2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
在風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維發(fā)展論壇上，明陽智慧能源集團(tuán)股份公司風(fēng)電數(shù)據(jù)資源中心副主任王德坤發(fā)表了題為《未來智慧化風(fēng)電場研究與展望》的主題演講。
以下為發(fā)言全文：
王德坤：各位同仁，大家下午好！我來自明陽智能，我給大家分享的是未來智慧化風(fēng)電場研究與展望。剛才聽介紹，大家都在研究風(fēng)電場的數(shù)字化、智慧化。但是智慧風(fēng)電場并沒有一個明確的概念，每個人的理解可能都不一樣。下面主要介紹三方面內(nèi)容，一個是風(fēng)電場智慧化的研究背景，第二個是風(fēng)電場智慧化研究主要內(nèi)容，三是對未來風(fēng)電場智慧化的展望。
在平價上網(wǎng)、大風(fēng)機(jī)、3060目標(biāo)、價格戰(zhàn)，以及對海外市場開拓的大背景下，催生了我們對于降本增效的需求。如何降本增效？其實(shí)大家已經(jīng)形成共識，即通過對風(fēng)電場的數(shù)字化、智慧化的建設(shè)達(dá)到降本增效的目的。而智慧化風(fēng)電場，我理解它有三個過程需要研究和探索：第一是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場自我識別，目前基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了；第二階段是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場自我決策，大家都在研究，有些僅限于某一系統(tǒng)或者某一個模塊；第三階段是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場自我運(yùn)維。
去年路上搶裝，今年也在做海上的搶裝，搶裝潮已經(jīng)到來了。未來誰能率先去實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場的智慧化、智能化，誰就會迅速在風(fēng)電行業(yè)去占據(jù)一個主導(dǎo)地位。這是我們對于智慧化風(fēng)電場的概念，就是去實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的一個思維模式。實(shí)現(xiàn)是自我的識別，去實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電場場景的監(jiān)控。第二是自我的決策，剛剛大家都在研究預(yù)警和故障診斷，包括運(yùn)維排成，我們也在研究。最后一步是自我的運(yùn)維，我們現(xiàn)在大力在發(fā)展海上風(fēng)電，大風(fēng)機(jī)也在向深遠(yuǎn)海去發(fā)展。
這對于運(yùn)維成本造成很大的考量。其實(shí)現(xiàn)在國外包括GE也在研究機(jī)器人，自主去實(shí)現(xiàn)運(yùn)維，不需要人為去干預(yù)。我和我們的團(tuán)隊基于這一理念做一些研究。在201年，完成智慧化風(fēng)電場的開發(fā)和交付，今年也完成了智慧化智能和交付。明陽中央監(jiān)控系統(tǒng)大概有三個迭代：第一個迭代是基于VC主態(tài)的開發(fā)，可以看一下大概的界面。第二代是基于C++來做的一些開發(fā)，第三代就是今天要講的智慧化風(fēng)電場綜合運(yùn)營系統(tǒng)，也就是明陽第三代的系統(tǒng)，是基于C++來開發(fā)的。主要解決的問題，一是版本的混亂，二是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這個平臺，我們自主研發(fā)的系統(tǒng)，穩(wěn)定性在99.99%以上。三是系統(tǒng)之間形成孤島，我們通過第三代中央監(jiān)控系統(tǒng)將它進(jìn)行平臺化的打造。這個系統(tǒng)不僅僅像之前包括風(fēng)場的監(jiān)控，還包括能量管理、故障診斷、預(yù)警、儲能等等。
第二就是現(xiàn)在做的系統(tǒng)簡單的介紹，第一個是平臺層級的劃分，分為人、物、邊、端。這個整個平臺的業(yè)務(wù)構(gòu)成，可以看到邊緣節(jié)點(diǎn)到中控數(shù)據(jù)共享平臺，以及到中間的業(yè)務(wù)層等等。這是數(shù)據(jù)采集的鏈路，主網(wǎng)現(xiàn)在是支持兩種主網(wǎng)方式，一個是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一個還有推廣的鏈路結(jié)構(gòu)。
