多元化风电场智慧运营管理技术及案例分享-明阳智能-solarbe文库

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多元化风电场智慧运营管理技术及案例分享明阳智能大数据中心孙启涛目录 C O N T E N T S 案例分享 0 1 02 智慧风场系统介绍前景展望 03 Introduction of Intelligent Wind Farm Case Sharing Future Prospects 智慧风场系统介绍 01 智慧风场与传统风场的区别需求满足风电场的生产和资产管理需求为主传统风电场智慧风电场需求满足设备性能和发电效益提升为主；提高集团业务管理能力、实现电力生产及交易为主。传统风场运营管理方面的挑战 1、效能收益达不到预期； 2、被动式事后运维管理模式，对于大部件的损坏和失效无有效管控； 3、安全操作方面仍然由人来完成； 4、由于风电间歇性的原因，对电网的支撑能力比较有限。大数据机器学习人工智能智慧化风电场的建设 1、发电效能场群控制、智能能量分配、电价预测 2、智能化运营维护基于机组状态变化的预防性检修维护 3、安全管控监控、管理、先进工具的使用等层面实现安全零事故 4、电网友好性智能能量管理、快速频率响应智慧风场系统功能多元智能集中监控 ◆ 风机 /光伏 ◆ 箱变 /变频器 /测风塔等设备监控 ◆ 车辆 /人员集中监控 ◆ 生产绩效可视化 ◆ 智能能量管理系统四大功能状态检修 ◆ 亚健康预警系统 ◆ 全生命周期健康度管理 ◆ 智能故障诊断 ◆ 运维排程 ◆ 数字化运维系统智能单兵辅助系统 ◆ VR培训与考试系统 ◆ 智能安全帽 ◆ 智能手环 ◆ 塔筒门智能锁 ◆ 手持移动终端定期工作自动化 ◆ 无人机叶片巡检 ◆ 室内轨道机器人智能巡检 ◆ 无人机集电线路巡检 ◆ 视像头智能图像识别智慧化风电三种表现形式案例分享 02 可扩展 29台应用案例项目简介国内首个多元化机型风电场智慧运营管理平台国电投内蒙霍林河智慧风场国电投霍林河智慧风电场系统平台智能集中监控智能辅助监控智能风功率预测智能能量管理机组亚健康预警全生命周期健康管理数字化运维业务可视化 WBI 手持移动终端风电机组运行监控风电场其他设备监控车辆监控螺栓在线监测塔筒晃动与基础沉降监测视频监控在线振动监测短期功率预测超短期功率预测误差分析气象预测有功功率控制无功功率控制一次调频预警模型搭建预警工单自动推送排查方案定制化环境下开发指标红线管理 Linux 机组核心部件全覆盖健康状态分析计算部件位置定位运维团队管理运维标准管理运维工单管理项目信息管理指标统计报表数据曲线分析状态仪表盘 KPI 移动监视工单推送权限管理工作票核心 9大功能模块， 270多个子项模块 GPS 应用案例主要功能项应用案例智能集中监控系统风场物联网测风塔电能表风机箱变升压站无功补偿车辆 GPS 智能手环跨平台变频器支持多种设备 ➢执行 IEC61400-25标准实现不同厂家多种设备统一监控 ➢采用数据治理策略确保数据质量，统一数据标准 ➢兼容 PC、手机 APP、大屏实现在不同终端设备同步监控设备运行状态应用案例生产绩效可视化遵循风能协会指标计算标准智能报表（ WBI） PBA分析基于历史运行数据，通过对标分析、 KPI指标计算等进行机组设计性能验证，运行绩效打分，实现生产绩效可视化为风电场投资建设和技术改造提供数据支撑。现场实际工况与标准理论设计存在较大差异基于并网点的功率控制能量分配一次调频压线控制结合调度需求，精准计算线路损耗，在不超限调度计划目标前提下，实现出力最大化。变化率控制风场功率分钟变化率控制满足电网指标，实现友好并网。风机无功控制实现通过风机无功调节替代部分 SVG. 多集群管理动态监测各机群的状态、出力、理论功率，智能修正各机群的目标值，实现风场发电功率最大化。智能分配全场只需下发一个目标指令，系统自动计算、分配调节指令。多策略协同调频变桨变速调节，惯量调节高测频精度测频精度 0.003Hz 调频性能优势明显各项指标均优于电网要求指标应用案例智能能量管理系统应用案例亚健康预警风场运维模式 ①故障事后运维； ②固定周期定检；③基于状态的主动运维状态检修特点基于先进的状态监测技术手段，实现预知隐患，预判故障，做到能够提前合理的安排检修项目和检修时间，将设备失效消灭在萌芽状态。 100 0 ① ② ③ 时间状态特点目标实现由传统的被动运维向基于状态的主动运维跨越。