風電站上的數字化風口 2017-12-28 10:16:36
摘要：對於(yu) 風電產(chan) 業(ye) 而言，這是一個(ge) 變革的時代。大數據和數字化正給風電行業(ye) 帶來更大的價(jia) 值提升，但在解決(jue) 困擾風電行業(ye) 的深層頑疾上，卻仍需數字化技術的深度應用。
不僅(jin) 要錦上添花，更應真正幫助行業(ye) 解決(jue) 深層頑疾
編者按
對於(yu) 風電產(chan) 業(ye) 而言，這是一個(ge) 變革的時代。大數據和數字化正給風電行業(ye) 帶來更大的價(jia) 值提升，但在解決(jue) 困擾風電行業(ye) 的深層頑疾上，卻仍需數字化技術的深度應用。
在日前舉(ju) 行的可再生能源大數據應用暨智慧企業(ye) 建設論壇上，與(yu) 會(hui) 人士呼籲，要打通數據壁壘，實現數據共享，讓風電行業(ye) 與(yu) 數字化實現深度融合。隻有這樣，數字化技術才能真正助力風電解決(jue) 行業(ye) “痛點”。
距智慧化企業(ye) 仍有差距
目前，技術人員坐在集控中心裏就能監測幾百公裏外的風電場出現的任何異常情況;未來，在遠程監控的基礎上，通過機器學習(xi) 和人工智能，還能實現風機的實時自維護。
“到2020年，我國海上風電預計並網500萬(wan) 千瓦。海上風電建設和運維成本是陸上風電5—8倍，大數據和人工智能應用將為(wei) 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據應用暨智慧企業(ye) 建設論壇上說。
近年來，作為(wei) 戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ，風電行業(ye) 積極響應中央號召，大力推進大數據技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 的融合，不僅(jin) 大大加速自身的降本增效，也推動了相關(guan) 產(chan) 業(ye) 的智慧化建設。
一位與(yu) 會(hui) 人士告訴記者，風電行業(ye) 其實很多環節上已經在應用大數據技術，並呈現出智慧化的趨勢。比如，智能風機具備自由升級和自我學習(xi) 的能力，風機和風機之間實現互聯;通過大數據分析，對客戶電力需求量和發電量的實時匹配，更精準預測電力的需求;智能運維改變了過去的故障後再處理，實現了預防性檢測。
龍源電力目前是世界上最大的風力發電運營商。該公司從(cong) 2009年開始建設監控中心，初步建立起一個(ge) 大數據平台，並以此為(wei) 依托，正在探索建立運行一體(ti) 化、檢修智能化、設備信息化、備件數字化、安全可視化的企業(ye) 智能運作體(ti) 係。
目前，龍源電力已在線監測風電機組11000多台，包含有全世界20多個(ge) 廠家、80多種機型。但是，要整合不同容量、配置、版本、運行標準的設備並非易事，到目前為(wei) 止，龍源還是基於(yu) 電力行業(ye) 傳(chuan) 統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理張濱泉坦言，經過多年的摸索實踐，雖然可再生能源企業(ye) 已經初步實現了設備自動化和運營信息化，但距離智慧企業(ye) 仍有一定差距。
智慧化要破解行業(ye) “痛點”
“餐廳把菜單改成了電子菜單，就算實現了智慧化嗎?如果沒有因此賣出更多菜品，沒有讓餐廳收益顯著提高，這隻能稱之為(wei) 簡單的數字化升級，不能稱之為(wei) 智慧化餐廳。同理，風電企業(ye) 也是如此。”普華永道中國管理谘詢高級經理吳倩表示。
在數字化轉型日趨明晰的背景下，如何繼續推動互聯網、大數據、人工智能同風電產(chan) 業(ye) 的深度融合?風電企業(ye) 如何才能從(cong) 傳(chuan) 統企業(ye) 演變為(wei) 智慧企業(ye) ?
