風(fēng)電：依托平臺(tái)優(yōu)化風(fēng)場(chǎng)管理

宋穎昌

風(fēng)電行業(yè)面臨風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、設(shè)備維護(hù)成本高、并網(wǎng)協(xié)調(diào)效率低、棄風(fēng)漏電壓力大等痛點(diǎn)問(wèn)題，亟須加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。金風(fēng)科技、昆侖數(shù)據(jù)、上海電氣等企業(yè)正以設(shè)備智能化運(yùn)維、風(fēng)場(chǎng)數(shù)字化管理、精準(zhǔn)柔性供電等場(chǎng)景為切人點(diǎn)，全面提升設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)、服務(wù)等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平。基于此，我們對(duì)風(fēng)電行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進(jìn)行了專(zhuān)題研究，深入剖析風(fēng)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)、平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景以及業(yè)務(wù)落地解決方案。

三大轉(zhuǎn)變值得關(guān)注

（一）數(shù)據(jù)采集：由底層互聯(lián)向全面感知轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期長(zhǎng)、成本高、精度低，難以滿(mǎn)足風(fēng)場(chǎng)精細(xì)化設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)需求。隨著智能傳感器和通信技術(shù)的興起，更加精細(xì)全面的數(shù)據(jù)采集成為可能，能夠建立更精密的風(fēng)資源圖譜、零件微觀模型和環(huán)境數(shù)據(jù)模型，從而為智能選址設(shè)計(jì)、生產(chǎn)性能提升、管理決策優(yōu)化等提供有效數(shù)據(jù)支撐。

（二）設(shè)備維護(hù)：由人工調(diào)試向智能運(yùn)維轉(zhuǎn)變。風(fēng)場(chǎng)般處于人煙稀少、位置偏僻、環(huán)境惡劣的地區(qū)，不適宜維護(hù)人員長(zhǎng)期駐扎。特別對(duì)于海上風(fēng)電來(lái)說(shuō)，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用占到總成本的一半以上。在對(duì)設(shè)備運(yùn)行與環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，有利于開(kāi)展預(yù)測(cè)性維護(hù)，減少設(shè)備停機(jī)維護(hù)帶來(lái)的損失。

（三）風(fēng)場(chǎng)管理：由單場(chǎng)單管向虛擬集成轉(zhuǎn)變。由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃、風(fēng)預(yù)測(cè)精度低、電網(wǎng)不配套等原因，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)限電棄風(fēng)壓力較大，容易造成資源浪費(fèi)。通過(guò)綜合運(yùn)用數(shù)字孿生、VR等技術(shù)構(gòu)建“數(shù)字風(fēng)場(chǎng)”，有利于依托大數(shù)據(jù)分析開(kāi)展集群運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，助力實(shí)現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為管理者直觀反饋風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行情況，優(yōu)化運(yùn)行控制策略執(zhí)行，提高風(fēng)場(chǎng)發(fā)電效率。

三大典型應(yīng)用場(chǎng)景凸顯

（一）虛擬風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)。一是宏觀輔助選址?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)的計(jì)算能力與地理信息資源建立三維仿真模型，實(shí)現(xiàn)宏微觀地理選址與場(chǎng)區(qū)推薦。二是機(jī)群優(yōu)化排布。通過(guò)定制化風(fēng)場(chǎng)仿真建模實(shí)現(xiàn)機(jī)組最優(yōu)排布、集群尾流優(yōu)化、工程精準(zhǔn)計(jì)劃等自動(dòng)化設(shè)計(jì)。三是風(fēng)場(chǎng)個(gè)性定制。依托平臺(tái)針對(duì)風(fēng)場(chǎng)特有的風(fēng)況特征、地形條件等進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，節(jié)約工程建設(shè)成本，控制風(fēng)電場(chǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)。例如，金風(fēng)科技依托金風(fēng)云平臺(tái)打造風(fēng)場(chǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，圍繞環(huán)境、風(fēng)機(jī)、道路等建立高精度三維仿真模型，提高了設(shè)計(jì)精度，推動(dòng)風(fēng)電場(chǎng)投資回報(bào)率提升1%-3%。

（二）設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)。一是精準(zhǔn)故障定位。依托平臺(tái)建立故障智能診斷模型，快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障定位。二是設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)。基于平臺(tái)分析預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件變化趨勢(shì)、產(chǎn)品壽命和潛在風(fēng)險(xiǎn)，搶占維修窗口期。三是虛擬輔助維修，通過(guò)數(shù)字樣機(jī)積累設(shè)備維護(hù)知識(shí)庫(kù)與解決方案檢索庫(kù)，提高故障處理效率。例如，巴盟風(fēng)電打造具備故障診斷預(yù)測(cè)、產(chǎn)品健康管理和壽命預(yù)估等功能的綜合管理系統(tǒng)，使關(guān)鍵零部件故障可提前72小時(shí)預(yù)警，減少直接和間接損失近千萬(wàn)元。

