DQZHAN技術(shù)訊：風(fēng)電站上的數(shù)字化風(fēng)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(duì)于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)而言，這是一個(gè)變革的時(shí)代。大數(shù)據(jù)和數(shù)字化正給風(fēng)電行業(yè)帶來更大的價(jià)值提升，但在解決困擾風(fēng)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(huì)人士呼吁，要打通數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓風(fēng)電行業(yè)與數(shù)字化實(shí)現(xiàn)深度融合。只有這樣，數(shù)字化技術(shù)才能真正助力風(fēng)電解決行業(yè)“痛點(diǎn)”。
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(cè)幾百公里外的風(fēng)電場(chǎng)出現(xiàn)的任何異常情況;未來，在遠(yuǎn)程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，還能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)自維護(hù)。
“到2020年，我國(guó)海上風(fēng)電預(yù)計(jì)并網(wǎng)500萬千瓦。海上風(fēng)電建設(shè)和運(yùn)維成本是陸上風(fēng)電5—8倍，大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用將為海上風(fēng)電運(yùn)維帶來巨大的降本空間。”上海電氣風(fēng)電集團(tuán)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(fēng)電行業(yè)積極響應(yīng)中央號(hào)召，大力推進(jìn)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(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的智慧化建設(shè)。
一位與會(huì)人士告訴記者，風(fēng)電行業(yè)其實(shí)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(shì)。比如，智能風(fēng)機(jī)具備自由升級(jí)和自我學(xué)習(xí)的能力，風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián);通過大數(shù)據(jù)分析，對(duì)客戶電力需求量和發(fā)電量的實(shí)時(shí)匹配，更精準(zhǔn)預(yù)測(cè)電力的需求;智能運(yùn)維改變了過去的故障后再處理，實(shí)現(xiàn)了預(yù)防性檢測(cè)。
龍?jiān)措娏δ壳笆鞘澜缟?大的風(fēng)力發(fā)電運(yùn)營(yíng)商。該公司從2009年開始建設(shè)監(jiān)控中心，初步建立起一個(gè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，并以此為依托，正在探索建立運(yùn)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(yùn)作體系。
目前，龍?jiān)措娏σ言诰€監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組11000多臺(tái)，包含有全世界20多個(gè)廠家、80多種機(jī)型。但是，要整合不同容量、配置、版本、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備并非易事，到目前為止，龍?jiān)催€是基于電力行業(yè)傳統(tǒng)的信息化運(yùn)營(yíng)模式在管理。
對(duì)此，龍?jiān)措娏瘓F(tuán)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(shí)踐，雖然可再生能源企業(yè)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化和運(yùn)營(yíng)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(diǎn)”
“餐廳把菜單改成了電子菜單，就算實(shí)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(jiǎn)單的數(shù)字化升級(jí)，不能稱之為智慧化餐廳。同理，風(fēng)電企業(yè)也是如此?！逼杖A永道中國(guó)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的深度融合?風(fēng)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(rèn)為，成為智慧企業(yè)，歸根結(jié)底要實(shí)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(gè)特征：在商業(yè)模式上，要實(shí)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?jiān)措娏Φ囊晃幌嚓P(guān)人士則向記者表示，所謂智慧風(fēng)電企業(yè)，就是既有頂層設(shè)計(jì)，又有現(xiàn)場(chǎng)的因地制宜，覆蓋前期工程營(yíng)銷各個(gè)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(fēng)電企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)保障。
“智能化的一個(gè)重要標(biāo)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(guó)中壓服務(wù)業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人蔣英說。
金風(fēng)科技金風(fēng)研究院院長(zhǎng)孟慶順表示，目前影響風(fēng)電場(chǎng)投資回報(bào)的因素很多，比如前期資源評(píng)估不精準(zhǔn)，適應(yīng)性不匹配，計(jì)劃不可控，施工運(yùn)營(yíng)成本高，不滿足電網(wǎng)技術(shù)要求，當(dāng)下日趨嚴(yán)峻的環(huán)境友好問題，噪音、光影污染問題。
“上述因素都會(huì)影響風(fēng)電場(chǎng)的投資回報(bào)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用和智慧風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)恰恰應(yīng)該降低這些不確定性，真正解決風(fēng)電行業(yè)痛點(diǎn)，確保風(fēng)電場(chǎng)收益。”孟慶順稱。
昆侖數(shù)據(jù)總經(jīng)理陸薇認(rèn)為，目前風(fēng)電行業(yè)對(duì)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?jì)算量激增。“一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)如何支持風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，保證風(fēng)電場(chǎng)誕生之初有一個(gè)比較好的基因;另一方面，要考慮后期的運(yùn)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(jià)值。”