应用案例亚健康预警状态评价风险评估差异化机组设备状态检修流程以损失电量最小为目标，推送智能化排程方式，包括状态评价、风险评估与差异化运维。 ⚫ 部件健康状态监测 ⚫ 最佳运行状态识别 ⚫ 剩余寿命预测 ⚫ 定期体检 ⚫ 健康档案在册；健康警示灯让设备最大限度地处于可靠运行的状态全生命周期健康度管理系统应用案例风机全生命周期健康度管理应用案例风机全生命周期健康度管理 1 2 3 自动定位到当前健康度最低的部件以及最低的健康度指标。对机组整机和子系统实时健康度监测情况 , 实现对子系统位置进行标识。点击某部件名称可以查看该部件包含的所有模型实时的健康状态。机组健康度管理模型 110, 覆盖 12个子系统 , 可实现风电机组全生命周期的健康度跟踪监测与管理。案例知识库故障树 ◆ 根据海量故障的历史处理记录 , 建立故障诊断的知识案例集 ; ◆ 当故障再次发生时 , 结合已有的案例集 , 采用类似的方式处理此故障 ; ◆ 虽然可以指导 , 但是存在不足人为因素影响较大 ,案例集质量参差不齐。 ◆ 基于决策树的故障树智能排程基于检修项目重要性、人员信息、检修工时等信息自动推送建议维护时间及标准 ; ◆ 当故障再次报出时 , 利用机器学习算法自动分析故障类型及推送排查方案 , 受人为因素的较小。 ◆自动统计故障树的引用次数及多级原因的引用次数 , 作为操作决策的支持机制。 ◆ 立故障分析逻辑 , 多级原因排查和相应的处理方法的故障分析树； ◆ 故障工单关联故障树 , 缩小排查范围 , 为维修人员提供指导；应用案例智能故障诊断 ➢ 目前故障诊断方向 ➢ 故障树信息化运维流程精细化运维管理机组全生命周期电子档案设备台账移动运维数字化运维建立风机全生命周期电子档案库，通过二维码来实现机组档案的智能化管理。实现对风电机组的透明化管理。网络办票、工单推送闭环管理线下向线上转移、全方位信息化多层级设备管理、 KKS设备编码管理、建立完备的设备档案管理体系，提高设备可利用率简化、优化流程管理；闭环工作体系运维辅助决策结合亚健康预警和健康度管理管理实现运维排程指导和运维决策。应用案例数字化运维应用案例定期工作自动化 ➢ 变电站巡检机器人 ➢ 配电室巡检机器人 ➢ 集电线路巡检机器人 ➢ 叶片巡检机器人应用案例风电智能单兵辅助系统人工智能辅助人员，保障安全的同时提高效率 VR仿真实训系统 ◆VR仿真模拟操作 ◆实时培训 ◆不受时间空间限制 ◆高频次学习 ◆沉浸式体验 ◆技能培训为核心 ◆交互性学习 ◆个性设计实训任务在线考试 ➢ 无纸化网络考试 ➢ 高效 ➢ 提升个人能力 ➢ 降低成本 ➢ 交流互动 ➢ 职业测评风电行业的飞行模拟舱应用案例风电智能单兵辅助系统应用案例风电智能单兵辅助系统委外人员发放智能手环作业许可证现场作业工作效果审核人员信息入库办理离场手续退还智能手环撤场未通过未通过通过安全考试安全教育通过安全教育实操培训发放智能手环（上岗许可证）到岗工作 V R 模拟培训通过人员入场撤场是否为内部员工是否身份识别未通过网络考试风电场人员安全管理系统 ➢ 人员健康实时监测 ➢ 电子围栏 ➢ SOS求救 ➢ 健康诊断及管理 ➢ 员工考勤智能手环监测系统运维车辆监视前景展望 03 前景展望智慧风电发展目标电站 1 电站 2 电站 n 充分利用集控、区域运检中心、场站每个层级的优势资源，做到资源合理分配本质 1 角色分工，功能互补，共享资源定位 2 实现“无人值班，无人值守” 风场目标 3 场站智慧执行、区域集中管控、集团统筹决策前景展望 5GAI智慧风电 5 G 基站 5 G 网络 5 G 低延时控制网关 A I 能力前置连接平台总端汇聚网关智慧风电运营云平台数据整合监视大屏云化系统边缘部署风机设备端新能源场站端中心监控端 ⚫ 基于 5G低延时网络，展开机组振动与声音状态数据的在线实时分析，塔筒载荷无线实时监测分析，实现机组运行健康状态在线动态评估。 ⚫ 无人机借助 5G低延时大带宽特性，实现叶片自动巡检，叶片图像识别等基于云端的智能物联分析系统应用 ⚫ 利用 5G网络大宽带、低延时的特性，通过 5G-AR眼镜，对现场人员的巡检工作提供支持，将第一视角高清视频发送至指挥中心，提高运营工作效率。更加高效的利用各种积累的数据并进行融合，实现现有数据的价值最大化，为解决客户痛点为目标的个性化定制超算中心大数据人工智能数据价值前景展望 THANKS