柴海棣

（華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州310030）

淺談風(fēng)電生產(chǎn)管控模式及其信息化建設(shè)的一些思路

柴海棣

（華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州310030）

近年來中國風(fēng)電裝機快速增長，裝機規(guī)模穩(wěn)居世界前列，如何對快速增長的風(fēng)電資產(chǎn)進行有效管理，提升效益，特別是在風(fēng)電上網(wǎng)電價面臨逐步下調(diào)的當(dāng)下，是十分緊迫和重要的課題。風(fēng)電場效益受選址、機型選擇及后期運營管理水平等因素影響，由于選址與機型選配等屬于長期性因素，投產(chǎn)后再進行基礎(chǔ)性更改不現(xiàn)實，對于投產(chǎn)后的風(fēng)電場，通過一定規(guī)模、范圍的技術(shù)改造以提升運營管理水平更具可行性。本文針對區(qū)域級風(fēng)電生產(chǎn)運營管理，在生產(chǎn)組織體系、管理體系構(gòu)建、風(fēng)電信息化平臺建設(shè)等方面提出一些思路。

風(fēng)電運營管理；生產(chǎn)組織體系；管理體系；風(fēng)電信息化

0 引言

風(fēng)電是目前技術(shù)比較成熟、實用化程度較高、商業(yè)開發(fā)價值和市場競爭力較強的能源利用形式，近些年獲得長足發(fā)展，根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2014年底，中國風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量接近1億kW，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)總體上仍處于規(guī)模擴張階段，內(nèi)涵式發(fā)展還未引起足夠重視。風(fēng)電發(fā)展速度較快，近些年整個行業(yè)出現(xiàn)了一些諸如設(shè)備可靠性不高、利用小時偏低、缺乏統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、備品件供應(yīng)困難、行業(yè)內(nèi)存在技術(shù)和信息壁壘等共性問題，給風(fēng)電可持續(xù)健康運營帶來不利。風(fēng)電與集中式的常規(guī)能源在運行方式上存在巨大差異，為有效應(yīng)對上述問題和挑戰(zhàn)，各運營單位需進一步發(fā)揚積極主動、敢做敢為的作風(fēng)，探索、發(fā)展、完善出一套具有風(fēng)電特色的生產(chǎn)管控模式及與其相適應(yīng)的信息化管理策略。

風(fēng)電場生產(chǎn)運營工作林林總總[1]，一般包括發(fā)電調(diào)度、啟停操作等運行性質(zhì)的工作，大件設(shè)備和部件的檢修更換、技術(shù)監(jiān)督、重大運行事故分析、設(shè)備重大隱患排查診斷、設(shè)備例行維護、小缺陷處理、輸電桿塔等設(shè)備設(shè)施巡檢等設(shè)備管理性質(zhì)的工作，備品件采購、儲備、調(diào)配等工作以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算、報送等管理性質(zhì)工作。有效規(guī)范、提升各項工作標(biāo)準(zhǔn)、效率、效果對提高運營工作質(zhì)量具有重要意義，行業(yè)內(nèi)部分新能源運營企業(yè)在兩方面開展相關(guān)工作，一是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)管控模式，建立集約化的組織體系，主要工作內(nèi)容是整合區(qū)域內(nèi)風(fēng)電運營單位，成立區(qū)域化管理主體，負(fù)責(zé)對區(qū)域內(nèi)所有風(fēng)電單位的統(tǒng)一生產(chǎn)管理，為域內(nèi)人、財、物、智集約化管理做好組織保障；二是推進風(fēng)電信息化建設(shè)，重點推進區(qū)域級風(fēng)電信息化平臺建設(shè)，在重新梳理和優(yōu)化風(fēng)電區(qū)域管理主體有關(guān)生產(chǎn)管理流程，以此為基礎(chǔ)，打造信息化平臺，以風(fēng)電信息化為手段，建立風(fēng)電生產(chǎn)調(diào)度實時監(jiān)控和風(fēng)電發(fā)電設(shè)備狀態(tài)評估與診斷系統(tǒng)，構(gòu)建完備的風(fēng)電生產(chǎn)運行與技術(shù)保障體系。

