:
- Традиционные методы ручного мониторинга сложны, дороги и связаны с длительными простоями турбин, подходят только для обнаружения трещин на лопатках и ударов молнии.
- Метод встраивания датчиков в лопатки для мониторинга, позволяющий осуществлять мониторинг в режиме реального времени без простоев, отличается высокой сложностью и дороговизной.
- Хотя использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для осмотра лопаток является экономически эффективным, турбина должна быть остановлена, мониторинг турбины в реальном времени не может быть обеспечен.
Инспекция с помощью искусственного интеллекта (ИИ) для оперативного обслуживания и снижения затрат
Чтобы решить вышеупомянутые проблемы технического обслуживания и снизить эксплуатационные расходы клиентов, поставщики оборудования и решений для ветряных турбин предлагают интегрировать систему визуального контроля с использованием ИИ в комплексную интеллектуальную систему эксплуатации и технического обслуживания ветряных электростанций. Решения для мониторинга изображений с помощью ИИ обладают такими преимуществами, как низкие общие инвестиционные затраты, возможность осуществлять мониторинг в режиме реального времени без простоев, большой охват обнаружения и высокая точность. Такой подход наиболее эффективен для упреждающего предотвращения повреждений ветряных турбин и максимизации выработки электроэнергии за счет мониторинга состояния турбин в режиме реального времени.
Основные преимущества прогнозирования ИИ для обслуживания ветроэнергетики
- Решение для рынка модернизации: Система относится к рынку запасных частей, позволяя клиентам проводить техническое обслуживание без замены всей генераторной установки ветряной турбины. Простоя турбины не требуется.
- Мониторинг изображений с помощью искусственного интеллекта: Используется мониторинг изображений с помощью ИИ, обеспечивающий получение изображений различных частей лопастей в режиме реального времени благодаря установке камер. Пользователи могут мгновенно отслеживать состояние на месте.
- Обнаружение дефектов в режиме реального времени: Данные изображений в режиме реального времени поступают в систему искусственного интеллекта, которая включает алгоритмы распознавания изображений искусственного интеллекта для мгновенного обнаружения дефектов лопастей, выдавая быстрые сигналы тревоги для таких проблем, как скопление льда, трещины и разломы.
Используя обширные данные реальных случаев, производители оборудования для ветряных турбин разработали высокоточные модели искусственного интеллекта. Точность обнаружения ледяных наростов составляет более 95 %, точность обнаружения трещин - более 95 %, а точность распознавания ударов молнии - более 80 %. После обнаружения проблемы система немедленно выдает предупреждение для оперативного обслуживания.
Система визуального контроля с искусственным интеллектом компактна, что позволяет заказчикам напрямую устанавливать ее на существующее ветроэнергетическое оборудование для оптимизации эффективности ветряных турбин без существенных затрат на приобретение нового крупногабаритного оборудования. Для установки и эксплуатации не требуется время простоя. В случаях с конкретными ограничениями на площадке поставщики оборудования и решений для ветряных турбин могут разработать индивидуальные решения с использованием искусственного интеллекта для каждой ветряной электростанции, повышая производительность, увеличивая выработку электроэнергии и продлевая срок службы турбин, что повышает общую стоимость ветряных электростанций.
Общий процесс установки и эксплуатации системы выглядит следующим образом:
- Установите камеры на все новые модели ветряных турбин, предлагая индивидуальные решения по мониторингу изображения лопастей даже для турбин сторонних производителей.
- Установите на ветряную турбину систему визуального контроля с искусственным интеллектом, которая отслеживает состояние лопастей и предоставляет оцифрованные данные в режиме реального времени.
- Система мониторинга централизована в диспетчерской, что позволяет удаленно отслеживать состояние оборудования и предоставлять аналитические отчеты.
- Установка на месте не требует простоя ветряной турбины, подключается по принципу «подключи и работай», система наинает работать в течение 1 часа.
- Модели ИИ после обучения могут быть удаленно синхронизированы с граничными системами для непрерывного мониторинга.
- Для обеспечения оптимальной работы проводятся удаленные проверки лопастей в режиме реального времени.
Почему Advantech
- Advantech предлагает интегрированное аппаратное и программное решение, что позволяет сократить расходы заказчика на разработку.
- Система MIC-711 от Advantech отличается компактным промышленным дизайном без вентиляторов и подходит для установки вне помещений, обеспечивая длительную стабильную работу.
- Advantech предоставляет SDK для анализа ИИ на границе, программное обеспечение для платформы управления и дополнительные услуги, что позволяет создавать гибкие и индивидуальные решения в соответствии с требованиями заказчика.