從2016年上半年開始，亞馬遜專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)為金風(fēng)科技的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。雙方合作的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是仿真。
亞馬遜專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)中國(guó)區(qū)大數(shù)據(jù)主管徐禮佳介紹說， 仿真是工業(yè)設(shè)計(jì)中非常核心的應(yīng)用，類似于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模計(jì)算應(yīng)用，經(jīng)常一算起來就要花幾十個(gè)小時(shí)的時(shí)間，他們幫助金風(fēng)科技優(yōu)化該應(yīng)用后，可以把幾十個(gè)小時(shí)壓縮到一小時(shí)以內(nèi)，這種量變*終將引發(fā)金風(fēng)科技研發(fā)能力的質(zhì)變。這正是大數(shù)據(jù)和云計(jì)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(fēng)機(jī)，而是通過數(shù)據(jù)分析幫助延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的壽命?！盨entient Science**數(shù)字官愛德華˙瓦格納表示，“通過對(duì)齒輪箱、軸承等關(guān)鍵零部件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，將降低資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，更好地實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理?！?
愛德華˙瓦格納認(rèn)為， 在風(fēng)電數(shù)字化時(shí)代，運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命的基礎(chǔ)。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，在風(fēng)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(gè)環(huán)節(jié)難以把整個(gè)行業(yè)帶入數(shù)字化時(shí)代，而是需要產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)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(jiān)持做開放的技術(shù)平臺(tái)，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(jià)值?！?
龍?jiān)措娏σ晃回?fù)責(zé)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(fēng)電等可再生能源領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)一步深度融合，不但要進(jìn)行技術(shù)融合，而且要進(jìn)行業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合，打通數(shù)據(jù)壁壘。要讓風(fēng)電業(yè)主、整機(jī)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(fēng)電數(shù)字化時(shí)代才剛剛啟幕。依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，探索從風(fēng)資源評(píng)估到風(fēng)機(jī)故障預(yù)警、狀態(tài)檢修、遠(yuǎn)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(guó)能源報(bào))
數(shù)字化推動(dòng)風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃更精準(zhǔn)
風(fēng)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(gè)風(fēng)口，那些真正看懂并相信這一趨勢(shì)的有識(shí)之士，會(huì)造就能源領(lǐng)域下一個(gè)BAT。”在日前召開的“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(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖如是說。
經(jīng)過30年的指數(shù)級(jí)進(jìn)步，IT技術(shù)已經(jīng)融入到各個(gè)行業(yè)中。如今，“大數(shù)據(jù)、云計(jì)算”等信息技術(shù)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心抓手，亦推動(dòng)著全球風(fēng)電行業(yè)智能化的發(fā)展和進(jìn)步。
智能手段促使運(yùn)維成本降低
截至2017年9月，我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電1.6億千瓦，累計(jì)發(fā)電1498.3億千瓦時(shí)，無論是裝機(jī)量還是發(fā)電量，已躍居****。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，要繼續(xù)保持全球**的優(yōu)勢(shì)，需要在“再**”上下大功夫。從近幾年的發(fā)展趨勢(shì)中可以看出，國(guó)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(guó)風(fēng)電下一個(gè)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(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的法寶。
事實(shí)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(yùn)維成本、提高風(fēng)功率預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度，爭(zhēng)取優(yōu)先調(diào)度主動(dòng)權(quán)，早已成為行業(yè)共識(shí)。
昆侖數(shù)據(jù)CEO陸薇談到，目前風(fēng)電行業(yè)對(duì)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(jì)和20%后服務(wù)運(yùn)維的影響占比。隨著設(shè)計(jì)精細(xì)化程度的加深，或?qū)沓砂偕锨П兜挠?jì)算量激增。
ABB中國(guó)中壓服務(wù)業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人蔣英則指出，風(fēng)電運(yùn)維面臨著距離遠(yuǎn)、分布散、維護(hù)成本高以及設(shè)備狀態(tài)未知等挑戰(zhàn)，主要痛點(diǎn)集中在設(shè)備關(guān)鍵部件上?！癆BB正通過智能運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)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(fēng)電運(yùn)維效率提高60%?！?
