DQZHAN技術(shù)訊：風電站上的數(shù)字化風口

不僅要錦上添花，更應(yīng)真正幫助行業(yè)解決深層頑疾

編者按

對于風電產(chǎn)業(yè)而言，這是一個變革的時代。大數(shù)據(jù)和數(shù)字化正給風電行業(yè)帶來更大的價值提升，但在解決困擾風電行業(yè)的深層頑疾上，卻仍需數(shù)字化技術(shù)的深度應(yīng)用。

在日前舉行的可再生能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用暨智慧企業(yè)建設(shè)論壇上，與會人士呼吁，要打通數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓風電行業(yè)與數(shù)字化實現(xiàn)深度融合。只有這樣，數(shù)字化技術(shù)才能真正助力風電解決行業(yè)“痛點”。

距智慧化企業(yè)仍有差距

目前，技術(shù)人員坐在集控中心里就能監(jiān)測幾百公里外的風電場出現(xiàn)的任何異常情況;未來，在遠程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過機器學習和人工智能，還能實現(xiàn)風機的實時自維護。

“到2020年，我國海上風電預(yù)計并網(wǎng)500萬千瓦。海上風電建設(shè)和運維成本是陸上風電5—8倍，大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用將為海上風電運維帶來巨大的降本空間。”上海電氣風電集團智能中心主任黃猛日前在可再生能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用暨智慧企業(yè)建設(shè)論壇上說。

近年來，作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，風電行業(yè)積極響應(yīng)中央號召，大力推進大數(shù)據(jù)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合，不僅大大加速自身的降本增效，也推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的智慧化建設(shè)。

一位與會人士告訴記者，風電行業(yè)其實很多環(huán)節(jié)上已經(jīng)在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，并呈現(xiàn)出智慧化的趨勢。比如，智能風機具備自由升級和自我學習的能力，風機和風機之間實現(xiàn)互聯(lián);通過大數(shù)據(jù)分析，對客戶電力需求量和發(fā)電量的實時匹配，更精準預(yù)測電力的需求;智能運維改變了過去的故障后再處理，實現(xiàn)了預(yù)防性檢測。

龍源電力目前是世界上*大的風力發(fā)電運營商。該公司從2009年開始建設(shè)監(jiān)控中心，初步建立起一個大數(shù)據(jù)平臺，并以此為依托，正在探索建立運行一體化、檢修智能化、設(shè)備信息化、備件數(shù)字化、**可視化的企業(yè)智能運作體系。

目前，龍源電力已在線監(jiān)測風電機組11000多臺，包含有全世界20多個廠家、80多種機型。但是，要整合不同容量、配置、版本、運行標準的設(shè)備并非易事，到目前為止，龍源還是基于電力行業(yè)傳統(tǒng)的信息化運營模式在管理。

對此，龍源電力集團股份有限公司副總經(jīng)理張濱泉坦言，經(jīng)過多年的摸索實踐，雖然可再生能源企業(yè)已經(jīng)初步實現(xiàn)了設(shè)備自動化和運營信息化，但距離智慧企業(yè)仍有一定差距。

智慧化要破解行業(yè)“痛點”

“餐廳把菜單改成了電子菜單，就算實現(xiàn)了智慧化嗎?如果沒有因此賣出更多菜品，沒有讓餐廳收益顯著提高，這只能稱之為簡單的數(shù)字化升級，不能稱之為智慧化餐廳。同理，風電企業(yè)也是如此。”普華永道中國管理咨詢**經(jīng)理吳倩表示。

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型日趨明晰的背景下，如何繼續(xù)推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同風電產(chǎn)業(yè)的深度融合?風電企業(yè)如何才能從傳統(tǒng)企業(yè)演變?yōu)橹腔燮髽I(yè)?

