信息化如何助力風(fēng)電運(yùn)維

文 | 黨亞賓，李恒

風(fēng)電信息化程度不僅是對風(fēng)電場運(yùn)維體系的變革，更是承接了電網(wǎng)無人值守觀念的變革，通過信息化的手段可以將長期在風(fēng)電場工作的員工從值班、倒班的工作中解脫出來，投入到維護(hù)發(fā)電設(shè)備的工作中去。作為公司運(yùn)營的主體，在風(fēng)電信息化程度足夠高的時候配合風(fēng)電行業(yè)先進(jìn)的運(yùn)維理念，逐漸嘗試變電站無人值守、風(fēng)電機(jī)組預(yù)防性維修，不僅減少了工作人員重復(fù)工作的次數(shù)，而且能有效提高企業(yè)運(yùn)行管理水平。

目前，發(fā)電公司多數(shù)都采用大型火電的管理經(jīng)驗，在電廠內(nèi)設(shè)置運(yùn)行、檢修等崗位，風(fēng)電場由于地理位置偏僻、占地范圍較大、機(jī)組分散等原因，風(fēng)電場即使有中央監(jiān)控系統(tǒng)也由于升壓站位置偏僻，必須長期堅守在風(fēng)電場。

縱觀電網(wǎng)公司變電站發(fā)展歷程可以看到，電網(wǎng)公司110kV、35kV變電站已經(jīng)有一大部分實現(xiàn)無人值守，風(fēng)電由于發(fā)展時間較短，沒有從信息化上逐漸挖掘改善潛力，通過信息化的手段解決風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程集控的問題，不僅增加了風(fēng)電場內(nèi)人員的工作負(fù)擔(dān)，而且增加了企業(yè)的運(yùn)營成本。2010年之后采購的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，大多數(shù)都支持最新的智能變電站規(guī)約，為風(fēng)電場集控已經(jīng)做了很好的技術(shù)鋪墊。

最近國家能源局下發(fā)的《風(fēng)力發(fā)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》中，對區(qū)域風(fēng)電集控中心進(jìn)行了定義，山東電網(wǎng)公司、遼寧電網(wǎng)公司也從電力政策上統(tǒng)一和支持新能源發(fā)電企業(yè)進(jìn)行區(qū)域集中監(jiān)控中心的建設(shè)。

建設(shè)區(qū)域集中監(jiān)控中心，實現(xiàn)風(fēng)電場變電站無人值守已經(jīng)是風(fēng)電運(yùn)營商提升管理能力、減少重復(fù)建設(shè)、降低人力資源成本、增加運(yùn)行維護(hù)管理水平的重要手段。

理論分析

一、總部風(fēng)電數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的作用

為實現(xiàn)對下屬風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，各新能源公司都以自己的管理為基礎(chǔ)，建設(shè)了以區(qū)域公司或者集團(tuán)總部集中監(jiān)視為主的監(jiān)控中心，用來監(jiān)視風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。公司總部集中監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中由于各風(fēng)電機(jī)組廠家提供的數(shù)據(jù)接口不一致、數(shù)據(jù)規(guī)范不一致，導(dǎo)致多數(shù)風(fēng)電運(yùn)營商僅能收到風(fēng)電機(jī)組廠家設(shè)備中風(fēng)速、功率、發(fā)電量等簡單數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計。

華潤新能源在經(jīng)過4年的技術(shù)積累之后，建立了華潤新能源總部端的數(shù)字化風(fēng)電場運(yùn)行管理系統(tǒng)。目前，系統(tǒng)已經(jīng)接入風(fēng)電機(jī)組超過2000臺，接入變電站數(shù)據(jù)超過35個，采集各類型風(fēng)電場數(shù)據(jù)點35萬點，日處理和存儲數(shù)據(jù)超過1億條，日存儲數(shù)據(jù)容量超過1.3G，已經(jīng)具備了包括系統(tǒng)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)趨勢分析、風(fēng)電功率預(yù)測、風(fēng)電機(jī)組趨勢預(yù)警、運(yùn)行檢修管理、物資管理、數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計為一體的數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)，成為“云”端數(shù)據(jù)存儲和分析的主要平臺。