（三）風(fēng)場(chǎng)管理優(yōu)化。一是發(fā)電效能提升。依托風(fēng)機(jī)調(diào)整控制提高機(jī)組出力，帶動(dòng)風(fēng)場(chǎng)整體效能提升。二是集約管理優(yōu)化?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整合風(fēng)電開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，提高風(fēng)場(chǎng)管理水平，支撐風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展。三是柔性協(xié)調(diào)供電?；诖髷?shù)據(jù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)發(fā)電量區(qū)間，與火電、太陽(yáng)能等能源實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效，降低供電整體波動(dòng)性。例如，昆侖數(shù)據(jù)與國(guó)網(wǎng)青海電力聯(lián)合打造“綠能互聯(lián)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)集群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)糾偏與參數(shù)優(yōu)化，推動(dòng)電廠發(fā)電量提升1%-5%。

推進(jìn)應(yīng)用場(chǎng)景落地著力點(diǎn)

（一）關(guān)注底層數(shù)據(jù)采集.加速設(shè)備上云上鏈。一是以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，建立完善底層數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備上云與動(dòng)態(tài)監(jiān)控。二是加快傳動(dòng)鏈、軸承、齒輪箱等關(guān)鍵部件運(yùn)行數(shù)據(jù)上鏈，為后續(xù)的備件生產(chǎn)和維修策略制定提供安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐。三是完善風(fēng)電企業(yè)內(nèi)網(wǎng)體系，打通電力輸送、變電管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流通網(wǎng)絡(luò)。

（二）夯實(shí)模型構(gòu)建基礎(chǔ).強(qiáng)化重點(diǎn)模型培育。一是綜合考慮地理、氣候、運(yùn)輸?shù)纫蛩亟L(fēng)力資源模擬、集群影響分布、虛擬風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)等模型，降低設(shè)計(jì)與建設(shè)的不可確定性。二是針對(duì)風(fēng)機(jī)螺旋載荷、葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承壽命預(yù)測(cè)等建立重點(diǎn)應(yīng)用模型庫(kù)。三是加快運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)沉淀并實(shí)現(xiàn)模型的標(biāo)簽化管理、智能化搜索與精準(zhǔn)化調(diào)用。

（三）聚焦重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，深化解決方案應(yīng)用。一是打造設(shè)備級(jí)解決方案，圍繞葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承健康管理、齒輪故障預(yù)測(cè)等領(lǐng)域培育一批穩(wěn)定高效的殺手級(jí)工業(yè)APP。二是打造場(chǎng)級(jí)解決方案，圍繞風(fēng)場(chǎng)功率預(yù)測(cè)、氣象變化應(yīng)對(duì)、風(fēng)場(chǎng)能量分布等場(chǎng)景建立風(fēng)電解決方案庫(kù)。三是打造產(chǎn)業(yè)鏈級(jí)解決方案，打造新能源錯(cuò)峰調(diào)配、風(fēng)電消納擴(kuò)容等綜合場(chǎng)景解決方案，提升風(fēng)力資源應(yīng)用整體效率。

（四）提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同水平，加快服務(wù)模式創(chuàng)新。一是探索打造風(fēng)光互補(bǔ)、風(fēng)水互補(bǔ)等區(qū)域分布式能源體系，實(shí)現(xiàn)供電、售電、用電協(xié)同運(yùn)營(yíng)。二是依托平臺(tái)充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，探索開(kāi)展信用擔(dān)保、數(shù)據(jù)交易、融資租賃等商業(yè)模式創(chuàng)新。三是探索售電輔助決策，形成客戶(hù)分級(jí)管理、特色供電套餐等營(yíng)銷(xiāo)模式，推動(dòng)收益利潤(rùn)增值。

（五）加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全管理，筑牢網(wǎng)絡(luò)安全防線。一是鼓勵(lì)編制平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攻擊應(yīng)急預(yù)案與運(yùn)行指導(dǎo)手冊(cè)，定期開(kāi)展相關(guān)培訓(xùn)與應(yīng)急演練。二是引導(dǎo)企業(yè)對(duì)照數(shù)據(jù)管理能力成熟度模型（ DCMM）開(kāi)展貫標(biāo)，制定數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)。三是全面排查數(shù)據(jù)訪問(wèn)漏洞，完善電力數(shù)據(jù)管理體系，確保滿(mǎn)足電網(wǎng)橫向隔離、縱向加密的安全要求。