2023年10月16日-19日，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國(guó)能源革命的未來(lái)。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來(lái)”為主題，將歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

10月19日上午，浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司智慧服務(wù)中心高級(jí)解決方案工程師趙國(guó)群在風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化升級(jí)專(zhuān)題論壇上發(fā)表題為《智慧電站整體解決方案》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位來(lái)賓，各位專(zhuān)家，上午好！今天我為大家?guī)?lái)的是智慧電站的整體解決方案，我的演講分以下幾個(gè)內(nèi)容，趨勢(shì)和挑戰(zhàn)、一體四優(yōu)智慧電站的總體介紹，安全、運(yùn)維、收益、并網(wǎng)四個(gè)方面的能力介紹。

平價(jià)上網(wǎng)、規(guī)模化發(fā)展、市場(chǎng)化交易已經(jīng)成為新能源發(fā)展的三大主要趨勢(shì)。在平價(jià)時(shí)代補(bǔ)貼退坡導(dǎo)致投資收益的下降，更關(guān)注全生命周期的度電成本。新能源的規(guī)模化發(fā)展也勢(shì)必持續(xù)推高并網(wǎng)的要求，新能源場(chǎng)站普遍面臨電網(wǎng)考核壓力趨增的困境。隨著電力交易市場(chǎng)化的逐步推進(jìn)，將進(jìn)一步影響新能源場(chǎng)站的售電收益，而數(shù)字化、智能化以及精益化水平的提升有助于提高電站資產(chǎn)的收益。安全事故、低效運(yùn)維、非停、調(diào)度考核已經(jīng)成為新能源電站降本增收風(fēng)險(xiǎn)的控制障礙和挑戰(zhàn)，系統(tǒng)和平臺(tái)間的數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)協(xié)同也是企業(yè)所面臨的問(wèn)題。

對(duì)于安全問(wèn)題，隨著電站少人化、無(wú)人化的運(yùn)維模式深入，建立站內(nèi)站外設(shè)備、人員、環(huán)境、本質(zhì)安全的支撐體系是避免突發(fā)人機(jī)事故必然的趨勢(shì)。對(duì)于運(yùn)維低效的問(wèn)題，人工運(yùn)維的方式不僅效率低下，而且運(yùn)維盲點(diǎn)多，利用智能化的手段可以大幅提升運(yùn)維的效率和效果。對(duì)于設(shè)備增效的問(wèn)題，隨著數(shù)據(jù)匯聚價(jià)值應(yīng)用的豐富，利用數(shù)據(jù)提升發(fā)電設(shè)備的效率，避免非停時(shí)間已經(jīng)成為電站收益的重要手段。對(duì)于并網(wǎng)的問(wèn)題，隨著電網(wǎng)對(duì)于電站并網(wǎng)要求越來(lái)越高，功率預(yù)測(cè)、調(diào)峰調(diào)頻、慣量支撐等具體規(guī)范的落實(shí)都需要電站具備快速精準(zhǔn)的控制，避免考核。

為此我們提出了一體四優(yōu)智慧電站解決方案，智慧電站建設(shè)的總體目標(biāo)是通過(guò)數(shù)字孿生、智能分析等技術(shù)的落地，整合現(xiàn)有的系統(tǒng)建立一體化的應(yīng)用平臺(tái)，并以此構(gòu)建安全可控、運(yùn)維可靠、收益可保、并網(wǎng)友好的四優(yōu)智慧電站。

接下來(lái)介紹一下一體四優(yōu)智慧電站主要技術(shù)要素。首先是集成融合，在站端通過(guò)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)集成，采用AI、圖像的處理識(shí)別、GIS等手段實(shí)現(xiàn)線路巡檢、抄標(biāo)、運(yùn)維輔助等功能，中心端建立統(tǒng)一的集控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并和各場(chǎng)站進(jìn)行業(yè)務(wù)的對(duì)接和聯(lián)動(dòng)。

第二個(gè)是數(shù)字孿生。

第三個(gè)是協(xié)同互動(dòng)，我們通過(guò)3+N的生產(chǎn)協(xié)同體系，實(shí)現(xiàn)電站和中心端的生產(chǎn)協(xié)同、工單協(xié)同以及預(yù)警分析協(xié)同等功能。

