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    明陽智能王德坤:未來智慧化風電場研究與展望

    2021-10-19 來源:能見 瀏覽數:4874

    在風電設備智能運維發展論壇上,明陽智慧能源集團股份公司風電數據資源中心副主任王德坤發表了題為《未來智慧化風電場研究與展望》的主題演講。

      2021年10月17日-20日,2021北京國際風能大會暨展覽會(CWP 2021)在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會,再次登陸北京。
      
      本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題,歷時四天,包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
      
      在風電設備智能運維發展論壇上,明陽智慧能源集團股份公司風電數據資源中心副主任王德坤發表了題為《未來智慧化風電場研究與展望》的主題演講。
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      以下為發言全文:
      
      王德坤:各位同仁,大家下午好!我來自明陽智能,我給大家分享的是未來智慧化風電場研究與展望。剛才聽介紹,大家都在研究風電場的數字化、智慧化。但是智慧風電場并沒有一個明確的概念,每個人的理解可能都不一樣。下面主要介紹三方面內容,一個是風電場智慧化的研究背景,第二個是風電場智慧化研究主要內容,三是對未來風電場智慧化的展望。
      
      在平價上網、大風機、3060目標、價格戰,以及對海外市場開拓的大背景下,催生了我們對于降本增效的需求。如何降本增效?其實大家已經形成共識,即通過對風電場的數字化、智慧化的建設達到降本增效的目的。而智慧化風電場,我理解它有三個過程需要研究和探索:第一是實現風電場自我識別,目前基本已經實現了;第二階段是實現風電場自我決策,大家都在研究,有些僅限于某一系統或者某一個模塊;第三階段是實現風電場自我運維。
      
      去年路上搶裝,今年也在做海上的搶裝,搶裝潮已經到來了。未來誰能率先去實現風電場的智慧化、智能化,誰就會迅速在風電行業去占據一個主導地位。這是我們對于智慧化風電場的概念,就是去實現內容的一個思維模式。實現是自我的識別,去實現對風電場場景的監控。第二是自我的決策,剛剛大家都在研究預警和故障診斷,包括運維排成,我們也在研究。最后一步是自我的運維,我們現在大力在發展海上風電,大風機也在向深遠海去發展。
      
      這對于運維成本造成很大的考量。其實現在國外包括GE也在研究機器人,自主去實現運維,不需要人為去干預。我和我們的團隊基于這一理念做一些研究。在201年,完成智慧化風電場的開發和交付,今年也完成了智慧化智能和交付。明陽中央監控系統大概有三個迭代:第一個迭代是基于VC主態的開發,可以看一下大概的界面。第二代是基于C++來做的一些開發,第三代就是今天要講的智慧化風電場綜合運營系統,也就是明陽第三代的系統,是基于C++來開發的。主要解決的問題,一是版本的混亂,二是系統的穩定性。在這個平臺,我們自主研發的系統,穩定性在99.99%以上。三是系統之間形成孤島,我們通過第三代中央監控系統將它進行平臺化的打造。這個系統不僅僅像之前包括風場的監控,還包括能量管理、故障診斷、預警、儲能等等。
      
      第二就是現在做的系統簡單的介紹,第一個是平臺層級的劃分,分為人、物、邊、端。這個整個平臺的業務構成,可以看到邊緣節點到中控數據共享平臺,以及到中間的業務層等等。這是數據采集的鏈路,主網現在是支持兩種主網方式,一個是傳統結構,一個還有推廣的鏈路結構。
      
      這是網絡拓撲結構,剛剛王主任也重點介紹過,我就不過多介紹。這是我們的設計目標,為什么在第二代中央監控系統基礎上去推第三代。因為現在監測到大量業主對于界面功能定制化的需求,基于目前團隊不能及時響應這些業主的需求,所以在整個平臺架構上做了充分的重構。目前,我們采用前后端分離的思想,底層基于C++保證整個平臺的穩定性,提升對于業主需求的響應效率。
      
      這是雙機熱備系統的設計理念,這個系統有一個特點,底層配置可以一鍵去導入。把第一代、第二代中央監控系統的弊端優化掉,以前一個實施運維人員光去做這些配置的導入可能都需要一整天的時間,現在有了這個優化之后,只要一個小時就可以完成風電場的配置工作。
      
      這是風電場監控的一些界面,通過這個界面有很多通用的功能,比如說模式切換,監控模式和非監控模式,以及中英文的切換主題的切換等等。還有一點,這個界面的大小可以自動去進行一個調節,因為現場很多風電場,特別是現在很多分散式風電場,一個風電場也就兩三臺機組或者四五臺機組。業主對于界面的美觀需求比較大,有的業主希望監控界面放的飽滿一點,所以說我們就充分考慮了這些需求。
      
      這是單機監控的界面,這是風場控制,目前支持組合控制以及船廠多機組混合控制。這是運行指標的統計,運行指標在以前的基礎上,我們采用報表和圖形化結合的形式進行報表查詢和展示。這是智能報表,因為很多業主有自己的一些報表需求,之前產品化中央監控系統無法全部去滿足這些業主的需求,所以說我們就研發了智能報表,智能報表業主可以隨意去匹配自己需要的指標以及格式等等。
      
      這是功能曲線的診斷,通過SCADA的診斷去指導技改,這是能效評估。這是預警和故障診斷,能量管理,這是儲能,因為我們現在把中央監控系統打造成一個平臺,包括儲能和輔控監控都可以集成到這個平臺。
      
      最后是對智慧風電場的展望,也是我們后續需要研究的方向。首先是智慧風電場的自我決策,需要把儲能、預警、性能分析、能量管理等等這些模塊,全部進行聯動,跟風電場SCADA監控系統進行一個融合。未來風機要實現自我運維,需要依賴機器人,首先是監控系統觸發故障以后或者觸發預警,定位到故障部件并且下發處理,這個機器人接收到指令之后,可以自動完成這些故障的處理,機器人按照設定,同時這個機器人可以按照設定去進行定期的巡檢等等。這樣的話,不需要人為參與,特別是深遠海的風機,這是GE研究的一款機器人,可以自動去維修葉片,現在在實驗室已經下線。
      
      對于未來的憧憬,風電場可以由機器人自動建造和運維,風電場建設、運營、維護全部實現無人化。
      
      最后相當于一個吶喊,如果說要實現風電場全生命周期無人化,希望所有的風電行業相關的廠家共享自己的數據,提供自己的數據。因為只有有了數據,才能有條件去達到或做成這些事,這就是我今天的分享,謝謝大家!
      
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