1 轉(zhuǎn)變風(fēng)電生產(chǎn)管控模式

對于一個新能源運營集團來說，其一個省級區(qū)域存在若干個風(fēng)電運營實體，各實體相互獨立、各司其職，分別負(fù)責(zé)其風(fēng)電場的生產(chǎn)運營工作，這種模式并不鮮見，它沒有在機制上保障各主體形成常態(tài)化、規(guī)范化協(xié)同配合的工作局面，一定程度上阻礙了生產(chǎn)管理實現(xiàn)精細(xì)化、規(guī)范化、信息化，不利于管理水平的提高。針對風(fēng)電生產(chǎn)運營的特點和形勢，轉(zhuǎn)變風(fēng)電生產(chǎn)管控模式，推行風(fēng)電區(qū)域化、集約化運營管理，整合各運營主體，優(yōu)化資源內(nèi)部配置，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，無疑是一項提升資產(chǎn)效益的重要措施。具體工作由以下幾部分構(gòu)成。

1.1 調(diào)整風(fēng)電生產(chǎn)管理體系

風(fēng)電生產(chǎn)管理體系包括生產(chǎn)組織機構(gòu)、職責(zé)分工、工作流程與機制、運營考核等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)緊密相扣，互相影響，組成一個有機整體。

前文所述生產(chǎn)運營工作包括遠(yuǎn)程集控與故障診斷、重特大檢修、技術(shù)監(jiān)督、日常巡檢消缺等，在準(zhǔn)確界定這些工作的對象、內(nèi)容、性質(zhì)基礎(chǔ)上，按照區(qū)域集中管理的原則對生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)、體系進行調(diào)整，設(shè)置遠(yuǎn)程集控中心、檢修技術(shù)中心、區(qū)域運維中心、備品件管理中心，相互配合，分別承擔(dān)各自工作任務(wù)。

1.2 調(diào)整風(fēng)電生產(chǎn)各部門職責(zé)分工

圍繞著風(fēng)電生產(chǎn)運營各項工作，各中心分別承擔(dān)相應(yīng)工作職責(zé)，共同擔(dān)負(fù)起生產(chǎn)運營的新局面。其中遠(yuǎn)程集控中心，主要負(fù)責(zé)所屬風(fēng)電場發(fā)電調(diào)度、可用發(fā)電設(shè)備的監(jiān)控運行，負(fù)責(zé)生產(chǎn)指標(biāo)的計劃、統(tǒng)計、上報和對標(biāo)管理。

檢修技術(shù)中心負(fù)責(zé)組織風(fēng)電場設(shè)備的重大檢修（如發(fā)電機、齒輪箱、葉片等大部件的更換）、特項檢修（年度重大特殊檢修項目）、重大突發(fā)事件的搶修、風(fēng)電場技術(shù)監(jiān)督和重大技改項目實施、生產(chǎn)技術(shù)保障及現(xiàn)場設(shè)備各項驗收監(jiān)督，負(fù)責(zé)運行優(yōu)化、狀態(tài)分析、故障診斷以及信息化工作。

區(qū)域運維中心負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場所有設(shè)備的安全、運行操作，巡視、消缺、定檢、一般技改工作；備品件管理中心負(fù)責(zé)所屬風(fēng)電場生產(chǎn)物資備件全面管理，負(fù)責(zé)備件采購、調(diào)配、分配，負(fù)責(zé)備品件統(tǒng)計、計劃、合同管理及備件的報廢工作。

組織體系、部門分工的調(diào)整設(shè)置，從根本上實現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)人、財、物、智資源共享和優(yōu)化配置，為規(guī)模化、信息化、專業(yè)化運作創(chuàng)造條件，為實現(xiàn)管理水平提升打好基礎(chǔ)。

1.3 設(shè)定風(fēng)電生產(chǎn)運營的考核指標(biāo)

風(fēng)電運營要達到的目標(biāo)有兩個層次，一是設(shè)備，要求設(shè)備穩(wěn)定高效、應(yīng)發(fā)能發(fā)，風(fēng)能不能儲存，具有很強的不確定性和間歇性，不能因為設(shè)備原因造成棄風(fēng)；二是發(fā)電能力，力求實現(xiàn)發(fā)電能力不閑置、不限電。這兩個目標(biāo)與機組發(fā)電性能、非停和檢修時間、限電時長等要素有關(guān)。

