宋穎昌

風(fēng)電行業(yè)面臨風(fēng)場設(shè)計周期長、設(shè)備維護成本高、并網(wǎng)協(xié)調(diào)效率低、棄風(fēng)漏電壓力大等痛點問題，亟須加快基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。金風(fēng)科技、昆侖數(shù)據(jù)、上海電氣等企業(yè)正以設(shè)備智能化運維、風(fēng)場數(shù)字化管理、精準(zhǔn)柔性供電等場景為切人點，全面提升設(shè)計、生產(chǎn)、維護、服務(wù)等環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平?；诖?，我們對風(fēng)電行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案進行了專題研究，深入剖析風(fēng)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢、平臺應(yīng)用場景以及業(yè)務(wù)落地解決方案。

三大轉(zhuǎn)變值得關(guān)注

（一）數(shù)據(jù)采集：由底層互聯(lián)向全面感知轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期長、成本高、精度低，難以滿足風(fēng)場精細化設(shè)計和運營需求。隨著智能傳感器和通信技術(shù)的興起，更加精細全面的數(shù)據(jù)采集成為可能，能夠建立更精密的風(fēng)資源圖譜、零件微觀模型和環(huán)境數(shù)據(jù)模型，從而為智能選址設(shè)計、生產(chǎn)性能提升、管理決策優(yōu)化等提供有效數(shù)據(jù)支撐。

（二）設(shè)備維護：由人工調(diào)試向智能運維轉(zhuǎn)變。風(fēng)場般處于人煙稀少、位置偏僻、環(huán)境惡劣的地區(qū)，不適宜維護人員長期駐扎。特別對于海上風(fēng)電來說，后期運營維護費用占到總成本的一半以上。在對設(shè)備運行與環(huán)境數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，有利于開展預(yù)測性維護，減少設(shè)備停機維護帶來的損失。

（三）風(fēng)場管理：由單場單管向虛擬集成轉(zhuǎn)變。由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃、風(fēng)預(yù)測精度低、電網(wǎng)不配套等原因，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)限電棄風(fēng)壓力較大，容易造成資源浪費。通過綜合運用數(shù)字孿生、VR等技術(shù)構(gòu)建“數(shù)字風(fēng)場”，有利于依托大數(shù)據(jù)分析開展集群運行參數(shù)優(yōu)化，助力實現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)量精準(zhǔn)預(yù)測，為管理者直觀反饋風(fēng)場運行情況，優(yōu)化運行控制策略執(zhí)行，提高風(fēng)場發(fā)電效率。

三大典型應(yīng)用場景凸顯

（一）虛擬風(fēng)場設(shè)計。一是宏觀輔助選址?；诨ヂ?lián)網(wǎng)平臺的計算能力與地理信息資源建立三維仿真模型，實現(xiàn)宏微觀地理選址與場區(qū)推薦。二是機群優(yōu)化排布。通過定制化風(fēng)場仿真建模實現(xiàn)機組最優(yōu)排布、集群尾流優(yōu)化、工程精準(zhǔn)計劃等自動化設(shè)計。三是風(fēng)場個性定制。依托平臺針對風(fēng)場特有的風(fēng)況特征、地形條件等進行定制化設(shè)計，節(jié)約工程建設(shè)成本，控制風(fēng)電場投資風(fēng)險。例如，金風(fēng)科技依托金風(fēng)云平臺打造風(fēng)場數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，圍繞環(huán)境、風(fēng)機、道路等建立高精度三維仿真模型，提高了設(shè)計精度，推動風(fēng)電場投資回報率提升1%-3%。

（二）設(shè)備預(yù)測維護。一是精準(zhǔn)故障定位。依托平臺建立故障智能診斷模型，快速實現(xiàn)設(shè)備故障定位。二是設(shè)備預(yù)測維護?；谄脚_分析預(yù)測風(fēng)機關(guān)鍵部件變化趨勢、產(chǎn)品壽命和潛在風(fēng)險，搶占維修窗口期。三是虛擬輔助維修，通過數(shù)字樣機積累設(shè)備維護知識庫與解決方案檢索庫，提高故障處理效率。例如，巴盟風(fēng)電打造具備故障診斷預(yù)測、產(chǎn)品健康管理和壽命預(yù)估等功能的綜合管理系統(tǒng)，使關(guān)鍵零部件故障可提前72小時預(yù)警，減少直接和間接損失近千萬元。