吳倩認為(wei) ，成為(wei) 智慧企業(ye) ，歸根結底要實現商業(ye) 模式的智慧化。在她看來，要成為(wei) 智慧企業(ye) 必須具備以下幾個(ge) 特征：在商業(ye) 模式上，要實現用戶需求和企業(ye) 生產(chan) 的交互;在生產(chan) 流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術上，要提高企業(ye) 的數據采集和分析能力。
龍源電力的一位相關(guan) 人士則向記者表示，所謂智慧風電企業(ye) ，就是既有頂層設計，又有現場的因地製宜，覆蓋前期工程營銷各個(ge) 環節，由各類信息化係統組成的多維一體(ti) 的智慧管控體(ti) 係，成為(wei) 提高風電企業(ye) 核心競爭(zheng) 力的重要技術保障。
“智能化的一個(ge) 重要標誌就是設備的狀態可視化，可視化使得設備的健康情況可以提前預知，並為(wei) 其失效預先做好方案。”ABB中國中壓服務業(ye) 務單元負責人蔣英說。
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，適應性不匹配，計劃不可控，施工運營成本高，不滿足電網技術要求，當下日趨嚴(yan) 峻的環境友好問題，噪音、光影汙染問題。
“上述因素都會(hui) 影響風電場的投資回報。大數據應用和智慧風電場建設恰恰應該降低這些不確定性，真正解決(jue) 風電行業(ye) 痛點，確保風電場收益。”孟慶順稱。
昆侖(lun) 數據總經理陸薇認為(wei) ，目前風電行業(ye) 對低度電成本和高投資收益的訴求非常迫切，這或將帶來成百上千倍的計算量激增。“一方麵，大數據技術如何支持風電場的設計，保證風電場誕生之初有一個(ge) 比較好的基因;另一方麵，要考慮後期的運維問題，如何在20多年全生命周期內(nei) ，持續地為(wei) 客戶產(chan) 生更高的價(jia) 值。”
從(cong) 2016年上半年開始，亞(ya) 馬遜專(zhuan) 業(ye) 服務團隊為(wei) 金風科技的數字化轉型提供技術支撐。雙方合作的一個(ge) 重點應用領域是仿真。
亞(ya) 馬遜專(zhuan) 業(ye) 服務團隊中國區大數據主管徐禮佳介紹說，仿真是工業(ye) 設計中非常核心的應用，類似於(yu) 深度學習(xi) 的大規模計算應用，經常一算起來就要花幾十個(ge) 小時的時間，他們(men) 幫助金風科技優(you) 化該應用後，可以把幾十個(ge) 小時壓縮到一小時以內(nei) ，這種量變最終將引發金風科技研發能力的質變。這正是大數據和雲(yun) 計算的力量。
建立數字化產(chan) 業(ye) 生態圈
“我們(men) 不生產(chan) 風機，而是通過數據分析幫助延長風機的壽命。”SentientScience首席數字官愛德華˙瓦格納表示，“通過對齒輪箱、軸承等關(guan) 鍵零部件運行狀態進行數字化監控和數據分析，將降低資產(chan) 運營成本，更好地實現資產(chan) 管理。”
愛德華˙瓦格納認為(wei) ，在風電數字化時代，運營商和供應商之間的溝通非常重要，數據的分享至關(guan) 重要，這是延長風機使用壽命的基礎。
業(ye) 內(nei) 普遍認為(wei) ，在風電的數字化浪潮中，僅(jin) 靠一家企業(ye) 或者產(chan) 業(ye) 鏈上的一個(ge) 環節難以把整個(ge) 行業(ye) 帶入數字化時代，而是需要產(chan) 業(ye) 鏈的各個(ge) 環節建立起數字化產(chan) 業(ye) 生態圈。
作為(wei) 第三方服務企業(ye) ，嶽能科技副總經理朱永峰表示，嶽能科技堅持做開放的技術平台，但目前遇到數據共享的難題。他呼籲，在保證數據安全的情況下，要以互利共贏的心態做好數據開放工作。“沒有共享數據，一切都是無源之水，數據就不能真正為(wei) 行業(ye) 產(chan) 生價(jia) 值。”
龍源電力一位負責大數據研究的人士表示，未來需要行業(ye) 中大數據公司與(yu) 風電等可再生能源領域的企業(ye) 進一步深度融合，不但要進行技術融合，而且要進行業(ye) 務融合、數據融合，打通數據壁壘。要讓風電業(ye) 主、整機製造企業(ye) 、數據算法公司真正成為(wei) 利益發展的共同體(ti) 。
顯然，風電數字化時代才剛剛啟幕。依托大數據技術，探索從(cong) 風資源評估到風機故障預警、狀態檢修、遠程支持等技術和管理模式變革仍有巨大的發展空間。(來源：中國能源報)
數字化推動風場設計和規劃更精準
風企加速“觸”網
“可再生能源是未來能源變革的主力，它與(yu) 物聯網的結合將成為(wei) 下一個(ge) 風口，那些真正看懂並相信這一趨勢的有識之士，會(hui) 造就能源領域下一個(ge) BAT。”在日前召開的“可再生能源大數據應用暨智慧企業(ye) 建設論壇”上，中國可再生能源學會(hui) 風能專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 秘書(shu) 長秦海岩如是說。
經過30年的指數級進步，IT技術已經融入到各個(ge) 行業(ye) 中。如今，“大數據、雲(yun) 計算”等信息技術已成為(wei) 我國實現經濟結構轉型升級的核心抓手，亦推動著全球風電行業(ye) 智能化的發展和進步。
智能手段促使運維成本降低
截至2017年9月，我國並網風電1.6億(yi) 千瓦，累計發電1498.3億(yi) 千瓦時，無論是裝機量還是發電量，已躍居世界第一。