吳倩認為，成為智慧企業(yè)，歸根結(jié)底要實現(xiàn)商業(yè)模式的智慧化。在她看來，要成為智慧企業(yè)必須具備以下幾個特征：在商業(yè)模式上，要實現(xiàn)用戶需求和企業(yè)生產(chǎn)的交互;在生產(chǎn)流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術(shù)上，要提高企業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析能力。

龍源電力的一位相關(guān)人士則向記者表示，所謂智慧風電企業(yè)，就是既有頂層設(shè)計，又有現(xiàn)場的因地制宜，覆蓋前期工程營銷各個環(huán)節(jié)，由各類信息化系統(tǒng)組成的多維一體的智慧管控體系，成為提高風電企業(yè)核心競爭力的重要技術(shù)保障。

“智能化的一個重要標志就是設(shè)備的狀態(tài)可視化，可視化使得設(shè)備的健康情況可以提前預(yù)知，并為其失效預(yù)先做好方案?！盇BB中國中壓服務(wù)業(yè)務(wù)單元負責人蔣英說。

金風科技金風研究院院長孟慶順表示，目前影響風電場投資回報的因素很多，比如前期資源評估不精準，適應(yīng)性不匹配，計劃不可控，施工運營成本高，不滿足電網(wǎng)技術(shù)要求，當下日趨嚴峻的環(huán)境友好問題，噪音、光影污染問題。

“上述因素都會影響風電場的投資回報。大數(shù)據(jù)應(yīng)用和智慧風電場建設(shè)恰恰應(yīng)該降低這些不確定性，真正解決風電行業(yè)痛點，確保風電場收益?！泵蠎c順稱。

昆侖數(shù)據(jù)總經(jīng)理陸薇認為，目前風電行業(yè)對低度電成本和高投資收益的訴求非常迫切，這或?qū)沓砂偕锨П兜挠嬎懔考ぴ??！耙环矫妫髷?shù)據(jù)技術(shù)如何支持風電場的設(shè)計，保證風電場誕生之初有一個比較好的基因;另一方面，要考慮后期的運維問題，如何在20多年全生命周期內(nèi)，持續(xù)地為客戶產(chǎn)生更高的價值?！?

從2016年上半年開始，亞馬遜專業(yè)服務(wù)團隊為金風科技的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。雙方合作的一個重點應(yīng)用領(lǐng)域是仿真。

亞馬遜專業(yè)服務(wù)團隊中國區(qū)大數(shù)據(jù)主管徐禮佳介紹說， 仿真是工業(yè)設(shè)計中非常核心的應(yīng)用，類似于深度學習的大規(guī)模計算應(yīng)用，經(jīng)常一算起來就要花幾十個小時的時間，他們幫助金風科技優(yōu)化該應(yīng)用后，可以把幾十個小時壓縮到一小時以內(nèi)，這種量變*終將引發(fā)金風科技研發(fā)能力的質(zhì)變。這正是大數(shù)據(jù)和云計算的力量。

建立數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

“我們不生產(chǎn)風機，而是通過數(shù)據(jù)分析幫助延長風機的壽命?！盨entient Science**數(shù)字官愛德華˙瓦格納表示，“通過對齒輪箱、軸承等關(guān)鍵零部件運行狀態(tài)進行數(shù)字化監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，將降低資產(chǎn)運營成本，更好地實現(xiàn)資產(chǎn)管理。”

愛德華˙瓦格納認為， 在風電數(shù)字化時代，運營商和供應(yīng)商之間的溝通非常重要，數(shù)據(jù)的分享至關(guān)重要，這是延長風機使用壽命的基礎(chǔ)。

業(yè)內(nèi)普遍認為，在風電的數(shù)字化浪潮中，僅靠一家企業(yè)或者產(chǎn)業(yè)鏈上的一個環(huán)節(jié)難以把整個行業(yè)帶入數(shù)字化時代，而是需要產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)建立起數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

作為第三方服務(wù)企業(yè)，岳能科技副總經(jīng)理朱永峰表示，岳能科技堅持做開放的技術(shù)平臺，但目前遇到數(shù)據(jù)共享的難題。他呼吁，在保證數(shù)據(jù)**的情況下，要以互利共贏的心態(tài)做好數(shù)據(jù)開放工作?！皼]有共享數(shù)據(jù)，一切都是無源之水，數(shù)據(jù)就不能真正為行業(yè)產(chǎn)生價值?！?

