近来,走出低谷的国内风电产业一改此前“粗放型”的发展管理方式,把提高效率作为企业“稳增长”的当务之急。业内资深专家表示,我国风电产业正步入“精益管理”时代。精益管理需要在精细化上做文章,体现在风电场的全生命周期管理之中,既包括前期的设计、投资、风险评估精细化,也包括中期通过合理的风机选型提高发电效率,还包括后期的智能化运维和资产优化管理,提升风电场的能量可利用率。“远景能源对于风电产业精益管理的需求早有准备,从硬件到软件,为客户提供全生命周期一揽子的智慧能源管理解决方案

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远景智慧风场全生命周期管理价值何在

2014-09-29 09:51 来源:中国能源报 作者: 方笑菊

近来,走出低谷的国内风电产业一改此前“粗放型”的发展管理方式,把提高效率作为企业“稳增长”的当务之急。业内资深专家表示,我国风电产业正步入“精益管理”时代。精益管理需要在精细化上做文章,体现在风电场的全生命周期管理之中,既包括前期的设计、投资、风险评估精细化,也包括中期通过合理的风机选型提高发电效率,还包括后期的智能化运维和资产优化管理,提升风电场的能量可利用率。

“远景能源对于风电产业精益管理的需求早有准备,从硬件到软件,为客户提供全生命周期一揽子的智慧能源管理解决方案,包括基于云平台的风电场设计优化和投资风险管理软件‘格林威治’、Wind OSTM智慧风场管理平台以及智能风机都是远景智慧风场全生命周期管理的产品。”远景能源战略业务负责人孙捷说。

“格林威治”:风电场设计、投资再精准一些

远景能源“格林威治”云平台,是基于与国家高性能计算资源的强强联手,将超过千万亿次的高性能计算资源引入到风力发电行业实现高精度流体仿真和气象模式,并且基于大数据架构和云服务模式使之分享到整个行业,帮助风电投资商实现全过程把控项目投资风险、可靠优化资产投资的方案。

具体来说,远景能源综合解决方案负责人李恒表示,与传统的风电场设计软件相比,除了充分利用高性能计算,大数据和云服务等现代化信息手段之外,远景“格林威治”旨在基于风电场全过程的不确定性管理,依靠气象模式,CFD流体仿真和优化引擎的核心技术进步为风电场投资评估和风险管理提供一套标准化工具方法,为风电产业的健康发展提供一个精确的方向。

中广核风电枣庄山亭300兆瓦低风速复杂山地风电场,是远景“格林威治”实际测试的首个重点项目。该风电场项目相当于6个50兆瓦常规项目的体量,项目位于低山丘陵地区,地形复杂项目设计难度较大。远景“格林威治”通过测试发现了48个机位风的负切变问题,引起了主管该项目总体设计的山东电力工程咨询院和业主中广核风电的高度重视。

远景能源为枣庄山亭风电场配置两种机型,“格林威治”的机组排布引擎可以在32秒的时间中完成宏观选址规划;在30分钟内完成高分辨率的流体仿真;在10分钟时间内完成支持多机型混排的高精度的高度定制优化微观选址,并且可以将远景智能风机特有的风电场协同控制策略融入到风机的微观选址排布方案,可以实现超过10%的发电量提升,进而实现用户指定经济性指标最优。在一个风电场设计专业人员的把控下,整个风电场设计过程在1小时内全部完成。同时,基于格林威治平台规划设计全过程管理,可以将风资源数据误差控制到0.5%,可以将机位风资源误差控制到5%,可以有效规避常见的12%的发电量评估错误。

中广核组织山东电力工程咨询院、中水顾问集团中南院、法国美迪公司(WT)、维斯塔斯、远景等6个单位的专家齐聚上海,对远景“格林威治”发现的48个机位风的负切变现象进行评审。最终,评审专家一致认可了远景的结论。

李恒说,在整个风电场开发设计和投资决策过程中,“格林威治”正是基于云服务实现风场开发全过程的信息化支持控制了过程中的风险源,同时借助超级计算资源的引入让我们可能实施更高精度的风场CFD仿真,同时基于标准化的设计与资产后评估模块实现对风场设计和设备选型的闭环,真正实现对风电场开发投资的风险控制和有效的设计优化。“格林威治”可谓是为控制风电场投资风险而生。

智能风机选型:效率提升15%看得见

来自中电投江苏滨海风电场的数据显示,今年以来,该风电场月平均风速仅5.3m/s,但远景2MW智能风机1-8月累计利用小时数达到1608小时,全年预计风电累计可利用小时数将超过2700小时,这个数字不仅在江苏省数一数二,在全国看来,也是一个令人羡慕的数字。若要去掉1、2月份的调试阶段数据,其结果更令人惊讶。

在场址地形越来越复杂,投资商越来越关注投资收益水平和长期运营风险控制的情形下,智能风机的选用是效果体现最为直接的方式。 “远景风机不仅有先进的硬件传感器,更有大量的软件传感器和在航空航天以及汽车行业成功应用的先进控制算法,相比传统风机几万行的控制软件代码,远景智能风机控制系统搭载的软件系统代码超过200万行。远景智能风机控制系统的目的就是,个性化地满足各种风资源的要求,通过提供定制化解决方案实现了业主的投资收益的最大化。” 远景能源产品开发工程副总裁刘曙源博士说。