這是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，剛剛王主任也重點(diǎn)介紹過，我就不過多介紹。這是我們的設(shè)計目標(biāo)，為什么在第二代中央監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上去推第三代。因?yàn)楝F(xiàn)在監(jiān)測到大量業(yè)主對于界面功能定制化的需求，基于目前團(tuán)隊不能及時響應(yīng)這些業(yè)主的需求，所以在整個平臺架構(gòu)上做了充分的重構(gòu)。目前，我們采用前后端分離的思想，底層基于C++保證整個平臺的穩(wěn)定性，提升對于業(yè)主需求的響應(yīng)效率。
這是雙機(jī)熱備系統(tǒng)的設(shè)計理念，這個系統(tǒng)有一個特點(diǎn)，底層配置可以一鍵去導(dǎo)入。把第一代、第二代中央監(jiān)控系統(tǒng)的弊端優(yōu)化掉，以前一個實(shí)施運(yùn)維人員光去做這些配置的導(dǎo)入可能都需要一整天的時間，現(xiàn)在有了這個優(yōu)化之后，只要一個小時就可以完成風(fēng)電場的配置工作。
這是風(fēng)電場監(jiān)控的一些界面，通過這個界面有很多通用的功能，比如說模式切換，監(jiān)控模式和非監(jiān)控模式，以及中英文的切換主題的切換等等。還有一點(diǎn)，這個界面的大小可以自動去進(jìn)行一個調(diào)節(jié)，因?yàn)楝F(xiàn)場很多風(fēng)電場，特別是現(xiàn)在很多分散式風(fēng)電場，一個風(fēng)電場也就兩三臺機(jī)組或者四五臺機(jī)組。業(yè)主對于界面的美觀需求比較大，有的業(yè)主希望監(jiān)控界面放的飽滿一點(diǎn)，所以說我們就充分考慮了這些需求。
這是單機(jī)監(jiān)控的界面，這是風(fēng)場控制，目前支持組合控制以及船廠多機(jī)組混合控制。這是運(yùn)行指標(biāo)的統(tǒng)計，運(yùn)行指標(biāo)在以前的基礎(chǔ)上，我們采用報表和圖形化結(jié)合的形式進(jìn)行報表查詢和展示。這是智能報表，因?yàn)楹芏鄻I(yè)主有自己的一些報表需求，之前產(chǎn)品化中央監(jiān)控系統(tǒng)無法全部去滿足這些業(yè)主的需求，所以說我們就研發(fā)了智能報表，智能報表業(yè)主可以隨意去匹配自己需要的指標(biāo)以及格式等等。
這是功能曲線的診斷，通過SCADA的診斷去指導(dǎo)技改，這是能效評估。這是預(yù)警和故障診斷，能量管理，這是儲能，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在把中央監(jiān)控系統(tǒng)打造成一個平臺，包括儲能和輔控監(jiān)控都可以集成到這個平臺。
最后是對智慧風(fēng)電場的展望，也是我們后續(xù)需要研究的方向。首先是智慧風(fēng)電場的自我決策，需要把儲能、預(yù)警、性能分析、能量管理等等這些模塊，全部進(jìn)行聯(lián)動，跟風(fēng)電場SCADA監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行一個融合。未來風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)自我運(yùn)維，需要依賴機(jī)器人，首先是監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)故障以后或者觸發(fā)預(yù)警，定位到故障部件并且下發(fā)處理，這個機(jī)器人接收到指令之后，可以自動完成這些故障的處理，機(jī)器人按照設(shè)定，同時這個機(jī)器人可以按照設(shè)定去進(jìn)行定期的巡檢等等。這樣的話，不需要人為參與，特別是深遠(yuǎn)海的風(fēng)機(jī)，這是GE研究的一款機(jī)器人，可以自動去維修葉片，現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)下線。
對于未來的憧憬，風(fēng)電場可以由機(jī)器人自動建造和運(yùn)維，風(fēng)電場建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)全部實(shí)現(xiàn)無人化。
最后相當(dāng)于一個吶喊，如果說要實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場全生命周期無人化，希望所有的風(fēng)電行業(yè)相關(guān)的廠家共享自己的數(shù)據(jù)，提供自己的數(shù)據(jù)。因?yàn)橹挥杏辛藬?shù)據(jù)，才能有條件去達(dá)到或做成這些事，這就是我今天的分享，謝謝大家！
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