總部數(shù)字化風(fēng)電場管理系統(tǒng)由于集成項目繁多，接觸的是最詳細(xì)、最原始的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，需要專業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊每日對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、整理。總部集控中心由于人員限制、網(wǎng)絡(luò)限制等，必然只能關(guān)注風(fēng)電機(jī)組的重要信息，對一般信息管理精細(xì)程度不高，難以滿足對機(jī)組監(jiān)控的需求。

二、區(qū)域集控中心風(fēng)電管理系統(tǒng)的作用

目前，公司總部端的風(fēng)電管理系統(tǒng)已經(jīng)具備和滿足了絕大多數(shù)風(fēng)電數(shù)據(jù)收集和查看的需求。鑒于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)安全方面考慮，無法做到在滿足電網(wǎng)公司相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對變電站內(nèi)電氣設(shè)備和風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。要實現(xiàn)無人值守變電站，不僅要實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)視和控制，還要實現(xiàn)對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的控制。建立風(fēng)電場區(qū)域集控中心不僅有利于公司減少風(fēng)電場運(yùn)行值班人員的數(shù)量，也有利于電網(wǎng)公司對區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行集中調(diào)度，從而在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，讓電網(wǎng)更多的接納風(fēng)電，減少調(diào)度次數(shù)。

目前，隨著電網(wǎng)公司建立的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)、自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）、自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）的不斷投入、風(fēng)電機(jī)組廠家對啟停機(jī)、復(fù)位控制命令的開放和新能源在信息安全方面的持續(xù)投入，風(fēng)電場在進(jìn)行一定技術(shù)改造之后可以滿足風(fēng)電場區(qū)域集中集控中心對風(fēng)電場內(nèi)電氣設(shè)備和風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，為最終做到風(fēng)電場無人值守提供了有利的技術(shù)積累和保障。

三、建設(shè)區(qū)域集控中心風(fēng)電管理系統(tǒng)的思路

建設(shè)區(qū)域集控中心風(fēng)電管理系統(tǒng)的思路有以下幾點：

（1）通過與綜自廠家和電網(wǎng)公司溝通，確認(rèn)集控中心可以通過遠(yuǎn)程操作五防系統(tǒng)和綜自系統(tǒng)進(jìn)行35kV/10kV裝置的倒閘操作。（根據(jù)國家能源局下發(fā)的相關(guān)文件《風(fēng)力發(fā)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》）

（2）建立和制定遠(yuǎn)程操作技術(shù)規(guī)范，從公司管理制度上支持風(fēng)電場實現(xiàn)無人值守。（例如規(guī)定變電站SOE故障的復(fù)位權(quán)限和不同等級故障處理流程，做好預(yù)防性檢修。）

（3）通過與風(fēng)電機(jī)組廠家溝通，完全開放風(fēng)電機(jī)組啟停機(jī)、復(fù)位控制權(quán)，制作華潤新能源自有知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電機(jī)組啟停機(jī)控制系統(tǒng)， 通過開發(fā)ClientServer客戶端實現(xiàn)對同區(qū)域內(nèi)不同種類風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程啟停機(jī)控制。（選擇ClientServer客戶端的原因是Web客戶端請求效率和兼容性較差。另外區(qū)域集中運(yùn)維中心通過使用ClientServer客戶端可以通過軟件授權(quán)增加安全等級）。

四、總部數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和區(qū)域集控中心管理分工

總部數(shù)據(jù)管理中心主要是高端云計算服務(wù)和支持，相對于風(fēng)電場實時監(jiān)控系統(tǒng)來說，總部數(shù)據(jù)能保存大量的風(fēng)電機(jī)組歷史數(shù)據(jù)，能為運(yùn)營管理提供有效數(shù)據(jù)支撐。

