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金风科技联合发布《智能风机白皮书》 为风电行业未来发展指明方向

2018-10-17  来源:中国风力发电网  [已有0人评论]  [有偿投稿]
核心提示:当大数据、人工智能等数字化技术跨界风电行业,智能风机便应运而生。
中国风力发电网讯:“十三五”期间,我国可再生能源产业全面规模化发展,进入了大范围增量替代和区域性存量替代的发展阶段。随着智能技术进步和风电产业化步伐的加快,我国风电发展已具备规模化开发应用的产业基础。基于以互联网、云计算、大数据、物联网和智能制造为主导的第四次工业革命,已悄然来袭,将智能技术与新能源产业的深度融合符合新能源产业发展规律。
当大数据、人工智能等数字化技术跨界风电行业,智能风机便应运而生。在这一背景下,风能专委会(CWEA)、鉴衡认证、新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)于2018年北京国际风能大会暨展览会(CWP2018)前夕,联合发布《智能风机白皮书》(下称《白皮书》),梳理智能风机的需求、定义和特征以及技术支撑手段,为风电行业未来发展指明方向。
01
智能风机:深度感知、自我认知和控制、协同决策
风机作为风电场中的最重要部分,是决定项目造价和收益率的关键。在竞争配置政策下,平准化度电成本(LCOE)的重要性变得越来越高。风机整机商须同客户展开更为紧密的合作,通过提供风机解决方案和全生命周期管理的运营解决方案,最大程度帮助客户降低成本,提高收益。
《白皮书》中指出,在工业4.0时代下,结合信息物理系统,风机可在环境感知的基础上,深度融合计算、通信和控制等能力,实现实时感知、动态控制和信息服务,进而更加可靠、高效和实时协同,并适用于各类应用场景。具体来看,智能风机应具备如下特征:深度感知、自我认知和控制、协同决策。
针对不同的应用场景和特征,智能风机在不同层级有不同的要求,在单机智能、场站智能、场群智能和平台智能几个层级上都有体现。金风科技基于物联网、数字化技术、人工智能技术以及金风科技在各机型、风电场设计多年积累的基础,推出智能风机整机级风机产品。目的是通过研发先进的风力发电机,满足客户收益与安全的发展需求,为客户提供连续、稳定、可靠的服务。
金风科技智能风机产品采用分层架构设计、单机场群结合与各层级数据协同递进传递等创新技术方案,不仅能独立控制实现自身最优,还可协同风电场其他风机实现风电场收益最优。
02
EFarmTM:让风机“随风而动,顺势而为”
目前,在数字化产品层面上,金风科技通过单机智能控制平台(EFarmTM)和场级协同控制平台(能巢TM)帮助实现风机智能。
EFarmTM通过智能感知的信息输入,以机组成本最低和健康安全为前提,通过先进的控制策略,对信息数据进行一次利用,提升单机最大化发电量。
在单机层面,EFarmTM可支撑风机采用更长、更轻的叶片和更高、更轻的塔筒设计。在轻量化设计同时,再辅以更定向的智能感知技术对叶片、塔架等关键部件或系统进行监测和控制,降低极限载荷的冲击,保证机组的安全;在运行阶段,通过多维数据融合建模分析,对风机健康安全进行一体化评估和预警。基于模型预测可以针对重要部件进行预知维护,大大降低运维成本。
在发电量提升方面,智能风机配备的前置测风技术能提前精确地捕捉机组前方风速、风向等流场信息及其变化,并将该信息引入整机控制,使得机组能提前感知复杂风况,通过智能控制作出最优响应动作,“随风而动,顺势而为”,提升发电量同时,有效降低机组载荷,提升机组在恶劣风况下稳定性和适应能力。
03
能巢TM:真正实现场级协同控制和管理
风机是风电场的一部分,而实现场站和场群智能是智能风机另一大特征,通过风电场网络,对智能感知的信息数据进行二次利用。对风电场中环境、状态、行为特征相似的风机进行组合,形成一个或多个出力共同体,实现风场全局发电量最优。在环境特征发生变化时,风机可以快速响应,形成新的出力最优组合。
金风科技能巢TM系统通过风电场控制器进行系统在线辨识、建模、机器学习等方法,自适应动态调整风机控制运行参数,充分利用现场风能资源,提升风电场发电量;通过故障预警、寿命监测和计划运维,实现机组的寿命调度和管理,在确保风机可靠性和关键部件寿命安全的情况下,再次充分挖掘机组自身发电性能的潜力,为风电场资产增值提供强力支撑,保障风电场全生命周期的经济效益最优。
04
智能风机背后强大的技术后盾
风机智能的实现,离不开数字化、大数据等技术支撑。金风科技通过研发并搭建MD4X、PHM及大数据云平台为实现风机智能打下坚实技术基础。
MD4X(ModelDeveloperforX)模型开发云平台是金风科技大数据分析平台上的应用。基于大数据云平台,MD4X模型开发平台可孵化出大量风电场服务,涵盖故障预警、健康管理、风险预测、运维优化、性能提升等方面。
故障预测与健康管理PHM是综合利用现代信息技术、人工智能技术的最新研究成果而提出的一种全新的管理健康状态的解决方案。
金风科技融合PHM模型、大数据分析、CBM等技术,通过性能特征分析和大数据分析的结合,实现风电机组故障预测和关键部件寿命评估,实现风电机组的健康管理体系。
金风科技工业大数据管理与分析平台覆盖工业数据接入存储、基于批流计算引擎和脚本并行化技术的数据分析流水线、数据和分析服务化发布等,快速实现数据资产化和价值释放。



 
 

(来源:金风科技微平台)

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