在構(gòu)建考核指標(biāo)時，以時間和電量兩個變量為基礎(chǔ)參數(shù)，計算遠(yuǎn)動率和棄風(fēng)率，計算基本單元是機組。所謂遠(yuǎn)動率，是指在統(tǒng)計周期內(nèi)，機組處于遠(yuǎn)程集控狀態(tài)下的時間占比；棄風(fēng)率是全口徑的，指機組因電網(wǎng)限電、自身缺陷限負(fù)荷以及場內(nèi)設(shè)備故障導(dǎo)致的損失電量與應(yīng)發(fā)電量（實發(fā)電量與損失電量之和）的比值。遠(yuǎn)動率考核性質(zhì)是設(shè)備治理層面的，導(dǎo)向是保證機組穩(wěn)定運行；棄風(fēng)率考核性質(zhì)兼有設(shè)備治理和電量營銷兩個層面，導(dǎo)向是保證發(fā)電設(shè)備高效運行。兩個指標(biāo)的計算要建立在對機組運行狀態(tài)準(zhǔn)確判斷上的，且需要通過信息化的手段自動識別，減少人工干預(yù)，保證準(zhǔn)確。

2 風(fēng)電信息化平臺建設(shè)思路

信息平臺是有效提高風(fēng)電生產(chǎn)管控效率、效果的重要手段，對于提高風(fēng)電生產(chǎn)運營的集約化、專業(yè)化、規(guī)范化水平具有重要意義。從生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)工作性質(zhì)來看，一部分工作對實時性、安全性、穩(wěn)定性要求較高，屬于實時運行控制的，比如發(fā)電調(diào)度、機組啟停等操作；另一部分工作對實時性、安全性要求不高，屬于管理性質(zhì)的，比如運行分析、狀態(tài)評估、故障診斷、報表統(tǒng)計、檢修管理等工作。由于存在兩種不同性質(zhì)的工作，在進行信息化平臺設(shè)計時應(yīng)有所區(qū)別、有所側(cè)重，前者設(shè)計的平臺主要為了滿足發(fā)電調(diào)度、運行監(jiān)控等功能，為與傳統(tǒng)風(fēng)電監(jiān)控平臺有所區(qū)別，稱為集控平臺；后者設(shè)計的平臺主要為了滿足運行分析、狀態(tài)檢修、報表統(tǒng)計等功能，稱為技術(shù)平臺。兩個平臺相輔相成，協(xié)同配合，共同構(gòu)成風(fēng)電生產(chǎn)運行的基礎(chǔ)平臺。

2.1 風(fēng)電集控平臺建設(shè)思路

如前所述，集控平臺對實時性、安全性、穩(wěn)定性要求較高，同時基于對集控中心職責(zé)、任務(wù)的界定，平臺建設(shè)應(yīng)遵循“簡單、可靠、實用”的原則，集控平臺主要供集控中心使用。與傳統(tǒng)風(fēng)電遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺相比，集控平臺有以下鮮明特色。

2.1.1 參數(shù)合理精簡

機組監(jiān)控參數(shù)得到合理精簡，使得集控中心能實現(xiàn)對機組關(guān)鍵參數(shù)可靠、及時、準(zhǔn)確的監(jiān)控。在進行機組監(jiān)控范圍時，首先準(zhǔn)確建立機組運行監(jiān)控模型，在機組數(shù)百個測點中提取事關(guān)機組安全穩(wěn)定、高效運行的關(guān)鍵參數(shù)，結(jié)合參數(shù)優(yōu)先級、重要性，統(tǒng)籌考慮數(shù)據(jù)傳輸、存儲和人機交互界面進行設(shè)計。集控中心采用平臺對機組出現(xiàn)的常規(guī)性故障實現(xiàn)遠(yuǎn)方處理，遠(yuǎn)方不具備條件的，退出遠(yuǎn)控交就地控制（一般程序是停機轉(zhuǎn)檢修中心進行故障識別診斷，根據(jù)故障情況決定是由運維中心處理還是由檢修中心處理）。

