DQZHAN技術訊：風電站上的數字化風口
不僅要錦上添花，更應真正幫助行業解決深層頑疾
編者按
對于風電產業而言，這是一個變革的時代。大數據和數字化正給風電行業帶來更大的價值提升，但在解決困擾風電行業的深層頑疾上，卻仍需數字化技術的深度應用。
在日前舉行的可再生能源大數據應用暨智慧企業建設論壇上，與會人士呼吁，要打通數據壁壘，實現數據共享，讓風電行業與數字化實現深度融合。只有這樣，數字化技術才能真正助力風電解決行業“痛點”。
距智慧化企業仍有差距
目前，技術人員坐在集控中心里就能監測幾百公里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，我國海上風電預計并網500萬千瓦。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建設論壇上說。
近年來，作為戰略性新興產業，風電行業積極響應中央號召，大力推進大數據技術與產業的融合，不僅大大加速自身的降本增效，也推動了相關產業的智慧化建設。
一位與會人士告訴記者，風電行業其實很多環節上已經在應用大數據技術，并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后再處理，實現了預防性檢測。
龍源電力目前是世界上*大的風力發電運營商。該公司從2009年開始建設監控中心，初步建立起一個大數據平臺，并以此為依托，正在探索建立運行一體化、檢修智能化、設備信息化、備件數字化、**可視化的企業智能運作體系。
目前，龍源電力已在線監測風電機組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、運行標準的設備并非易事，到目前為止，龍源還是基于電力行業傳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，但距離智慧企業仍有一定差距。
智慧化要破解行業“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，這只能稱之為簡單的數字化升級，不能稱之為智慧化餐廳。同理，風電企業也是如此。”普華永道中國管理咨詢**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、人工智能同風電產業的深度融合?風電企業如何才能從傳統企業演變為智慧企業?
吳倩認為，成為智慧企業，歸根結底要實現商業模式的智慧化。在她看來，要成為智慧企業必須具備以下幾個特征：在商業模式上，要實現用戶需求和企業生產的交互;在生產流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術上，要提高企業的數據采集和分析能力。
龍源電力的一位相關人士則向記者表示，所謂智慧風電企業，就是既有頂層設計，又有現場的因地制宜，覆蓋前期工程營銷各個環節，由各類信息化系統組成的多維一體的智慧管控體系，成為提高風電企業核心競爭力的重要技術保障。
“智能化的一個重要標志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，并為其失效預先做好方案。”ABB中國中壓服務業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，當下日趨嚴峻的環境友好問題，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，真正解決風電行業痛點，確保風電場收益。”孟慶順稱。
昆侖數據總經理陸薇認為，目前風電行業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。“一方面，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，持續地為客戶產生更高的價值。”
從2016年上半年開始，亞馬遜專業服務團隊為金風科技的數字化轉型提供技術支撐。雙方合作的一個重點應用領域是仿真。
亞馬遜專業服務團隊中國區大數據主管徐禮佳介紹說， 仿真是工業設計中非常核心的應用，類似于深度學習的大規模計算應用，經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化該應用后，可以把幾十個小時壓縮到一小時以內，這種量變*終將引發金風科技研發能力的質變。這正是大數據和云計算的力量。
建立數字化產業生態圈
“我們不生產風機，而是通過數據分析幫助延長風機的壽命。”Sentient Science**數字官愛德華˙瓦格納表示，“通過對齒輪箱、軸承等關鍵零部件運行狀態進行數字化監控和數據分析，將降低資產運營成本，更好地實現資產管理。”
愛德華˙瓦格納認為， 在風電數字化時代，運營商和供應商之間的溝通非常重要，數據的分享至關重要，這是延長風機使用壽命的基礎。
業內普遍認為，在風電的數字化浪潮中，僅靠一家企業或者產業鏈上的一個環節難以把整個行業帶入數字化時代，而是需要產業鏈的各個環節建立起數字化產業生態圈。
作為第三方服務企業，岳能科技副總經理朱永峰表示，岳能科技堅持做開放的技術平臺，但目前遇到數據共享的難題。他呼吁，在保證數據**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，數據就不能真正為行業產生價值。”
