以大數(shù)據(jù)技術(shù)為新能源運(yùn)行保駕護(hù)航

梁愷 張揚(yáng)帆 楊偉新

“今年2月，風(fēng)電場累計(jì)故障次數(shù)環(huán)比增加23%，其中026號機(jī)組故障次數(shù)最多，下一階段例行維護(hù)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。”3月1日，國網(wǎng)冀北電科院新能源大數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊(duì)就某風(fēng)電場運(yùn)行性能分析結(jié)果與場站工作人員開展專項(xiàng)討論，為新能源場站運(yùn)行出謀劃策。

近年來，隨著新型電力系統(tǒng)數(shù)智化特征逐漸凸顯，應(yīng)用海量多源數(shù)據(jù)賦能新能源精益化分析的需求日益迫切。電科院依托“兩支撐、三賦能”大數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)體系，開發(fā)了新能源大數(shù)據(jù)精細(xì)化分析與創(chuàng)新服務(wù)平臺，推動業(yè)務(wù)提升與能源轉(zhuǎn)型，助力新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和新能源高質(zhì)量發(fā)展。

打通數(shù)據(jù)壁壘

保障電網(wǎng)安全運(yùn)行

2024年1月，冀北地區(qū)遭遇極寒天氣，冀北北部風(fēng)電場多臺風(fēng)機(jī)出現(xiàn)低溫停機(jī)。新能源大數(shù)據(jù)平臺基于第三方氣象數(shù)據(jù)和機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，提前將風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出來，支撐電網(wǎng)開展新能源脫網(wǎng)容量預(yù)測。

“極端天氣下的新能源停機(jī)容量預(yù)測是大數(shù)據(jù)平臺的業(yè)務(wù)功能之一。”電科院新能源大數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊(duì)研發(fā)人員王玙介紹，“平臺打通氣象數(shù)據(jù)、機(jī)組發(fā)電數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)的應(yīng)用壁壘，通過預(yù)測誤差解耦評價(jià)、優(yōu)化修正等挖掘功率預(yù)測短板環(huán)節(jié)，及時(shí)預(yù)測大風(fēng)、暴雪、低溫等極端天氣造成的新能源停機(jī)容量。”

目前，平臺已接入冀北地區(qū)357座新能源場站的分鐘級運(yùn)行數(shù)據(jù)、多座新能源場站秒級運(yùn)行數(shù)據(jù)、以及第三方模型數(shù)據(jù)，并以多元數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)為電網(wǎng)提供更深層次、更全面的支撐服務(wù)，實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)兩端的融匯互聯(lián)，提升新能源運(yùn)行管控水平。

“線上+線下”服務(wù)模式

提升新能源場站運(yùn)行質(zhì)效

2023年6月，電科院針對某風(fēng)電場長期運(yùn)行數(shù)據(jù)開展分析，發(fā)現(xiàn)其存在多臺發(fā)電性能劣化的風(fēng)電機(jī)組，嚴(yán)重影響發(fā)電效益。進(jìn)一步開展劣化原因溯源，探明部分風(fēng)電機(jī)組的偏航偏差較大，其中9臺機(jī)組的偏航偏差大于5°。

在此基礎(chǔ)上，電科院通過線下開展基于激光雷達(dá)測風(fēng)儀的風(fēng)電機(jī)組功率特性和偏航偏差試驗(yàn)驗(yàn)證，提出了偏航控制參數(shù)校正優(yōu)化建議，現(xiàn)場整改優(yōu)化后風(fēng)電機(jī)組偏航偏差均位于-5°至5°之內(nèi)，機(jī)組發(fā)電量平均提升約1.2%。

“此次偏航偏差優(yōu)化是電科院新能源所‘線上+線下服務(wù)模式的典型應(yīng)用。”王玙介紹，“依托數(shù)據(jù)平臺，線上開展新能源發(fā)電性能及運(yùn)行可靠性量化評估，由場站至機(jī)組逐級定位發(fā)電性能損失及運(yùn)行異常原因，同時(shí)充分利用電科院專家資源，開展線下檢測試驗(yàn)，及時(shí)排查運(yùn)行隱患，優(yōu)化場站運(yùn)行性能。”

通過“線上”數(shù)據(jù)分析、“線下”專家服務(wù)相結(jié)合的數(shù)字增值服務(wù)模式，顯著降低了傳統(tǒng)離線技術(shù)服務(wù)方法的時(shí)間成本和人力成本。目前已與多家發(fā)電公司的新能源場站簽訂了技術(shù)監(jiān)督和技術(shù)服務(wù)合同，提升了公司的市場競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。

創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)模式

推動新能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級

電科院積極探索新能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)模式，以構(gòu)建共生共享的新能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化生態(tài)圈為目標(biāo)，提升新能源數(shù)字化管理水平，助力新能源行業(yè)發(fā)展升級。

以新能源場站涉網(wǎng)性能分析功能為例，2023年9月，根據(jù)某風(fēng)電場長期運(yùn)行數(shù)據(jù)的跟蹤分析，判斷該場站涉網(wǎng)性能缺陷主要集中在AVC調(diào)節(jié)偏差方面，其電壓調(diào)節(jié)合格率長期處于84.7%左右。基于平臺先進(jìn)算法及線下測試結(jié)果，初步定位了缺陷成因，隨后風(fēng)電場聯(lián)合設(shè)備廠家對AVC系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后電壓合格率提高到97.6%左右。在這一案例中，電科院、新能源場站、設(shè)備廠家三方共同打造了多方參與、共生共享的生態(tài)運(yùn)營模式。

電科院將新能源大數(shù)據(jù)平臺作為新能源發(fā)電數(shù)字化服務(wù)能力的重要載體，圍繞“技術(shù)、數(shù)據(jù)、產(chǎn)品”三條線，著力“夯實(shí)數(shù)據(jù)管理層、豐富業(yè)務(wù)應(yīng)用層、優(yōu)化平臺服務(wù)層”三層管理，引領(lǐng)新能源管理數(shù)字化變革。

目前，冀北新能源大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用平臺已面向多個(gè)業(yè)務(wù)場景開展應(yīng)用，相關(guān)成果先后入選國網(wǎng)電力人工智能應(yīng)用白皮書、國網(wǎng)數(shù)據(jù)增值服務(wù)典型產(chǎn)品手冊、中國電子企業(yè)協(xié)會能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)典型應(yīng)用案例集，并獲得國網(wǎng)冀北電力有限公司科技進(jìn)步一等獎、電力建設(shè)科技進(jìn)步二等獎、國網(wǎng)公司科技進(jìn)步三等獎等獎項(xiàng)。