量云：智慧讓風電場“能動”起來

孫一琳

在國家政策的大力推動下，“互聯網+”智慧能源理念正在為我國能源行業帶來一場變革。新產品、新技術不斷涌現，快速推動能源互聯網新模式和新業態的興起。

據了解，明陽智慧能源集團股份公司（以下簡稱“明陽智能”）自2010年就開始了風電軟件系統的研發及應用，以實現對風電場的遠程數據收集、狀態監視和數據分析。2015年，基于明陽智能的智慧能源戰略布局.深圳量云能源網絡科技有限公司（以下簡稱“量云”）成立。這家企業依托珠三角的大數據高科技產業技術和人才優勢，以及明陽智能在風電場開發、建設、機組研發及運維方面積累的豐富經驗，將大數據、物聯網技術與風電領域深度融合。量云團隊經過近十年的潛心研發和創新實踐，從最初實現數據采集和遠程監控，到目前已經擁有包括風電場前期數字化規劃平臺、智慧風電場運營管理平臺等覆蓋風電全生命周期的數字化解決方案.讓智慧體現在風電場從規劃到運行的每一個環節，提高風電場的“能動性”，為技術創新和產業結構升級創造無限可能。

數字化帶來平準化度電成本“最優解”

隨著我國風電開發的重心向中東南部地區轉移，粗放式的風電場設計模式逐漸被淘汰。面對更為復雜的地質、地形條件以及更加密集的城鎮和人口分布，精細化設計對風電場整體建設成本和建成后的發電效益產生著至關重要的影響。

由量云團隊研發的Deep Matrix Space^TM（DMS）數字化解決方案能夠幫助客戶快速了解一個區域最好的風能資源數據，并做出最優的風電場規劃。量云公司總經理銀磊向本刊記者介紹了該系統的運行模式：“依據大數據進行經濟性概算，基于各個區域風能資源情況快速評估出工程造價、投資收益率、投資回收期等經濟性指標，還能預測出合理的競價電價，從風電場的全生命周期出發，計算出度電成本最優的風電場設計方案。與由設計院制定可行性方案的傳統模式相比，DMS系統能為用戶節省大量時間和人力消耗。”具體來說，系統首先會對一個地區的風能資源進行遴選，在排除村莊和保護區等區域的基礎上，再根據自主設定的6米/秒或5.5米，秒以上的風速值，自動選擇最匹配的風電機組型號，依據現場地形情況模擬機組排布、升壓站選址、集電線路和場區道路建設。用戶可以在短短幾分鐘內完成風電場的初步規劃。在確定可行性之后，通過啟動CFD仿真模塊，幾小時之后就能得到一個更精準的排布方案，包括具體的機位選址、總體配置、全場的投資情況以及風電場運行的整體收益。

此外，該系統還能夠自主實時更新數據，在風電場投運之后定期對實際運行情況進行評估，同時給出優化建議，例如根據項目實際運行環境調整機組的控制策略等。讓風電場運行狀態持續優化，為客戶帶來更大的投資收益。

智慧運營平臺提升項目管理“主動性”

在投入運行后，風電場的運行和維護管理模式是保證其運營效益的關鍵。賦予風電場“智慧”，提升管理系統的“主動性”，則能為用戶大幅提升效率，同時顯著降低運營成本。

“主動性”主要體現在哪些方面呢？

第一是智慧風電機組，實現風電機組、風電場和后臺控制系統的聯動。據悉，每臺風電機組都配備一臺PLC控制器，它會和中央監控系統進行通信、交互。風電機組設置了接近1000個數據標簽點，每1秒采集1條數據，每1秒就有幾百萬條數據存入明陽智能總部，這樣一天的數據量能達到100G。此類互動是非常高效的。首先，在海量數據積累的基礎上，數據挖掘的深度和精度得到很大提升：其次，不需要過多的人為干預，后臺會根據整個風電場回傳的數據情況計算風向、每臺機組的出力差異、尾流情況等，從而發出指令，調整各臺機組的姿態，甚至額定功率，使整個風電場的發電效率達到最佳，為業主創造更多收益。

第二是智慧風電場，實現基于設備狀態的預防性維護。銀磊告訴本刊記者：“先要清楚機組的故障機理.利用健康和故障狀態時的運行數據，建立一個狀態模型。再通過監控系統獲取的海量數據，采用機器學習等核心算法，實現機組健康隱患以及故障預測，建立預警機制。目前，公司已建立超過100個零部件及系統預警模型，實現齒輪箱、發電機、主軸承、葉片等核心大部件全覆蓋，準確率超過85%。”這為風電場運行帶來的成本下降是非常可觀的。同等裝機規模風電場的維護人員數量大幅下降。以一座5萬千瓦標準規模的風電場為例，2010年，8人才能完成現場維護工作，而現在減少到平均2人。在物資備件方面，由于系統能夠提前預測機組的亞健康狀態，從而可以在部件半年檢、全年檢或小風天的時候提前進行相應的隱患消除工作，減少了備件的損耗。“2018年，這方面有了巨大的飛躍，因為預警功能發揮出較好的效果，大部件運維成本降低了30%。”銀磊認為，預警系統的高效運行將在未來為業主帶來更多的收益。

第三是智慧并網。風電存在的波動性和間歇性會影響電網的接納，所以，主動與電網進行交互滿足對電網的支撐，建立“電網友好型”風電場也是提升發電效率的途徑之一。量云新能源場站快速頻率響應系統已獲得中國電科院、新疆電科院、陜西電科院的認證，能夠按照電網要求的有功—頻率特性快速輸出有功功率，實現電網頻率快速調整，大幅提升風電場的并網友好性，保障大電網安全穩定運行。目前，該系統已經在新疆、寧夏、內蒙古、陜西等地的多個風電場成功應用。該系統還可以取代傳統SVG無功補償裝置，為用戶節省包括SVG裝置本身的造價、運行該裝置所需要的電費（每年約20萬元）以及后期維護所需投入。

除此之外，量云還在不斷挖掘提升風電場聯動性的可能，并取得了重大突破。該公司的海上機組偏航電機儲能后備電源項目，是國內儲能系統在海上風電機組“抗臺”技術的首次應用。這項技術一經推出，立亥0引起行業內客戶及專家的廣泛關注，一舉斬獲第三屆國際儲能創新大賽應用創新獎。在項目中通過為海上風電機組加裝分布式儲能系統，利用大數據技術對儲能容量進行最優匹配，結合自主研發的風儲協同控制策略技術等，保障風電機組在臺風期間偏航系統的正常供電，使之即使在臺風期間也能準確偏航，有效降低了15%～30%的機組極限載荷，大大提高海上風電機組在臺風期的安全性。

“當分布式能源得到普及之后，智慧微網會展現更大的調節能力。”在銀磊看來，目前所做的一切都是為了提高系統的能動性，以更好地適應智慧的未來。