2.1.2 運行狀態(tài)合理分類

機組運行狀態(tài)合理、準(zhǔn)確分類是實現(xiàn)生產(chǎn)對標(biāo)、管理等功能的基礎(chǔ)[2]，集控平臺對機組狀態(tài)的定義是在一些更基礎(chǔ)的狀態(tài)上歸集而得的，這些基本狀態(tài)分為正常運行（機組無故障、無缺陷穩(wěn)定運行）、故障停機（機組故障停機）、自身限負(fù)荷運行（機組亞健康限出力運行）、檢修停機（機組因自身或場內(nèi)原因處于檢修服務(wù)的停機）、通訊中斷（機組至遠(yuǎn)方通訊中斷，無法遠(yuǎn)方控制）、待機（機組因天氣原因自然停機）、調(diào)度限負(fù)荷（受電網(wǎng)調(diào)度限出力運行）、調(diào)度停機（受電網(wǎng)調(diào)度停機）共八種。其中定義處于遠(yuǎn)動狀態(tài)的有正常運行、自身限負(fù)荷、待機、調(diào)度限負(fù)荷、調(diào)度停機共五種狀態(tài)，剩下的故障停機、檢修停機和通訊狀態(tài)屬于就地控制，不屬于遠(yuǎn)動狀態(tài)；棄風(fēng)現(xiàn)象與故障停機、自身限負(fù)荷、檢修停機、調(diào)度限負(fù)荷、調(diào)度停機有關(guān)，在進行棄風(fēng)電量計算時，要首先計算機組處于這五個狀態(tài)的時間，再采取標(biāo)桿風(fēng)機法確定。

2.1.3 優(yōu)化平臺交互具體架構(gòu)

按照三級架構(gòu)的原則設(shè)計，分別是區(qū)域、風(fēng)場和風(fēng)電機組，每一級需要監(jiān)控的參數(shù)有所不同。對于機組，重點監(jiān)控涉及安全穩(wěn)定的參數(shù)；對于風(fēng)場，重點監(jiān)控負(fù)荷、棄風(fēng)情況、電壓、電流、有功功率、無功功率、電氣刀閘斷路器狀態(tài)等；對于區(qū)域，重點監(jiān)視發(fā)電量、實時負(fù)荷、裝機容量等參數(shù)。但也有一些參數(shù)在三個層級中重復(fù)重現(xiàn)，比如處于各個狀態(tài)的機組臺數(shù)、棄風(fēng)情況、遠(yuǎn)動情況在區(qū)域和風(fēng)場級都要統(tǒng)計。

總體而言，集控平臺以滿足發(fā)電調(diào)度、運行監(jiān)控和生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計為重點，加強生產(chǎn)運營管理，減輕通訊負(fù)擔(dān)，可靠實用，且模塊化開發(fā)，實現(xiàn)工程產(chǎn)品化，更加適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電集群的監(jiān)控運行。

2.2 風(fēng)電技術(shù)平臺建設(shè)思路

技術(shù)平臺是對設(shè)備進行技術(shù)保障和管理的信息化工具，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評估、故障診斷、檢修管理、備件管理等功能，它對實時性要求不那么高，但更加注重數(shù)據(jù)完整。技術(shù)平臺的建設(shè)原則歸納為“平臺生態(tài)化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用模塊化”，主要供檢修技術(shù)中心、區(qū)域運維中心、備件中心使用。技術(shù)平臺具有以下特色。

2.2.1 應(yīng)用分級、層級明確

平臺應(yīng)用面向風(fēng)場、區(qū)域、母公司三級，各級別應(yīng)用需求不同，承擔(dān)不同的工作職責(zé)。其中風(fēng)場層是平臺的基礎(chǔ)部分，配置平臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，負(fù)責(zé)在線數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理及部分離線數(shù)據(jù)錄入；區(qū)域級負(fù)責(zé)對所轄區(qū)域新能源設(shè)備的設(shè)備管理，是平臺的主要應(yīng)用對象；母公司級負(fù)責(zé)平臺的總體管控、維護和技術(shù)支撐作用。各級用戶設(shè)置不同的權(quán)限，最大限度公開共享數(shù)據(jù)。

2.2.2 管理流程、使用對象完整明確

在區(qū)域?qū)蛹壙梢詫崿F(xiàn)包括設(shè)備狀態(tài)評估、故障預(yù)測與診斷、任務(wù)單生成下達、作業(yè)包準(zhǔn)備、檢修消缺質(zhì)量監(jiān)督、備品件消耗記錄、故障統(tǒng)計等等功能，基本涵括區(qū)域?qū)蛹壍臋z修中心、區(qū)域運維中心、備品件中心各主要生產(chǎn)機構(gòu)的日常大部分工作。母公司層級可以實現(xiàn)生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計、對標(biāo)、分析、考核功能。