第四是智能分析評(píng)估，通過(guò)從單機(jī)到風(fēng)電場(chǎng)到云端的數(shù)據(jù)管理，通過(guò)大數(shù)據(jù)、智能算法等技術(shù)得到一個(gè)準(zhǔn)確的分析與評(píng)估結(jié)果，為場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)優(yōu)化提供有力數(shù)據(jù)支撐和決策判斷，實(shí)現(xiàn)新能源場(chǎng)站高效智慧運(yùn)維管理，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)成本和支出。

剛才我們介紹的是一體四優(yōu)智慧電站主要技術(shù)要素，接下來(lái)介紹電站的四優(yōu)能力建設(shè)。首先是安全能力建設(shè)。在基礎(chǔ)安全方面，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)SMS、葉片監(jiān)測(cè)等設(shè)備預(yù)警信息通過(guò)數(shù)據(jù)或者是文件傳輸接口實(shí)現(xiàn)與健康管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)貫通。將各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和SCADA數(shù)據(jù)作為整體設(shè)備健康管理的判斷因子進(jìn)行統(tǒng)一管理和決策，以保障機(jī)組的安全運(yùn)行。在站內(nèi)安全方面，通過(guò)綜合運(yùn)用三維數(shù)字孿生、GIS、北斗、知識(shí)圖譜等技術(shù)，對(duì)變電站環(huán)境、設(shè)備、人員行為進(jìn)行全方位的感知，實(shí)現(xiàn)變電站主輔設(shè)備的全景監(jiān)管，設(shè)備狀態(tài)的智能判斷、站內(nèi)安全防控、人員裝備高精度的定位、故障異常的智能研判、變電站運(yùn)行情況三維展示等業(yè)務(wù)。

通過(guò)采用多種識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的缺陷，安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別以及設(shè)備狀態(tài)識(shí)別，通過(guò)高精度的人員定位和視頻識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)人員在變電站內(nèi)的軌跡跟蹤、位置跟蹤、作業(yè)區(qū)域的識(shí)別以及人員到崗到位的跟蹤。在作業(yè)安全方面，工作負(fù)責(zé)人可以通過(guò)GIS+3D變電站的大屏向進(jìn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行工作交底。施工人員這樣就更容易理解入場(chǎng)后現(xiàn)場(chǎng)的情況以及安全細(xì)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)人員在工作過(guò)程中，后臺(tái)通過(guò)接收智能回傳的數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)和軌跡監(jiān)控。通過(guò)人員的實(shí)時(shí)位置信息與系統(tǒng)的安全區(qū)域劃分、安全電子圍欄進(jìn)行全面的安全管控。

通過(guò)運(yùn)維支撐聯(lián)動(dòng)，根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的智能工單，系統(tǒng)將進(jìn)行任務(wù)分配，工單任務(wù)和安防、門(mén)禁等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。運(yùn)管中心可以監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)以及安措執(zhí)行的情況，必要時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的互聯(lián)的技術(shù)支持。

接下來(lái)介紹運(yùn)維能力的建設(shè)，在站內(nèi)巡檢方面，首先建立基于AP+MESH+5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電站的全網(wǎng)覆蓋，系統(tǒng)對(duì)接變電站各類(lèi)的視頻設(shè)備，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括對(duì)云臺(tái)、固定攝像臺(tái)預(yù)定點(diǎn)設(shè)置、巡視方案設(shè)置以及管理。通過(guò)無(wú)人機(jī)機(jī)器人自主巡檢管控應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在變電站的遠(yuǎn)程巡視和周期自主巡檢。對(duì)于風(fēng)機(jī)巡檢采用無(wú)人機(jī)的巡檢方式，支持人工飛行與智能自主飛行兩種模式，可以在不停機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)確定風(fēng)機(jī)葉片的位置，判斷葉片存在的缺損以及缺損的位置，并將巡檢結(jié)果統(tǒng)一納入監(jiān)管當(dāng)中去。

