所有的行業(yè)都會經(jīng)歷一個發(fā)展的生命周期，通常來說十年將會出現(xiàn)一個拐點，風電行業(yè)更是如此。如今，經(jīng)歷了十年的高速發(fā)展，風電已步入瓶頸期。補貼的抽離、強烈的電價下調(diào)預期、“搶裝潮”之后的業(yè)績遇冷、艱難的“走出去”，面臨這些問題的風電后十年，如何延續(xù)前十年的輝煌？上海電氣風電集團給出了一個明確的答案：通過數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新，實現(xiàn)風場智能化運行，不斷掘金“智慧風場”。
上海電氣風電集團智能中心主任黃猛
自主研發(fā)“風云系統(tǒng)”，全面進入風電的數(shù)字化時代
風機搶裝潮過后，嚴重飽和的國內(nèi)市場風機銷售壓力巨大。有分析數(shù)據(jù)顯示，2017年風機銷售價格同比下降5%，銷售毛利同比下降0.8個百分點。面對國內(nèi)行業(yè)愈加激烈的競爭，上海電氣風電集團依托先進的人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，自主開發(fā)了“風云系統(tǒng)”，全面整合挖掘數(shù)據(jù)的力量，不斷在風電數(shù)字化領(lǐng)域?qū)で笸黄?....
風云系統(tǒng)是一套風電全生命周期智能化管理平臺，為用戶提供從前期風資源評估、風機選址、整體方案設計、生產(chǎn)物流管理、運維監(jiān)控、后評估的一體化服務。該系統(tǒng)涵蓋“觀、匯、智、象、流”五大平臺體系，滿足風電用戶全方位的應用場景，通過數(shù)據(jù)的洞察為用戶創(chuàng)造價值。
“風云·觀”是基于分布式處理系統(tǒng)和AI技術(shù)的監(jiān)控平臺，包括全新一代的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)。“風云·匯”是基于Hadoop的大數(shù)據(jù)處理平臺，通過分布式數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)倉庫，為用戶在海量數(shù)據(jù)中快速提取有價值的分析。“風云·智”是利用先進的人工智能技術(shù)，結(jié)合海量的運行數(shù)據(jù)分析，通過機器學習，實現(xiàn)控制策略動態(tài)調(diào)整，使風機、風場運行更具智能。“風云·象”是結(jié)合了高性能計算及人工智能模型，引入快速氣象預測技術(shù)、洋流分析技術(shù)，融入運維、監(jiān)控等各個領(lǐng)域，該體系包括發(fā)電功率預測、洋流預測、臺風預警等與風電運行密切相關(guān)的模塊，實現(xiàn)精準預測和快速運維。“風云·流”是服務風電全生命周期的流程管理平臺，讓決策更高效，制造更智能。
實際上，數(shù)字化是價值創(chuàng)造的推手而不是噱頭。“風云系統(tǒng)”更關(guān)心的是能為風電行業(yè)解決哪些挑戰(zhàn)和難題。經(jīng)過兩年多的實踐，該平臺能夠帶來更多的可開發(fā)資源、更快的建設速度和更低的建設成本。
在風電場選型選址階段，用戶依據(jù)智能化的核心數(shù)學模型，快速計算出機位選址信息，依據(jù)風資源情況自動選擇最合適的機型，完成機型機位的選擇，同時完成經(jīng)濟預估。
在施工安裝階段，用戶及上海電氣管理人員可以通過本系統(tǒng)實時監(jiān)控項目進度，同時完成全部項目成員人員考核。
在預測性維護方面，傳統(tǒng)的風電場管理方式多采用事后維護，被動檢修的方式。而該平臺則通過基于“大數(shù)據(jù)”背景的智能預警系統(tǒng)，對風電機組故障進行計算機智能預警，通過對于風機故障的提前預判，指導檢修和運維，以避免風機更大的故障損失。主動維護，預測性檢修將成為今后維護的方向。
在風場的智能化監(jiān)控方面，它是將智能SCADA系統(tǒng)、智能視頻監(jiān)控、能量管理平臺、變流器監(jiān)控、CMS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、箱變監(jiān)控、風功率預測系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)完美集成，形成了all in one的監(jiān)控體系，用戶可以一站式解決風電場所需的監(jiān)控內(nèi)容。
創(chuàng)新風電運維體系，實現(xiàn)風電場數(shù)字化管理
這些年，風電行業(yè)的關(guān)注點由注重裝機量的規(guī)模性擴張，向注重后期運維的效率提升進行了轉(zhuǎn)變。目前，上海電氣風電集團依托“風云”服務平臺接入數(shù)十個風場，服務了上千臺風機，集團智能中心主任黃猛的重要任務之一就是考慮：如何讓風電場在出質(zhì)保后能通過集中的數(shù)字化管理手段提高效率并降低服務成本。
傳統(tǒng)的風場管理有很多問題，包括維護水平低下，檢修和管理粗放，運營績效評估缺乏嚴謹?shù)目己梭w系，人機考核無法分離，對運行維護人員的專業(yè)技能高度依賴等。這些問題造成了風場運維費用居高不下，增加了風電的度電成本，大大降低了投資收益。