區(qū)域集控中心主要是實現(xiàn)對變電站的遠(yuǎn)程倒閘操作、風(fēng)電機(jī)組的啟停機(jī)控制實現(xiàn)與調(diào)度，不負(fù)責(zé)存儲風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)。

在分公司層面實現(xiàn)為無人值守變電站提供有效技術(shù)支撐和日常站內(nèi)巡檢、風(fēng)電機(jī)組設(shè)備巡檢、風(fēng)電機(jī)組設(shè)備檢修等工作。

在電網(wǎng)調(diào)度方面實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組負(fù)荷統(tǒng)一調(diào)度，減少單個風(fēng)電場調(diào)度次數(shù)，增加電網(wǎng)穩(wěn)定性。

五、風(fēng)電場內(nèi)變電站和風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)作用

實現(xiàn)設(shè)備日常數(shù)據(jù)采集、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)、事故報警和各種風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲等工作，如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常或者數(shù)據(jù)異常需要以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

六、總結(jié)

隨著風(fēng)電項目建設(shè)的深耕發(fā)展，其必然呈現(xiàn)項目集中化，但變電站零散化的趨勢，這樣的局面不僅不利于電網(wǎng)公司統(tǒng)一管理，而且不利于發(fā)電企業(yè)有效、合理地配置人員結(jié)構(gòu)，極大地浪費了專業(yè)人員的有效工作。很多專業(yè)人員將精力投入到了客戶關(guān)系、日常行政等工作，進(jìn)行集中管控之后，通過總部集控中心監(jiān)控機(jī)組狀態(tài)收集機(jī)組數(shù)據(jù)、區(qū)域集控中心控制設(shè)備運(yùn)行及增加與電網(wǎng)公司話語權(quán)，完全做到無人值守的理念必然是今后風(fēng)電發(fā)展的方向。

公司只有在不斷創(chuàng)新中才能在行業(yè)保持領(lǐng)先地位，以達(dá)到或超過歐洲的風(fēng)電機(jī)組管理水平。相信在合理的運(yùn)維體系的支撐下，通過信息化的手段，一定能為公司創(chuàng)造更多的價值。

結(jié)語

隨著公司風(fēng)電場日益增多，風(fēng)電場的智能化和數(shù)字化越來越受到公司領(lǐng)導(dǎo)的重視，遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)、風(fēng)電場AGC/AVC系統(tǒng)、風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)等在風(fēng)電場少人值班和無人值班方面起到了越來越大的作用。華潤新能源在不斷開拓進(jìn)取的同時，也非常重視信息化工作，使得公司信息化管理水平時刻處于行業(yè)領(lǐng)先位置。在公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，通過不斷推進(jìn)公司信息化，華潤新能源已經(jīng)建立了以數(shù)字化風(fēng)電場管理系統(tǒng)為技術(shù)支撐的國內(nèi)一流的數(shù)據(jù)收集和展示平臺。希望通過不斷的數(shù)據(jù)挖掘、優(yōu)化、信息化，能為公司減少風(fēng)電運(yùn)維成本，為公司增加管理效益提供有效支撐。

目前隨著公司三級運(yùn)維體系的不斷推進(jìn)，信息化也在其中起到了巨大作用，從硬件建設(shè)上不僅搭建了風(fēng)電場內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)了單兵系統(tǒng)、移動開票系統(tǒng)、巡點檢系統(tǒng)，而且從軟件上不斷更新改進(jìn)，以適應(yīng)不斷發(fā)展的風(fēng)電運(yùn)維理念和思想。我們身處于大數(shù)據(jù)時代，只有將最新商業(yè)管理理念與信息化水平不斷提升，才能不斷地推動風(fēng)電運(yùn)營水平的提高，相信將來的日子里，信息化不但會在風(fēng)電運(yùn)營中起到作用，更會在風(fēng)電機(jī)組后評估、風(fēng)電機(jī)組功率預(yù)測中起到更多的作用。