（三）風(fēng)場管理優(yōu)化。一是發(fā)電效能提升。依托風(fēng)機調(diào)整控制提高機組出力，帶動風(fēng)場整體效能提升。二是集約管理優(yōu)化?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整合風(fēng)電開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，提高風(fēng)場管理水平，支撐風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展。三是柔性協(xié)調(diào)供電?；诖髷?shù)據(jù)精準(zhǔn)預(yù)測發(fā)電量區(qū)間，與火電、太陽能等能源實現(xiàn)協(xié)同增效，降低供電整體波動性。例如，昆侖數(shù)據(jù)與國網(wǎng)青海電力聯(lián)合打造“綠能互聯(lián)”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過對風(fēng)機集群進行動態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)糾偏與參數(shù)優(yōu)化，推動電廠發(fā)電量提升1%-5%。

推進應(yīng)用場景落地著力點

（一）關(guān)注底層數(shù)據(jù)采集.加速設(shè)備上云上鏈。一是以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，建立完善底層數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換機制，實現(xiàn)設(shè)備上云與動態(tài)監(jiān)控。二是加快傳動鏈、軸承、齒輪箱等關(guān)鍵部件運行數(shù)據(jù)上鏈，為后續(xù)的備件生產(chǎn)和維修策略制定提供安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐。三是完善風(fēng)電企業(yè)內(nèi)網(wǎng)體系，打通電力輸送、變電管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流通網(wǎng)絡(luò)。

（二）夯實模型構(gòu)建基礎(chǔ).強化重點模型培育。一是綜合考慮地理、氣候、運輸?shù)纫蛩亟L(fēng)力資源模擬、集群影響分布、虛擬風(fēng)場設(shè)計等模型，降低設(shè)計與建設(shè)的不可確定性。二是針對風(fēng)機螺旋載荷、葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承壽命預(yù)測等建立重點應(yīng)用模型庫。三是加快運營管理經(jīng)驗沉淀并實現(xiàn)模型的標(biāo)簽化管理、智能化搜索與精準(zhǔn)化調(diào)用。

（三）聚焦重點應(yīng)用場景，深化解決方案應(yīng)用。一是打造設(shè)備級解決方案，圍繞葉片結(jié)冰預(yù)警、軸承健康管理、齒輪故障預(yù)測等領(lǐng)域培育一批穩(wěn)定高效的殺手級工業(yè)APP。二是打造場級解決方案，圍繞風(fēng)場功率預(yù)測、氣象變化應(yīng)對、風(fēng)場能量分布等場景建立風(fēng)電解決方案庫。三是打造產(chǎn)業(yè)鏈級解決方案，打造新能源錯峰調(diào)配、風(fēng)電消納擴容等綜合場景解決方案，提升風(fēng)力資源應(yīng)用整體效率。

（四）提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同水平，加快服務(wù)模式創(chuàng)新。一是探索打造風(fēng)光互補、風(fēng)水互補等區(qū)域分布式能源體系，實現(xiàn)供電、售電、用電協(xié)同運營。二是依托平臺充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，探索開展信用擔(dān)保、數(shù)據(jù)交易、融資租賃等商業(yè)模式創(chuàng)新。三是探索售電輔助決策，形成客戶分級管理、特色供電套餐等營銷模式，推動收益利潤增值。

（五）加強數(shù)據(jù)安全管理，筑牢網(wǎng)絡(luò)安全防線。一是鼓勵編制平臺網(wǎng)絡(luò)攻擊應(yīng)急預(yù)案與運行指導(dǎo)手冊，定期開展相關(guān)培訓(xùn)與應(yīng)急演練。二是引導(dǎo)企業(yè)對照數(shù)據(jù)管理能力成熟度模型（ DCMM）開展貫標(biāo)，制定數(shù)據(jù)分類分級管理標(biāo)準(zhǔn)。三是全面排查數(shù)據(jù)訪問漏洞，完善電力數(shù)據(jù)管理體系，確保滿足電網(wǎng)橫向隔離、縱向加密的安全要求。