在此領(lǐng)域，另一國(guó)際電氣巨頭GE亦有建樹。其打造的Predix云平臺(tái)通過對(duì)機(jī)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(fēng)電企業(yè)通過相應(yīng)接口，便可調(diào)動(dòng)該功能計(jì)算的原始數(shù)據(jù)，**了解機(jī)組性能。
有參會(huì)嘉賓建議，除加強(qiáng)**外，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠商之間加強(qiáng)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(gè)環(huán)節(jié)，才能在確保收益的同時(shí)，持續(xù)提高環(huán)境和并網(wǎng)的友好性。
數(shù)字化推動(dòng)風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃更精準(zhǔn)
如今，互聯(lián)網(wǎng)已滲透到風(fēng)電的各個(gè)環(huán)節(jié)，并深刻地改變著行業(yè)。如借助先進(jìn)的傳感器、高速的傳輸線路和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置等，可以在微觀選址中實(shí)現(xiàn)低成本、快速、精準(zhǔn)尋找*上等的風(fēng)能資源;在風(fēng)電運(yùn)行中，則實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)和智能控制，大大提高了機(jī)組的發(fā)電效率和可靠性。
據(jù)金風(fēng)科技風(fēng)電設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)孟慶順介紹，金風(fēng)科技用數(shù)字化技術(shù)來對(duì)風(fēng)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(duì)外部環(huán)境評(píng)估與預(yù)測(cè)的智能化，使得風(fēng)電機(jī)組環(huán)境適應(yīng)性飛躍式進(jìn)步。而通過氣象條件反映的區(qū)域資源屬性確定風(fēng)電場(chǎng)的位置，借助風(fēng)機(jī)的智能感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)瞬態(tài)環(huán)境自適應(yīng)，再反過來進(jìn)行迭代，通過云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)閉環(huán)這一循環(huán)過程。
“數(shù)字化風(fēng)電場(chǎng)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(fēng)科技運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)更為精準(zhǔn)。運(yùn)用中尺度數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)合地理信息進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)宏觀選址、場(chǎng)區(qū)推薦。同時(shí)，在微觀尋址與精細(xì)化測(cè)風(fēng)方面，運(yùn)用激光雷達(dá)、無人機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)結(jié)合其自主研發(fā)的三維仿真建模平臺(tái)對(duì)風(fēng)資源進(jìn)行高精度分析，通過數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)*優(yōu)機(jī)組選型及控制策略的自由化;通過風(fēng)場(chǎng)定制化仿真計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)型定制化、*優(yōu)機(jī)組排布、自動(dòng)生成塔筒方案、工程量精準(zhǔn)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(yùn)維成本更低?；陲L(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況評(píng)估，采用多種策略并用，在保障**運(yùn)行的前提下，可提升機(jī)組發(fā)電量達(dá)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(shí)代為風(fēng)電行業(yè)帶來的并非沖擊，而是機(jī)遇。如何抓緊機(jī)遇，在“風(fēng)口”下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)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(dòng)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(shì)。
龍?jiān)措娏瘓F(tuán)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(shí)踐，目前可再生能源企業(yè)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化和運(yùn)營(yíng)信息化，但距離智慧企業(yè)仍有一定差距。
以龍?jiān)措娏槔捎陲L(fēng)電開發(fā)比較早，如今已在線監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組11000多臺(tái)，包含有全世界20多個(gè)廠家、80多種機(jī)型，要整合不同容量、配置、版本、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備將是一個(gè)非常難的課題。到目前為止，龍?jiān)催€是基于電力行業(yè)傳統(tǒng)的信息化運(yùn)營(yíng)模式在管理。
對(duì)此，普華永道中國(guó)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(gè)特征：在商業(yè)模式上，要實(shí)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)保障?！币晃粊碜灾袊?guó)計(jì)算機(jī)用戶協(xié)會(huì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)分會(huì)的嘉賓預(yù)測(cè)。