業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家認為(wei) ，要繼續保持全球引領的優(you) 勢，需要在“再創新”上下大功夫。從(cong) 近幾年的發展趨勢中可以看出，國際化、定製化、智能化、互聯化和服務化日益明朗，將成為(wei) 我國風電下一個(ge) 階段發展的主線，而提升技術和服務的創新能力將是企業(ye) 增強競爭(zheng) 力的法寶。
事實上，借助大數據技術和人工智能等手段降低電站建設及運維成本、提高風功率預測精準度，爭(zheng) 取優(you) 先調度主動權，早已成為(wei) 行業(ye) 共識。
昆侖(lun) 數據CEO陸薇談到，目前風電行業(ye) 對低度電成本和高投資收益的整體(ti) 發展訴求迫切，並提出80%先天設計和20%後服務運維的影響占比。隨著設計精細化程度的加深，或將帶來成百上千倍的計算量激增。
ABB中國中壓服務業(ye) 務單元負責人蔣英則指出，風電運維麵臨(lin) 著距離遠、分布散、維護成本高以及設備狀態未知等挑戰，主要痛點集中在設備關(guan) 鍵部件上。“ABB正通過智能運維係統實現智能化控製和可視化管理，其中使用雲(yun) 資產(chan) 設備健康管理係統，可使風電運維效率提高60%。”
在此領域，另一國際電氣巨頭GE亦有建樹。其打造的Predix雲(yun) 平台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規則。風電企業(ye) 通過相應接口，便可調動該功能計算的原始數據，全麵了解機組性能。
有參會(hui) 嘉賓建議，除加強創新外，運營商和設備廠商之間加強溝通也十分重要。通過共享數據，借助數字化手段打通可再生能源開發各個(ge) 環節，才能在確保收益的同時，持續提高環境和並網的友好性。
數字化推動風場設計和規劃更精準
如今，互聯網已滲透到風電的各個(ge) 環節，並深刻地改變著行業(ye) 。如借助先進的傳(chuan) 感器、高速的傳(chuan) 輸線路和大容量數據存儲(chu) 裝置等，可以在微觀選址中實現低成本、快速、精準尋找最優(you) 質的風能資源;在風電運行中，則實現了設備的智能監測和智能控製，大大提高了機組的發電效率和可靠性。
據金風科技風電設計研究院院長孟慶順介紹，金風科技用數字化技術來對風做“解析”。具體(ti) 為(wei) 在大氣環流層麵，采用多重物理模型嵌套，構建從(cong) 宏觀到微觀的物理世界。這種對外部環境評估與(yu) 預測的智能化，使得風電機組環境適應性飛躍式進步。而通過氣象條件反映的區域資源屬性確定風電場的位置，借助風機的智能感知技術實現風機瞬態環境自適應，再反過來進行迭代，通過雲(yun) 計算與(yu) 大數據技術實現技術閉環這一循環過程。
“數字化風電場規劃可以降低不確定性，確保收益，持續提升環境友好性。”孟慶順指出，金風科技運用數字化技術推動風場設計更為(wei) 精準。運用中尺度數據平台結合地理信息進行分析，可實現自動宏觀選址、場區推薦。同時，在微觀尋址與(yu) 精細化測風方麵，運用激光雷達、無人機技術等先進技術結合其自主研發的三維仿真建模平台對風資源進行高精度分析，通過數據整合，實現最優(you) 機組選型及控製策略的自由化;通過風場定製化仿真計算實現機型定製化、最優(you) 機組排布、自動生成塔筒方案、工程量精準概算等功能。
基於(yu) 數據的資產(chan) 性能管理，使得發電量更高，運維成本更低。基於(yu) 風電場實際運行情況評估，采用多種策略並用，在保障安全運行的前提下，可提升機組發電量達到2%~3%。
傳(chuan) 統企業(ye) 必須加快數字化轉型
數字化時代為(wei) 風電行業(ye) 帶來的並非衝(chong) 擊，而是機遇。如何抓緊機遇，在“風口”下實現轉型升級是值得關(guan) 注的話題。可以預見的是，以全麵感知、全麵數字、全麵互聯、全麵智能為(wei) 主的、具備自動管理能力的企業(ye) 組織形態和管理模式將成為(wei) 未來趨勢。
龍源電力集團股份有限公司副總經理張濱泉坦言，經過多年的摸索實踐，目前可再生能源企業(ye) 已經初步實現了設備自動化和運營信息化，但距離智慧企業(ye) 仍有一定差距。
以龍源電力為(wei) 例，由於(yu) 風電開發比較早，如今已在線監測風電機組11000多台，包含有全世界20多個(ge) 廠家、80多種機型，要整合不同容量、配置、版本、運行標準的設備將是一個(ge) 非常難的課題。到目前為(wei) 止，龍源還是基於(yu) 電力行業(ye) 傳(chuan) 統的信息化運營模式在管理。
對此，普華永道中國管理谘詢高級經理吳倩建議，要成為(wei) 智慧企業(ye) 必須具備以下幾個(ge) 特征：在商業(ye) 模式上，要實現用戶需求和企業(ye) 生產(chan) 的交互;在生產(chan) 流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術上，要提高企業(ye) 的數據采集和分析能力。
在大數據的智能化時代，傳(chuan) 統企業(ye) 必須加快數字化轉型才能“贏在未來”。
“因此，形成由各類信息化係統組成的多維一體(ti) 智慧管控體(ti) 係，將成為(wei) 提高可再生能源企業(ye) 核心競爭(zheng) 力的重要技術保障。”一位來自中國計算機用戶協會(hui) 工業(ye) 互聯網與(yu) 大數據分會(hui) 的嘉賓預測。（中電新聞網）