2.2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、存儲分布化、應(yīng)用模塊化

平臺數(shù)據(jù)架構(gòu)分為三層，數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)應(yīng)用，平臺數(shù)據(jù)源來自于三級應(yīng)用的各個用戶，作為統(tǒng)一共享平臺的建設(shè)基礎(chǔ)，有必要對平臺原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，對于格式化數(shù)據(jù)（來自于機組PLC、SCADA、變電站綜自系統(tǒng)），以標(biāo)準(zhǔn)編碼為規(guī)則（在KKS編碼基礎(chǔ)上適當(dāng)演變而成），為每個格式化數(shù)據(jù)賦予唯一標(biāo)識碼，以利于識別判斷，從而為數(shù)據(jù)開放、共享打下基礎(chǔ)；由于接入數(shù)據(jù)較多，性質(zhì)不同、時間尺度不一，且應(yīng)用分級，數(shù)據(jù)存儲應(yīng)滿足快速檢索、計算、讀取、輸出等要求，對于這種類型的軟件架構(gòu)、數(shù)據(jù)流、應(yīng)用流，分布式存儲無疑具有一定優(yōu)勢，由于各個存儲單元的數(shù)據(jù)都具有標(biāo)準(zhǔn)編碼，實際上只要物理鏈路暢通，權(quán)限滿足，理論上每個用戶可以獲得無窮多數(shù)據(jù)，這從存儲角度解決了大數(shù)據(jù)、多應(yīng)用的問題；功能應(yīng)用，從需求出發(fā)，遵循模塊化設(shè)計，將多種類同功能需求細(xì)化梳理，提取共性部分，在此基礎(chǔ)上厘清工作流程，進行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，使得每個應(yīng)用具有模塊化的特征，方便移植復(fù)制，大大擴展了平臺可用范圍。

技術(shù)平臺以設(shè)備診斷、檢修管理、生產(chǎn)統(tǒng)計、對標(biāo)等管理性質(zhì)工作為主，遵循數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用分散、管理集中，使得每個用戶單元通過應(yīng)用開發(fā)、信息共享，提高設(shè)備保障能力，推進設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、規(guī)范化水平。

3 結(jié)語

我國風(fēng)電經(jīng)過十余年高速發(fā)展，規(guī)模已經(jīng)較為龐大，如何進一步提高風(fēng)電效益，讓綠色能源發(fā)揮應(yīng)有的作用，需要引起高度關(guān)注。風(fēng)電點多面廣，常規(guī)管理模式耗時耗力耗人，效率和效果都有進一步改善的空間，下一步風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要更加注重運營管理，向集約化、規(guī)?；?、專業(yè)化方向轉(zhuǎn)變，通過提高精細(xì)化管理水平提升效益。積極采用信息化工具，通過集控平臺和技術(shù)平臺的建設(shè)，推動風(fēng)電信息化管控水平，進一步優(yōu)化風(fēng)電監(jiān)控，使其更加滿足大規(guī)模風(fēng)電集群監(jiān)控要求，努力豐富完善技術(shù)平臺功能，提高設(shè)備保證能力。多管齊下，最終實現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]姚劍平.淺論風(fēng)電場日常管理中的四個關(guān)鍵控制項[J]．風(fēng)能產(chǎn)業(yè)，2011，（3）：40-44．

[2]黃良.風(fēng)電運營企業(yè)發(fā)電設(shè)備管理指標(biāo)體系初探[J]．設(shè)備管理與維修，2012，（1）：17-19．

Tentative Ideas on Wind Power Operation Management Model and It’s Information Construction

CHAI Hai-di
（Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China）

The wind power capacity connected with grid has rapidly grown recently years，which has occupied front position in the world.It’s an urgent and important subject to manage this huge scale capital of wind power to promote its benefit with the situation of wind power electricity price descending continuously.The benefit of a specific wind farm is affected by location，type of wind turbine and operation level.As the first two influence factors are hardly eliminated after wind farm service，it is a feasible measurement to realize the wish of benefit promotion by a certain scale and range of technical transformation.This paper gives some tentative thoughts aiming at production tissue system,management system construction and information platform construction according to provincial region wind power operation management.

wind power operation management；production tissue system；management system；wind power information

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.014

TM614

B

2095-3429（2016）04-0055-04

2016-05-03

修回日期：2016-06-12

柴海棣（1983-），男，安徽含山人，研究生，工程師，從事新能源發(fā)電與并網(wǎng)研究。