以使机组准确地感知自身的状态和外部环境条件,通过优化调整控制策略和运行方式,始终运行在最佳工况点。“这也是为什么远景在智能风机上采用了先进的测量技术、数据分析专家系统、主动性能控制和基于可靠性的决策算法以及智能控制等多项技术的原因。” 刘博士这样告诉记者。

远景能源的智能控制技术与先进的激光雷达测风技术相辅相成,让传统的基于“点风”的控制升级为基于“面风”的智能控制,这不仅能在空间上识别多变的风,还能预测风在未来时间上的变化趋势,加快机组的响应速度。对于桨距角和偏航角的积累误差,智能风机能够自动补偿和寻优,还可以不受瞬时风速波动的影响,使电能的转化贴合风能的实际变化,即便遭遇高风速的载荷波动冲击也可以自行将其卸载,而且做到高风速持续运行发电。

Wind OSTM智慧风场管理平台:一场知识创造价值提升效率的竞赛

当国际工业巨头们还在为即将到来的“工业互联网”时代摇旗呐喊时,远景已经将物联网、能源互联网的概念付诸实践了。通过接入远景Wind OSTM管理平台,全球任何一个风场的风机和变电站的运行表现都将被实时数据化。管理者不仅仅可以在远程监视控制风机和变电站设备,还能通过这个平台开发的标准高级应用Wind AppTM或自定义开发的高级应用实现对于价值亿计的资产进行资产管理和优化。

据了解,远景能源全球首创基于智能传感网、大数据和云计算的Wind OSTM智慧风场管理平台,管理着包括北美、欧洲、中国等在内的超过1000万千瓦的全球新能源资产。2012年,远景Wind OSTM智慧风场管理平台在美国击败IBM、OSI Soft PI、Instep等多家国际知名软件供应商,赢得了美国最大的独立能源公司Pattern能源以及美国大西洋电力公司等全球共5000MW新能源资产管理的订单,成为第一家为美国风电场提供能源资产管理服务的中国公司,也宣布其全球战略首战告捷。目前,Wind OSTM及其风功率预测,投资管理高级应用已经在美国大西洋电力的风电场运行一年以上,数据显示可有效提高风场运营效率15%以上。

今年 6月底,远景能源备受瞩目的国内第一个集团级智慧风场项目——中广核风电(以下简称中广核)智慧风场项目已经顺利完成46个风场和3个集控中心的全部部署工作,管理中广核风电各种类型风机3000多台、装机容量达400多万千瓦。预计到今年年底,远景能源智慧风场Wind OSTM系统平台将对中广核所有风电装机进行监控,风场数量接近70个,区域集控中心接近10个,管理风机数量将达4000多台、装机容量扩至600多万千瓦。

“这是远景能源国内第一个风电运营商集团级的智慧风场管理项目,规模宏大,挑战巨大,现实意义也非同寻常。该项目的成功签约及实施,将是远景能源成为全球领先的智慧能源管理专家道路上的一个重要里程碑。”孙捷说。

据悉,Wind OSTM真正做到了管理平台的统一,将不同厂家的风机、变电站、测风塔等所有风电场的核心资产纳入同一个信息系统平台,消灭信息孤岛,并在电网调度的指令下统一做出优化、及时的能量管理响应。基于Wind OSTM平台的智慧风场高级应用,诸如风功率预测、风场协调控制、亚健康状态监测、智能故障诊断、风场全工作流程的移动应用管理、风场投资后评估与优化等,总体系统功能远超过业界其他竞争对手,将成为帮助客户实现风电场发电量提升的核心抓手。

与国外不同,中国的风电场常常密集成片,通常来说,今天一个5万千瓦的风场通常需要10余名运行人员、3到4名检修人员。仅仅在中国就有上千个风场,这些风场通常位于人烟稀少的荒郊野岭。“一方面,大量的人员配置给风场运营商增加了运营成本;另一方面,风场值守者也不得不忍受艰苦甚至恶劣的条件。”行业已经认识到,传统风电场运营的人海战术,不仅在人员管理上,在质量控制、成本控制和安全风险防范上都已经不可持续。“利用远景的智能风机和智慧风场管理平台,结合物联网、云计算技术,风场完全有可能实现无人值守。”远景能源云服务副总监赵清声说。在山西广灵,他正带领团队,紧锣密鼓地调试由远景自行投资建设的10万千瓦风电场。该风场实现的不是简单的集中监控,而是通过”格林威治“和Wind OSTM进行全生命周期的设计、建设与运营,依靠平台减轻电网顾虑的同时,进一步突破电网规范,在保证风场设计发电量的同时,完全实现风电场本地无人值守,将风场的运营成本降低40%,将风场全生命期的度电成本降低20%以上。

原标题:远景智慧风场全生命周期管理价值何在

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