“風云系統(tǒng)”的智能云維護平臺就是為了破解這些難題。自從上線了數(shù)字化運維體系之后，集團的風電場管理模式逐步形成了從風場值守轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域值守和總部值守。每5萬風電場減少了1-3人，這直接帶來了人力成本的減低，與此同時，因為工程師不用再常駐現(xiàn)場，還提高了人員穩(wěn)定性。
在傳統(tǒng)的風電場管理工作中，運維人員需要經(jīng)驗和知識的積累，培養(yǎng)新晉員工，通常采用“傳、幫、帶”方式，這些都難以形成標準化流程，很難提升工作效率。而在智能云維護平臺的支持下，運維人員可以利用知識庫，帶著計算機生成的標準化輔助解決方案去檢查機組故障。
同時，通過“風云系統(tǒng)”的整合，所有的風場狀態(tài)數(shù)據(jù)、流程管理數(shù)據(jù)、風資源數(shù)據(jù)，以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)都通過云平臺匯集，并相互融合。通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，結(jié)合智能控制技術(shù)數(shù)學模型，實時輸出到風場，協(xié)同用戶處理故障，預警風機問題，優(yōu)化風機的運行，管理風場資產(chǎn)。
黃猛表示：“這樣一套集成的運維平臺，使資源最高效的配置、大幅降低運維成本，提高風機運行效率，最終實現(xiàn)提高發(fā)電量，提升風機運行穩(wěn)定性，提高用戶運營能力的效果。”該平臺真正體現(xiàn)了用戶導向，打通了風機運行、后臺監(jiān)控、運營維護等單元節(jié)點，實現(xiàn)了風場自己“思考”、自我“管理”。
著力發(fā)展海上風電，加速從智能向智慧的轉(zhuǎn)變
面對國內(nèi)風電市場的日益飽和，加之限電情況惡化，上海電氣風電集團不得不尋求新的盈利增長點，快速發(fā)展海上風電也許是上海電氣風電集團邁進“全球新能源企業(yè)50強”的重要機遇。目前，上海電氣風電集團是國內(nèi)首家具備陸上、潮間帶和海上風場市場業(yè)績的企業(yè)，2043年，海上風機裝機量位列全球第一。
然而，我國海上風電具有基因缺陷，缺少“下海”經(jīng)驗，建設運維成本高、安全性差，技術(shù)不成熟等困難眾多，實現(xiàn)智慧風機、智慧風場成為發(fā)展海上風電的必由之路。
目前，上海電氣風電集團的陸上智慧風機和智慧風場發(fā)展已經(jīng)進入了平穩(wěn)發(fā)展期。所謂智慧風機，主要是指風機可以依據(jù)風的情況以及平臺上其他風機運行的情況，結(jié)合自身的智能化算法，動態(tài)地、主動地、有預見性地調(diào)整風機的控制策略、運行方案，使風機總是處在最優(yōu)的獲取風能的狀態(tài)，既能最大限度的吸收風能，又能降低載荷，同時令風機處于一個平穩(wěn)的狀態(tài)。也就是說，智慧風機不僅可進行前端感知，也可對環(huán)境變化做出“條件反射”，并可精確控制整個風場的輸出電量。而智慧風場則是指從風場規(guī)劃、選址、風機生產(chǎn)、檢驗、運維等系列環(huán)節(jié)，通過傳感器、數(shù)據(jù)傳輸設備以及監(jiān)控中心，將風機、風電場、測風塔、電網(wǎng)、設備廠家、運營商等聯(lián)接起來，實時采集、分析數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)“智慧化風場”管理。
目前，上海電氣風電集團的海上風電業(yè)務在國內(nèi)處于絕對領(lǐng)先，在陸上智慧風電和智慧風場成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展海上智慧風電已經(jīng)成為集團和智能中心的重中之重。同時，上海電氣正把風云平臺發(fā)展成為云計算中心，通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)業(yè)務增值和模式優(yōu)化。未來，風云系統(tǒng)將是陸上和海上風電資源智能監(jiān)控平臺、運維服務平臺、數(shù)據(jù)分析平臺、資產(chǎn)管理平臺等，還將拓展至光伏等其它電網(wǎng)，實現(xiàn)能源互聯(lián)、電網(wǎng)交易。
在行業(yè)緊縮之下，深挖市場存量，探索海上風電新增量已成為上海電氣風電集團的重要任務。在實現(xiàn)這一目標的過程中，只有借助數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)向高效系統(tǒng)解決方案提供商和個性化設計供應商的方向轉(zhuǎn)型，最終實現(xiàn)精益化，實現(xiàn)從智能到智慧的轉(zhuǎn)型。黃猛表示：在成為全球領(lǐng)先的風電全生命周期服務商之路上，上海風電電氣集團的策略是“數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新”。
