提到智能，首先想到的是汽車，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。 但是，不同品牌的汽車，智能化程度一定是不同的。智能風(fēng)機(jī)是產(chǎn)業(yè)成熟的標(biāo)志，如今市場(chǎng)上的風(fēng)機(jī)都強(qiáng)調(diào)智能。但同樣是智能風(fēng)機(jī)，有什么不一樣？
在12月1日遠(yuǎn)景主辦的“第三屆遠(yuǎn)景能源技術(shù)高峰論壇上”，遠(yuǎn)景能源智能風(fēng)機(jī)解決方案負(fù)責(zé)人張軒向到場(chǎng)的客戶分享了遠(yuǎn)景在智能風(fēng)機(jī)一代代演進(jìn)的技術(shù)突破層面所做的積累。他提到，遠(yuǎn)景是首個(gè)提出智能風(fēng)機(jī)概念的公司，自此之后，遠(yuǎn)景能源全球研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷賦予智能風(fēng)機(jī)新內(nèi)涵，風(fēng)機(jī)的發(fā)電量和可靠性得到了持續(xù)的快速提升。
回顧最初的智能風(fēng)機(jī)，張軒說，遠(yuǎn)景摒棄用風(fēng)速儀對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制的技術(shù)路線，用葉輪作為傳感器，并結(jié)合了卡爾曼濾波技術(shù)，避免了后方風(fēng)速儀受到葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的尾流干擾。為了實(shí)現(xiàn)更高效的控制，遠(yuǎn)景采用動(dòng)態(tài)模式控制取代了傳統(tǒng)的查表法，控制的精度和平穩(wěn)度得到了質(zhì)的提升。
“然而我們很快意識(shí)到，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的最優(yōu)控制可能并不代表全場(chǎng)最優(yōu)控制，因此又提出了場(chǎng)群控制的方法，通過風(fēng)機(jī)之間的信息共享和協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)發(fā)電量的最大化。”張軒說。
他進(jìn)一步解釋，智能風(fēng)機(jī)不應(yīng)僅考慮對(duì)風(fēng)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的控制，因此遠(yuǎn)景為智能風(fēng)機(jī)引入了時(shí)間的概念。偏航自適應(yīng)控制使得風(fēng)機(jī)得以學(xué)習(xí)歷史風(fēng)況，從而預(yù)測(cè)風(fēng)的模式，優(yōu)化偏航，對(duì)風(fēng)更加準(zhǔn)確及時(shí)，提升發(fā)電量；變槳自學(xué)習(xí)使風(fēng)機(jī)自主學(xué)習(xí)20年間葉片參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)更新控制參數(shù)，使機(jī)組運(yùn)行的20年都能夠持續(xù)保持高發(fā)電量。
“這些都是智能風(fēng)機(jī)在發(fā)電量提升方面的智能化，可以看到，從單機(jī)控制水平的提升，到場(chǎng)群控制；從僅關(guān)注風(fēng)機(jī)，到關(guān)注風(fēng)；從僅考慮空間維度，到考慮時(shí)間維度，每一個(gè)改進(jìn)都是對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電量的一個(gè)有效提升。與此同時(shí)，遠(yuǎn)景也在不斷探索風(fēng)機(jī)在可靠性提升方面的智能化技術(shù)。”張軒補(bǔ)充道。
還要提及的是，遠(yuǎn)景智能風(fēng)機(jī)新增了葉片噪聲傳感器，能夠有效監(jiān)測(cè)葉片的氣動(dòng)異常，對(duì)葉片早期的失效起到很好的監(jiān)測(cè)作用，基于視覺方案的葉片內(nèi)部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)感知葉片形變、凈空，且能夠全天候工作、不受雨雪霧等天氣的影響，除此之外，遠(yuǎn)景還新增了觀測(cè)基礎(chǔ)沉降先進(jìn)傳感系統(tǒng)，更加智能化保證了風(fēng)機(jī)全生命周期的安全運(yùn)行。
進(jìn)一步地，遠(yuǎn)景采用傳感器群監(jiān)測(cè)方式，通過對(duì)大部件的精確建模，采用有限的傳感器的狀態(tài)組合，從空間和時(shí)間尺度精確地診斷和預(yù)測(cè)各部件故障。進(jìn)一步提升風(fēng)機(jī)可靠性，并降低風(fēng)機(jī)運(yùn)維成本。