龍源電力一位負責大數(shù)據(jù)研究的人士表示，未來需要行業(yè)中大數(shù)據(jù)公司與風電等可再生能源領(lǐng)域的企業(yè)進一步深度融合，不但要進行技術(shù)融合，而且要進行業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合，打通數(shù)據(jù)壁壘。要讓風電業(yè)主、整機制造企業(yè)、數(shù)據(jù)算法公司真正成為利益發(fā)展的共同體。

顯然，風電數(shù)字化時代才剛剛啟幕。依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，探索從風資源評估到風機故障預(yù)警、狀態(tài)檢修、遠程支持等技術(shù)和管理模式變革仍有巨大的發(fā)展空間。(來源：中國能源報)

數(shù)字化推動風場設(shè)計和規(guī)劃更精準

風企加速“觸”網(wǎng)

“可再生能源是未來能源變革的主力，它與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將成為下一個風口，那些真正看懂并相信這一趨勢的有識之士，會造就能源領(lǐng)域下一個BAT?！痹谌涨罢匍_的“可再生能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用暨智慧企業(yè)建設(shè)論壇”上，中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖如是說。

經(jīng)過30年的指數(shù)級進步，IT技術(shù)已經(jīng)融入到各個行業(yè)中。如今，“大數(shù)據(jù)、云計算”等信息技術(shù)已成為我國實現(xiàn)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的核心抓手，亦推動著全球風電行業(yè)智能化的發(fā)展和進步。

智能手段促使運維成本降低

截至2017年9月，我國并網(wǎng)風電1.6億千瓦，累計發(fā)電1498.3億千瓦時，無論是裝機量還是發(fā)電量，已躍居****。

業(yè)內(nèi)專家認為，要繼續(xù)保持全球**的優(yōu)勢，需要在“再**”上下大功夫。從近幾年的發(fā)展趨勢中可以看出，國際化、定制化、智能化、互聯(lián)化和服務(wù)化日益明朗，將成為我國風電下一個階段發(fā)展的主線，而提升技術(shù)和服務(wù)的**能力將是企業(yè)增強競爭力的法寶。

事實上，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能等手段降低電站建設(shè)及運維成本、提高風功率預(yù)測精準度，爭取優(yōu)先調(diào)度主動權(quán)，早已成為行業(yè)共識。

昆侖數(shù)據(jù)CEO陸薇談到，目前風電行業(yè)對低度電成本和高投資收益的整體發(fā)展訴求迫切，并提出80%先天設(shè)計和20%后服務(wù)運維的影響占比。隨著設(shè)計精細化程度的加深，或?qū)沓砂偕锨П兜挠嬎懔考ぴ觥?

ABB中國中壓服務(wù)業(yè)務(wù)單元負責人蔣英則指出，風電運維面臨著距離遠、分布散、維護成本高以及設(shè)備狀態(tài)未知等挑戰(zhàn)，主要痛點集中在設(shè)備關(guān)鍵部件上。“ABB正通過智能運維系統(tǒng)實現(xiàn)智能化控制和可視化管理，其中使用云資產(chǎn)設(shè)備健康管理系統(tǒng)，可使風電運維效率提高60%?！?

在此領(lǐng)域，另一國際電氣巨頭GE亦有建樹。其打造的Predix云平臺通過對機組的全維度影射，可以建立齒輪箱等零部件的模型和相應(yīng)規(guī)則。風電企業(yè)通過相應(yīng)接口，便可調(diào)動該功能計算的原始數(shù)據(jù)，**了解機組性能。

有參會嘉賓建議，除加強**外，運營商和設(shè)備廠商之間加強溝通也十分重要。通過共享數(shù)據(jù)，借助數(shù)字化手段打通可再生能源開發(fā)各個環(huán)節(jié)，才能在確保收益的同時，持續(xù)提高環(huán)境和并網(wǎng)的友好性。