對(duì)于需要現(xiàn)場(chǎng)人員執(zhí)行的運(yùn)檢任務(wù)，我們可以依照?qǐng)稣鹃g的物理位置，場(chǎng)站內(nèi)設(shè)備的物理位置、歷史運(yùn)檢的軌跡信息等，給出一個(gè)優(yōu)化的運(yùn)檢路徑規(guī)劃，提高運(yùn)檢效率。通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用，我們?yōu)楣芾碚吆瓦\(yùn)檢人員提供一個(gè)信息操作的便利，移動(dòng)應(yīng)用是集合各種應(yīng)用的便捷的支撐系統(tǒng)，兼顧各級(jí)管理和需求，為運(yùn)檢人員提供業(yè)務(wù)處理的便利性和及時(shí)性，有助于及時(shí)的消缺排故。

通過(guò)建立AI專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)支撐現(xiàn)場(chǎng)人員的故障原因分析以及處理方法的推薦，可以解決80%的常規(guī)問(wèn)題，通過(guò)中心端的專(zhuān)家診斷系統(tǒng)和智能頭盔、智能眼鏡等結(jié)合，可以解決20%的疑難問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)快速的消缺和排故。目前我們的AI知識(shí)庫(kù)已經(jīng)達(dá)到99%的故障覆蓋率，故障診斷的準(zhǔn)確率大于80%，有累計(jì)800多份的故障類(lèi)的分析報(bào)告以及處理方案可以供查閱，故障處理的綜合效率已經(jīng)提高了約12%。

接下來(lái)介紹一下收益能力的建設(shè)。通過(guò)智能預(yù)警系統(tǒng)，我們將被動(dòng)運(yùn)維轉(zhuǎn)向主動(dòng)運(yùn)維，還可以發(fā)現(xiàn)機(jī)組及場(chǎng)站能效的異常，可以提前介入優(yōu)化。基于故障預(yù)警的主動(dòng)運(yùn)維模式，相比傳統(tǒng)的被動(dòng)運(yùn)維模式有多方面的優(yōu)勢(shì)。首先看維修成本方面，在被動(dòng)模式下故障早期的介入，維修成本就小。對(duì)于維修時(shí)間點(diǎn)的選擇來(lái)看，在被動(dòng)模式下故障時(shí)間是不確定的，對(duì)于主動(dòng)模式下我們可以提前計(jì)劃，比如可以選擇小風(fēng)天進(jìn)行維修。對(duì)于運(yùn)維管理方面，在被動(dòng)模式下設(shè)備失效以后往往造成需要有一個(gè)緊急的協(xié)調(diào)，造成管理方面的不便，在主動(dòng)模式下我們可以提前對(duì)人員以及背景進(jìn)行統(tǒng)一的安排。在技術(shù)優(yōu)化方面，在被動(dòng)模式下故障失效以后，往往故障的根源難以定位，在主動(dòng)模式下由于有預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析支撐，我們往往可以從故障的根源進(jìn)行優(yōu)化。

對(duì)于能效預(yù)警方面。第一個(gè)是通過(guò)對(duì)可利用率、常識(shí)調(diào)整等方面的評(píng)估和預(yù)警，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)能效的異常，并根據(jù)能效的評(píng)估結(jié)果確定具有針對(duì)性的技改方案。

第二個(gè)是自適應(yīng)偏航矯正。風(fēng)向標(biāo)安裝矯正方法的不當(dāng)，運(yùn)維人員操作的誤差，臺(tái)風(fēng)等極限工況的擾動(dòng)等等，諸多因素都可能造成風(fēng)向標(biāo)存在測(cè)量的誤差，使風(fēng)電機(jī)組無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)，降低機(jī)組的能量利用率。自適應(yīng)偏航矯正控制通過(guò)數(shù)據(jù)的預(yù)處理、特征提取、測(cè)量偏差的辨識(shí)，可以得到每臺(tái)機(jī)組固有的風(fēng)向的測(cè)量偏差，并將該偏差值作為參數(shù)寫(xiě)入風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)，使風(fēng)機(jī)可以校正偏差，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的對(duì)風(fēng)，提高風(fēng)能的利用率。

