风力发电正迅速崛起，成为能源结构中日益重要的一环。事实上，在2023年第一季度，英国风场的发电量就首次超过了燃气发电厂的发电量。

在很大程度上，风力发电的增长依赖于风机及其高效稳定的发电性能。这涉及到设计、工程以及运营与维护等诸多因素。

状态监测系统是维护风机性能的成熟技术，但这一点并非始终得到广泛认可。德国莱茵集团海上风电公司首席状态监测系统专家卢斯米亚•巴杰克表示：“目前，状态监测系统在风电领域的应用已达到相当成熟的水平。但我记得曾有一段时间，人们质疑这类系统是否真的必要。”

不过，这些质疑都已成为历史。他补充道，对海上风电场而言，数据的收集对其顺畅运行至关重要，因为它能带来诸多益处。

“由于设备规模巨大，任何停机时间都要付出高昂代价。” 巴杰克说。

莱茵集团已在其全球风电机组中部署了超过1,000台SKF IMx单元。这些单元收集旋转部件的“健康”数据，如轴承振动、温度和其他指标。数据的收集至关重要，但只有通过正确的分析，这些数据才能真正发挥作用。

巴杰克解释道：“随着风电机组的增加，我们需要处理的数据量也在增加。”为了提高生产效率——这对莱茵集团来说是一个关键因素——公司的运行和维护团队需要获取更高质量的数据。这意味着需要更精确的数据，以便更准确地预测潜在的问题。巴杰克说：“我们的运营和维护团队要求将误报率降到最低，并尽可能实现零误报。然而，要处理如此庞大的数据量，并应对严格的行业要求，确实是一大挑战。”

IMx单元正是为了解决这一问题而设计的。它们通常用于监测传动系统上的部件，主动查找并纠正故障，防止其演变成更大的问题。众所周知，维护费用占风机运营成本的很大一部分。通过避免灾难性故障等方式最大限度降低维护成本，是实现高效且盈利运营的关键。

自主维护

维护是风电行业中的一项关键工作。随着时间的推移，大型旋转机械部件不可避免地会出现故障，部分原因是恶劣的运行环境。状态监测系统有助于尽早发现这些故障迹象，这也是莱茵集团致力于实现自主运营和维护的关键因素。巴杰克表示：“我们越来越希望能够独立维护和运营我们的风电设备。”这意味着莱茵集团要全面负责从传感器收集数据流，并分析这些数据。“

他继续说：“网络、数据基础结构和数据后处理完全由我们自己掌控，同时由SKF提供后台支持。”这是SKF经常为客户提供的服务。然而，在莱茵集团的案例中，他们希望摆脱对SKF的依赖，但这并不意味着SKF完全置身事外。”

巴杰克表示：“我们希望能够掌握最新版本的软件和固件，以便更有效地收集和分析数据。我们还希望与SKF保持联系，交流最佳应用方案，并整合数据采集的预处理和后处理。这就是合作的好处所在。”这样的合作需具备几项要素，其中之一是SKF需为莱茵集团工程师组织培训，帮助他们提高预测性维护的能力。

技术支持同样重要。SKF状态监测工程师贝恩德•海因茨表示：“我们知道我们的软件如何操作。我们通过研讨会相互了解，并共同制定应用标准。”

持续的软件升级有助于解决“痛点”。 海因茨说：“最新版本的软件使我们能够追踪特定的损坏情况，并发现问题。”

作为工程零部件的传统制造商，SKF与莱茵集团签订的协议还包括提供一系列备件、库存的合理化和优化，以及先进的机械工程服务。

在巴杰克看来，与SKF的合作是一个持续改进的过程。他说：“我们都欣然接受改进风机状态监测系统所带来的挑战，我们需要更好地理解和处理所收集的数据。更精准地数据分析可以帮助我们变得更主动、更高效。”

早期预警

及早发现问题是使用状态监测的关键优势。在风电行业，这一技术的应用远不止于对轴承早期健康问题的预测。

巴杰克解释说：“对于海上风场运营商来说，仅仅被告知需要立即解决问题是不够的。问题需要提前被识别出来，这样我们才能合理制定维护计划。”

莱茵集团认识到了这类预警通知的重要性，并与SKF合作，一起查漏补缺，并提高了监测流程的效率。

目前，这两家公司正在讨论软件的最新版本，以及如何利用它来解决这些问题。这样做是为了避免可能导致严重后果的故障，例如齿轮箱出现裂缝。在这种情况下，齿轮箱中的油可能会从机舱泄漏到塔架上。

“我们面临的挑战是如何尽早收到预警，以防止出现这种情况。这是我们追求的目标之一。”巴杰克表示。

数据至关重要

对于像莱茵集团这种以工程为基础的企业来说，信息是提升运营效率的关键所在。巴杰克介绍说：“在最新的项目中，我们将采用一套自主设计的高品质状态监测系统。而与我们内部的状态监测工程师的合作，将使莱茵集团能够更主动地整合这些数据。”

巴杰克认为，状态监测系统有助于快速深入了解设备的状态，我们可以依据相关数据积极主动地实施维护计划。“如果没有数据，我们就无法真正制定出任何有效的维护策略或维护方法。”他说道。

巴杰克表示，莱茵集团已经远远超越了评估状态监测系统利弊的阶段。他说：“我们的行业已经足够成熟，不会犯在没有状态监测就运行设备的错误。特别是在海上风电维护方面，了解部件的状态对于风场的运行至关重要——这关系到保持竞争力，并以最低成本运营和维护设备。”