龍源電力一位負責大數據研究的人士表示，未來需要行業中大數據公司與風電等可再生能源領域的企業進一步深度融合，不但要進行技術融合，而且要進行業務融合、數據融合，打通數據壁壘。要讓風電業主、整機制造企業、數據算法公司真正成為利益發展的共同體。
顯然，風電數字化時代才剛剛啟幕。依托大數據技術，探索從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，它與物聯網的結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，會造就能源領域下一個BAT。”在日前召開的“可再生能源大數據應用暨智慧企業建設論壇”上，中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖如是說。
經過30年的指數級進步，IT技術已經融入到各個行業中。如今，“大數據、云計算”等信息技術已成為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，我國并網風電1.6億千瓦，累計發電1498.3億千瓦時，無論是裝機量還是發電量，已躍居****。
業內專家認為，要繼續保持全球**的優勢，需要在“再**”上下大功夫。從近幾年的發展趨勢中可以看出，國際化、定制化、智能化、互聯化和服務化日益明朗，將成為我國風電下一個階段發展的主線，而提升技術和服務的**能力將是企業增強競爭力的法寶。
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，爭取優先調度主動權，早已成為行業共識。
昆侖數據CEO陸薇談到，目前風電行業對低度電成本和高投資收益的整體發展訴求迫切，并提出80%先天設計和20%后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中國中壓服務業務單元負責人蔣英則指出，風電運維面臨著距離遠、分布散、維護成本高以及設備狀態未知等挑戰，主要痛點集中在設備關鍵部件上。“ABB正通過智能運維系統實現智能化控制和可視化管理，其中使用云資產設備健康管理系統，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規則。風電企業通過相應接口，便可調動該功能計算的原始數據，**了解機組性能。
有參會嘉賓建議，除加強**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環節，才能在確保收益的同時，持續提高環境和并網的友好性。
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環節，并深刻地改變著行業。如借助先進的傳感器、高速的傳輸線路和大容量數據存儲裝置等，可以在微觀選址中實現低成本、快速、精準尋找*上等的風能資源;在風電運行中，則實現了設備的智能監測和智能控制，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”。具體為在大氣環流層面，采用多重物理模型嵌套，構建從宏觀到微觀的物理世界。這種對外部環境評估與預測的智能化，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，通過云計算與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精準。運用中尺度數據平臺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，在微觀尋址與精細化測風方面，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臺對風資源進行高精度分析，通過數據整合，實現*優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機型定制化、*優機組排布、自動生成塔筒方案、工程量精準概算等功能。
基于數據的資產性能管理，使得發電量更高，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，可提升機組發電量達到2%~3%。
傳統企業必須加快數字化轉型
數字化時代為風電行業帶來的并非沖擊，而是機遇。如何抓緊機遇，在“風口”下實現轉型升級是值得關注的話題。可以預見的是，以**感知、**數字、**互聯、**智能為主的、具備自動管理能力的企業組織形態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理張濱泉坦言，經過多年的摸索實踐，目前可再生能源企業已經初步實現了設備自動化和運營信息化，但距離智慧企業仍有一定差距。
以龍源電力為例，由于風電開發比較早，如今已在線監測風電機組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傳統的信息化運營模式在管理。
對此，普華永道中國管理咨詢**經理吳倩建議，要成為智慧企業必須具備以下幾個特征：在商業模式上，要實現用戶需求和企業生產的交互;在生產流程上，要做到縱向和橫向的整合;在技術上，要提高企業的數據采集和分析能力。
在大數據的智能化時代，傳統企業必須加快數字化轉型才能“贏在未來”。
“因此，形成由各類信息化系統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核心競爭力的重要技術保障。”一位來自中國計算機用戶協會工業互聯網與大數據分會的嘉賓預測。