第三個(gè)是自適應(yīng)最優(yōu)槳距角的控制。為了最大程度捕獲風(fēng)能，槳距角一般設(shè)置為最優(yōu)槳距角，但是葉片在制造安裝過(guò)程中可能造成實(shí)際最優(yōu)槳距角偏離理論的最優(yōu)值。隨著機(jī)組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，它的氣動(dòng)的性能也會(huì)逐漸改變，長(zhǎng)時(shí)間的變槳運(yùn)動(dòng)會(huì)造成零位的槳距角跟設(shè)計(jì)值有一定的偏差，機(jī)組在不同風(fēng)速下最優(yōu)槳距角也是不近相同的。風(fēng)電機(jī)組大部分時(shí)間都運(yùn)行在額定風(fēng)速以下，最優(yōu)槳距角設(shè)置的不匹配會(huì)直接影響機(jī)組的能量利用效率，自適應(yīng)最優(yōu)槳距角控制通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘的手段，可以自動(dòng)識(shí)別風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際的最優(yōu)槳距角的位置，并通過(guò)修改控制參數(shù)來(lái)提高機(jī)組發(fā)電的效率。

電力交易輔助，通過(guò)利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)多層級(jí)的智能建模，有機(jī)結(jié)合電網(wǎng)的電力交易市場(chǎng)的數(shù)據(jù)、發(fā)電端實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)、區(qū)域的政策模型等等，并使用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行電力交易的模擬仿真，輔助電力交易決策，來(lái)提高電站售電的收益。

最后我們介紹一下并網(wǎng)優(yōu)化的能力建設(shè)。通過(guò)智能功率控制系統(tǒng)，我們集成AGC、AVC、能量管理、調(diào)頻、調(diào)壓、慣量以及在線評(píng)價(jià)等多個(gè)系統(tǒng)的功能，可以解決當(dāng)前新能源電站控制層級(jí)多、數(shù)據(jù)類(lèi)別多、通訊方式多的問(wèn)題，有助于提高電站對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度指令的快速響應(yīng)、精確控制，以避免電網(wǎng)的考核風(fēng)險(xiǎn)。

總體來(lái)講一體四優(yōu)智慧電站通過(guò)一體化的應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)，整合現(xiàn)有的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)AI數(shù)字孿生等技術(shù)的全業(yè)務(wù)的賦能，通過(guò)安全能力建設(shè)，可以打幅降低設(shè)備人身安全的隱患，創(chuàng)建零事故電站。通過(guò)運(yùn)維能力建設(shè)，提升運(yùn)維的效率，提升設(shè)備的平均無(wú)故障時(shí)間，通過(guò)并網(wǎng)能力建設(shè)，滿(mǎn)足電網(wǎng)嚴(yán)格并網(wǎng)要求，降低考核的費(fèi)用，通過(guò)收益能力建設(shè)降低設(shè)備的非停損失，提升發(fā)電量和發(fā)電收益。

智慧電站的效益體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：從經(jīng)濟(jì)效益上講，相較于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)管理方式可以提升發(fā)電量約2%到8%。通過(guò)集中監(jiān)控、生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)減人增效，提高物資的綜合利用率，電站的運(yùn)營(yíng)成本可以降低每千瓦10到30元，業(yè)務(wù)效率可以提升20%到50%。通過(guò)集中功率預(yù)測(cè)、能量管理、輔助電量交易，我們可以提升售電收入，并且避免考核。從管理效益上來(lái)講，從傳統(tǒng)的運(yùn)維模式向智慧運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)變，可以提升經(jīng)營(yíng)管理的決策的效率，優(yōu)化人財(cái)物資源。從傳統(tǒng)的安全管控模式向智能安全管控模式的轉(zhuǎn)變，可以提升作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，降低設(shè)備和人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。從社會(huì)效益上來(lái)講，智慧電站的項(xiàng)目對(duì)新一代的智慧風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)體系進(jìn)行了有益的探索，促進(jìn)了新能源物聯(lián)網(wǎng)和智慧能源的應(yīng)用，促進(jìn)了新能源的高質(zhì)量發(fā)展，成為行業(yè)內(nèi)具有示范性的，具備先進(jìn)管理理念和經(jīng)營(yíng)水平的風(fēng)電場(chǎng)。

我的演講到此結(jié)束，謝謝大家！

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）