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上海电气风电集团:用数字化突破风电行业的瓶颈期

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-28  来源:先进制造业  浏览次数:46  
核心提示:面对国内行业愈加激烈的竞争,上海电气风电集团依托先进的人工智能、大数据、物联网、云计算等技术,自主开发了“风云系统”,全面整合挖掘数据的力量,不断在风电数字化领域寻求突破。
  导读: 面对国内行业愈加激烈的竞争,上海电气风电集团依托先进的人工智能、大数据、物联网、云计算等技术,自主开发了“风云系统”,全面整合挖掘数据的力量,不断在风电数字化领域寻求突破。
  
  所有的行业都会经历一个发展的生命周期,通常来说十年将会出现一个拐点,风电行业更是如此。如今,经历了十年的高速发展,风电已步入瓶颈期。补贴的抽离、强烈的电价下调预期、“抢装潮”之后的业绩遇冷、艰难的“走出去”,面临这些问题的风电后十年,如何延续前十年的辉煌?上海电气风电集团给出了一个明确的答案:通过数据驱动创新,实现风场智能化运行,不断掘金“智慧风场”。
  
  上海电气风电集团智能中心主任黄猛
  
  自主研发“风云系统”,全面进入风电的数字化时代
  
  风机抢装潮过后,严重饱和的国内市场风机销售压力巨大。有分析数据显示,2017年风机销售价格同比下降5%,销售毛利同比下降0.8个百分点。面对国内行业愈加激烈的竞争,上海电气风电集团依托先进的人工智能、大数据、物联网、云计算等技术,自主开发了“风云系统”,全面整合挖掘数据的力量,不断在风电数字化领域寻求突破.....
  
  风云系统是一套风电全生命周期智能化管理平台,为用户提供从前期风资源评估、风机选址、整体方案设计、生产物流管理、运维监控、后评估的一体化服务。该系统涵盖“观、汇、智、象、流”五大平台体系,满足风电用户全方位的应用场景,通过数据的洞察为用户创造价值。
  
  “风云˙观”是基于分布式处理系统和AI技术的监控平台,包括全新一代的数据处理系统和网络传输系统。“风云˙汇”是基于Hadoop的大数据处理平台,通过分布式数据处理和数据仓库,为用户在海量数据中快速提取有价值的分析。“风云˙智”是利用先进的人工智能技术,结合海量的运行数据分析,通过机器学习,实现控制策略动态调整,使风机、风场运行更具智能。“风云˙象”是结合了高性能计算及人工智能模型,引入快速气象预测技术、洋流分析技术,融入运维、监控等各个领域,该体系包括发电功率预测、洋流预测、台风预警等与风电运行密切相关的模块,实现精准预测和快速运维。“风云˙流”是服务风电全生命周期的流程管理平台,让决策更高效,制造更智能。
  
  实际上,数字化是价值创造的推手而不是噱头。“风云系统”更关心的是能为风电行业解决哪些挑战和难题。经过两年多的实践,该平台能够带来更多的可开发资源、更快的建设速度和更低的建设成本。
  
  在风电场选型选址阶段,用户依据智能化的核心数学模型,快速计算出机位选址信息,依据风资源情况自动选择最合适的机型,完成机型机位的选择,同时完成经济预估。
  
  在施工安装阶段,用户及上海电气管理人员可以通过本系统实时监控项目进度,同时完成全部项目成员人员考核。
  
  在预测性维护方面,传统的风电场管理方式多采用事后维护,被动检修的方式。而该平台则通过基于“大数据”背景的智能预警系统,对风电机组故障进行计算机智能预警,通过对于风机故障的提前预判,指导检修和运维,以避免风机更大的故障损失。主动维护,预测性检修将成为今后维护的方向。
  
  在风场的智能化监控方面,它是将智能SCADA系统、智能视频监控、能量管理平台、变流器监控、CMS系统、视频监控、箱变监控、风功率预测系统、故障诊断系统完美集成,形成了all in one的监控体系,用户可以一站式解决风电场所需的监控内容。
  
  创新风电运维体系,实现风电场数字化管理
  
  这些年,风电行业的关注点由注重装机量的规模性扩张,向注重后期运维的效率提升进行了转变。目前,上海电气风电集团依托“风云”服务平台接入数十个风场,服务了上千台风机,集团智能中心主任黄猛的重要任务之一就是考虑:如何让风电场在出质保后能通过集中的数字化管理手段提高效率并降低服务成本。
  