數(shù)字化推動風場設(shè)計和規(guī)劃更精準

如今，互聯(lián)網(wǎng)已滲透到風電的各個環(huán)節(jié)，并深刻地改變著行業(yè)。如借助先進的傳感器、高速的傳輸線路和大容量數(shù)據(jù)存儲裝置等，可以在微觀選址中實現(xiàn)低成本、快速、精準尋找*上等的風能資源;在風電運行中，則實現(xiàn)了設(shè)備的智能監(jiān)測和智能控制，大大提高了機組的發(fā)電效率和可靠性。

據(jù)金風科技風電設(shè)計研究院院長孟慶順介紹，金風科技用數(shù)字化技術(shù)來對風做“解析”。具體為在大氣環(huán)流層面，采用多重物理模型嵌套，構(gòu)建從宏觀到微觀的物理世界。這種對外部環(huán)境評估與預(yù)測的智能化，使得風電機組環(huán)境適應(yīng)性飛躍式進步。而通過氣象條件反映的區(qū)域資源屬性確定風電場的位置，借助風機的智能感知技術(shù)實現(xiàn)風機瞬態(tài)環(huán)境自適應(yīng)，再反過來進行迭代，通過云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)閉環(huán)這一循環(huán)過程。

“數(shù)字化風電場規(guī)劃可以降低不確定性，確保收益，持續(xù)提升環(huán)境友好性?！泵蠎c順指出，金風科技運用數(shù)字化技術(shù)推動風場設(shè)計更為精準。運用中尺度數(shù)據(jù)平臺結(jié)合地理信息進行分析，可實現(xiàn)自動宏觀選址、場區(qū)推薦。同時，在微觀尋址與精細化測風方面，運用激光雷達、無人機技術(shù)等先進技術(shù)結(jié)合其自主研發(fā)的三維仿真建模平臺對風資源進行高精度分析，通過數(shù)據(jù)整合，實現(xiàn)*優(yōu)機組選型及控制策略的自由化;通過風場定制化仿真計算實現(xiàn)機型定制化、*優(yōu)機組排布、自動生成塔筒方案、工程量精準概算等功能。

基于數(shù)據(jù)的資產(chǎn)性能管理，使得發(fā)電量更高，運維成本更低。基于風電場實際運行情況評估，采用多種策略并用，在保障**運行的前提下，可提升機組發(fā)電量達到2%~3%。

傳統(tǒng)企業(yè)必須加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型

數(shù)字化時代為風電行業(yè)帶來的并非沖擊，而是機遇。如何抓緊機遇，在“風口”下實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級是值得關(guān)注的話題?？梢灶A(yù)見的是，以**感知、**數(shù)字、**互聯(lián)、**智能為主的、具備自動管理能力的企業(yè)組織形態(tài)和管理模式將成為未來趨勢。

龍源電力集團股份有限公司副總經(jīng)理張濱泉坦言，經(jīng)過多年的摸索實踐，目前可再生能源企業(yè)已經(jīng)初步實現(xiàn)了設(shè)備自動化和運營信息化，但距離智慧企業(yè)仍有一定差距。

以龍源電力為例，由于風電開發(fā)比較早，如今已在線監(jiān)測風電機組11000多臺，包含有全世界20多個廠家、80多種機型，要整合不同容量、配置、版本、運行標準的設(shè)備將是一個非常難的課題。到目前為止，龍源還是基于電力行業(yè)傳統(tǒng)的信息化運營模式在管理。

對此，普華永道中國管理咨詢**經(jīng)理吳倩建議，要成為智慧企業(yè)必須具備以下幾個特征：在商業(yè)模式上，要實現(xiàn)用戶需求和企業(yè)生產(chǎn)的交互;在生產(chǎn)流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術(shù)上，要提高企業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析能力。

在大數(shù)據(jù)的智能化時代，傳統(tǒng)企業(yè)必須加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型才能“贏在未來”。

“因此，形成由各類信息化系統(tǒng)組成的多維一體智慧管控體系，將成為提高可再生能源企業(yè)核心競爭力的重要技術(shù)保障?！币晃粊碜灾袊嬎銠C用戶協(xié)會工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)分會的嘉賓預(yù)測。