“伴隨著更低風(fēng)速資源的開發(fā)，遠(yuǎn)景將智能控制技術(shù)從機(jī)身延伸到了高塔筒，通過自適應(yīng)風(fēng)輪不平衡載荷控制、主動(dòng)阻尼注入算法實(shí)現(xiàn)了全鋼柔性高塔筒機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行，且不會(huì)造成發(fā)電量損失。同時(shí)將動(dòng)態(tài)快速穿越共振區(qū)作為保護(hù)算法，為風(fēng)機(jī)安全保駕護(hù)航。”張軒說。
遠(yuǎn)景的研發(fā)專家們意識(shí)到智能風(fēng)機(jī)不應(yīng)僅僅是被動(dòng)地感知風(fēng)，只有提前預(yù)知未來的風(fēng)況，風(fēng)機(jī)才能夠?qū)崿F(xiàn)前饋控制，提前制訂偏航、變槳策略，在風(fēng)來臨之前以最佳的姿態(tài)迎接風(fēng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲并在極限風(fēng)條件下采取有效的保護(hù)策略，從而有效提升發(fā)電量，并降低風(fēng)機(jī)載荷。遠(yuǎn)景自主研發(fā)的激光雷達(dá)完全為風(fēng)機(jī)量身定制，50個(gè)以上的有效測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取風(fēng)速、風(fēng)向、湍流、剪切等來流信息，輪轂中心的布置方案徹底擺脫了葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)附近空氣流動(dòng)造成的干擾，并且能夠主動(dòng)校準(zhǔn)，機(jī)艙與風(fēng)向夾角始終保證準(zhǔn)確，避免了人工校準(zhǔn)造成的誤差。
遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)智能化內(nèi)涵的不斷延伸得益于數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)和雙饋基因，在各類場(chǎng)景都展現(xiàn)了強(qiáng)大的適應(yīng)性，除了針對(duì)復(fù)雜地形的增強(qiáng)設(shè)計(jì)，對(duì)于分散式風(fēng)場(chǎng)，遠(yuǎn)景充分發(fā)揮雙饋機(jī)組的基因優(yōu)勢(shì)研發(fā)了雙饋中壓風(fēng)機(jī)，10~12KV電壓可直接接入配電網(wǎng)，節(jié)省升壓變壓器（箱變）約25萬，定子電纜損耗降低，傳動(dòng)鏈效率提升約0.5%，隨著塔筒的不斷增高，效率提升會(huì)愈加明顯。
從單機(jī)智能控制對(duì)發(fā)電量的提升到場(chǎng)群控制，再到引入時(shí)間維度，在此過程中從考慮風(fēng)機(jī)設(shè)備自身，延伸到了對(duì)風(fēng)的提前測(cè)量感知，遠(yuǎn)景智能風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了發(fā)電量的極致提升。與此同時(shí)，遠(yuǎn)景通過智能化不斷提升風(fēng)機(jī)的可靠性，包括新增傳感器和傳感器集群分析，通過模式識(shí)別分析實(shí)現(xiàn)大部件失效預(yù)測(cè)。伴隨著更低風(fēng)速資源的開發(fā)，遠(yuǎn)景將智能控制技術(shù)從機(jī)身延伸到了高塔筒，在風(fēng)能最大捕獲的同時(shí)又保證了機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。
值得一提的是，激光雷達(dá)技術(shù)可以被認(rèn)為是智能風(fēng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)新的里程碑，專為風(fēng)機(jī)控制所定制的激光雷達(dá)系統(tǒng)使得更多先進(jìn)的控制軟件得以應(yīng)用，為提升發(fā)電效率和成本降低提供了前所未有的技術(shù)手段。可以看到，遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)的智能化都建立在數(shù)字設(shè)計(jì)平臺(tái)和雙饋良好的基因之上，中壓風(fēng)機(jī)的誕生同樣得益于此。這些不斷深化的內(nèi)涵都使得遠(yuǎn)景在中國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)環(huán)境下不斷推進(jìn)風(fēng)電度電成本的下降。