  传统的风场管理有很多问题,包括维护水平低下,检修和管理粗放,运营绩效评估缺乏严谨的考核体系,人机考核无法分离,对运行维护人员的专业技能高度依赖等。这些问题造成了风场运维费用居高不下,增加了风电的度电成本,大大降低了投资收益。
  
  “风云系统”的智能云维护平台就是为了破解这些难题。自从上线了数字化运维体系之后,集团的风电场管理模式逐步形成了从风场值守转变为区域值守和总部值守。每5万风电场减少了1-3人,这直接带来了人力成本的减低,与此同时,因为工程师不用再常驻现场,还提高了人员稳定性。
  
  在传统的风电场管理工作中,运维人员需要经验和知识的积累,培养新晋员工,通常采用“传、帮、带”方式,这些都难以形成标准化流程,很难提升工作效率。而在智能云维护平台的支持下,运维人员可以利用知识库,带着计算机生成的标准化辅助解决方案去检查机组故障。
  
  同时,通过“风云系统”的整合,所有的风场状态数据、流程管理数据、风资源数据,以及其他相关数据都通过云平台汇集,并相互融合。通过大数据分析系统,结合智能控制技术数学模型,实时输出到风场,协同用户处理故障,预警风机问题,优化风机的运行,管理风场资产。
  
  黄猛表示:“这样一套集成的运维平台,使资源最高效的配置、大幅降低运维成本,提高风机运行效率,最终实现提高发电量,提升风机运行稳定性,提高用户运营能力的效果。”该平台真正体现了用户导向,打通了风机运行、后台监控、运营维护等单元节点,实现了风场自己“思考”、自我“管理”。
  
  着力发展海上风电,加速从智能向智慧的转变
  
  面对国内风电市场的日益饱和,加之限电情况恶化,上海电气风电集团不得不寻求新的盈利增长点,快速发展海上风电也许是上海电气风电集团迈进“全球新能源企业50强”的重要机遇。目前,上海电气风电集团是国内首家具备陆上、潮间带和海上风场市场业绩的企业,2016年,海上风机装机量位列全球第一。
  
  然而,我国海上风电具有基因缺陷,缺少“下海”经验,建设运维成本高、安全性差,技术不成熟等困难众多,实现智慧风机、智慧风场成为发展海上风电的必由之路。
  
  目前,上海电气风电集团的陆上智慧风机和智慧风场发展已经进入了平稳发展期。所谓智慧风机,主要是指风机可以依据风的情况以及平台上其他风机运行的情况,结合自身的智能化算法,动态地、主动地、有预见性地调整风机的控制策略、运行方案,使风机总是处在最优的获取风能的状态,既能最大限度的吸收风能,又能降低载荷,同时令风机处于一个平稳的状态。也就是说,智慧风机不仅可进行前端感知,也可对环境变化做出“条件反射”,并可精确控制整个风场的输出电量。而智慧风场则是指从风场规划、选址、风机生产、检验、运维等系列环节,通过传感器、数据传输设备以及监控中心,将风机、风电场、测风塔、电网、设备厂家、运营商等联接起来,实时采集、分析数据,最终实现“智慧化风场”管理。
  
  目前,上海电气风电集团的海上风电业务在国内处于绝对领先,在陆上智慧风电和智慧风场成功经验的基础上进一步发展海上智慧风电已经成为集团和智能中心的重中之重。同时,上海电气正把风云平台发展成为云计算中心,通过数据分析实现业务增值和模式优化。未来,风云系统将是陆上和海上风电资源智能监控平台、运维服务平台、数据分析平台、资产管理平台等,还将拓展至光伏等其它电网,实现能源互联、电网交易。
  
  在行业紧缩之下,深挖市场存量,探索海上风电新增量已成为上海电气风电集团的重要任务。在实现这一目标的过程中,只有借助数据才能实现向高效系统解决方案提供商和个性化设计供应商的方向转型,最终实现精益化,实现从智能到智慧的转型。黄猛表示:在成为全球领先的风电全生命周期服务商之路上,上海风电电气集团的策略是“数据驱动创新”。
 
 
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