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風電場智慧運營：巴彥淖爾實踐

2017-09-05 11:13:28 金風智慧能源服務微平臺　點擊量：評論 (0)

是誰集中控制了2個風電場與4個光伏電站？為何從現(xiàn)場撤走了大量人員？怎樣在成本降低的同時獲得發(fā)電量的提升？到國華巴彥淖爾分公司，看看智慧運營的2 0時代?！　《嘀靥魬?zhàn)　　如果你在網上搜索巴彥淖爾，

是誰集中控制了2個風電場與4個光伏電站？為何從現(xiàn)場撤走了大量人員？怎樣在成本降低的同時獲得發(fā)電量的提升？到國華巴彥淖爾分公司，看看智慧運營的2.0時代。

　　多重挑戰(zhàn)

　　如果你在網上搜索“巴彥淖爾”，可以得知這就是那個被譽為“塞上江南”的地方。同時，在它的文字描述中，更多被提及的還有風能與日照資源。

　　巴彥淖爾是國內風能資源最富集的地區(qū)之一，技術可開發(fā)量超過6000萬千瓦，占內蒙古自治區(qū)的40%。全市輻照量在6278.25兆焦耳/平方米至6603.04兆焦耳/平方米之間，日照充分，太陽輻射強，僅次于青藏高原。

　　正因如此，國華能源投資有限公司巴彥淖爾分公司（以下簡稱國華巴彥淖爾分公司）在此已經投入運行了2個風電場和4個光伏電站，總計裝機容量60萬千瓦。同時，一個總容量為40萬千瓦的風電場也正在建設當中，預計在2017年年底前并網發(fā)電。

　　國華巴彥淖爾分公司的工作管轄范圍包括呼和浩特、包頭、巴彥淖爾、烏海、鄂爾多斯等地區(qū)。由于地域廣闊，該公司所在地巴彥淖爾市距離任何一個項目，都有約200公里的距離。隨著并網運行的項目越來越多，規(guī)模越來越大，以往傳統(tǒng)、單一、分散的場站運營模式，給企業(yè)的精益化管理及進一步發(fā)展帶來了一系列挑戰(zhàn)。

　　首先是成本控制。

　　“隨著發(fā)電交易量越來越大，以及交易電價的不斷降低，發(fā)電成本的控制就顯得極為重要。”國華巴彥淖爾分公司的一位運營人員談到。

　　在風電場分散運維的模式下，人員技術能力、運維質量參差不齊，這導致了運維成本的居高不下。

　　其次是運營效率。

　　一方面，分散在各場站的信息系統(tǒng)較為獨立，使場站與上級公司、場站相互之間的信息流、業(yè)務流不夠暢通；另一方面，雖然各風電場與光伏電站在運行期間能夠積累大量的數據，但數據的管理、分析和價值挖掘能力非常有限，有較為明顯的提高空間。

　　“如果未來要實行實時交易，今天就得報明天的發(fā)電量，怎么才能知道自己報多少合適？”上述運營人員說：“之前的發(fā)電成本一個月統(tǒng)計一次，以這樣的核算速度根本就來不及。”

　　怎樣通過數據更合理地評價風電場與機組績效，快速準確地解析電量損失構成并對癥下藥，對提升風電場全周期運營水平很有價值。

　　除以上兩個方面外，更重要的挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)運營模式下的人員與設備安全問題。

　　難以預知的事故，帶來巨大的潛在經濟損失和人身安全隱患。“因此對于人員的管理必須不斷加強，尤其是對于外委施工隊伍，每次進場前要進行培訓，考試合格后方可入場開展工作，工作中還要對施工隊伍進行安全質量監(jiān)督。對于現(xiàn)場設備的管理，風電機組每年需要定檢2次，葉片每年也需要請專家定檢。”上述運營人員談到。

　　然而即便如此，現(xiàn)場人員每爬一次機組、開一次車，都在概率上增加了安全隱患。如果能夠通過數據提前獲知故障的發(fā)生，就能做好機組的集中預防性維護，提高運維效率，甚至減少定檢次數，為人員與設備安全提供更強有力的保障。

　　深入合作

　　國華巴彥淖爾分公司所面臨的一些挑戰(zhàn)，在國華公司乃至整個風電行業(yè)都具有普遍性。為此，不少風電開發(fā)商都在積極探索新的經營管理模式，向集團化集中管理、標準化風電場運營方向轉變。

　　目前，風電開發(fā)商的主要探索包括以下五個方面：

　　其一是建設集控中心，構建生產運營指揮中心，集中監(jiān)控管理，統(tǒng)一調度指揮。

　　其二是建設強大的技術支持體系：主動預警、故障診斷、大部件監(jiān)測及遠程專家支持。

　　其三是打造智能的能量管理平臺。

　　其四是建立集中的能量預測平臺。

　　其五是實現(xiàn)靈活的大數據、云計算應用。

　　“通過客戶在上述運營模式的新探索可以看出，風電運營必然向集中管理、資源共享、智能分析的方向發(fā)展，形成一體化的智能運營管控平臺。”金風科技一位產品工程師認為：“區(qū)別于傳統(tǒng)運營方式的智慧運營2.0時代已經到來。”

　　2016年，國華能源投資有限公司為實現(xiàn)對其下屬場站的“集中監(jiān)控、無人值班、少人值守、區(qū)域檢修”能力，減少運維成本，提升場站綜合管理水平，進行了大量的調研。并于當年8月2日，召開了集控專項研討會，確定由金風科技對國華巴彥淖爾分公司的2個風電場和4個光伏電站進行智慧運營系統(tǒng)SOAM?（Smart Operation Administration & Maintenance）的建設與部署。

　　據悉，智慧運營系統(tǒng)SOAM?是金風科技智慧運營2.0整體解決方案中的一部分。而智慧運營2.0整體解決方案，正是為應對在風電運營中的挑戰(zhàn)而生，通過一體化的IT系統(tǒng)和高效運營體系的配合，持續(xù)改善人員行為、設備運行性能，提高運營效率，降低運營成本。

　　金風科技智慧運營2.0整體解決方案由兩部分構成：其一是高效前臺——即標準化、高質量、高效率的共享運維服務團隊和智能調度的物資保障。其二是智慧大腦，也就是智慧運營系統(tǒng)SOAM?。

　　針對運營管理的需求，金風科技智慧運營2.0整體解決方案要達到4個目標：

　　其一是通過場群集中監(jiān)控所帶來的區(qū)域服務共享，實現(xiàn)場站無人值班、少人值守的運營模式。經測算，以上功能實現(xiàn)后可降低運營費用20元/千瓦～30元/千瓦。

　　其二是以智能故障診斷、大數據預警為核心的預防性維護，確保機組的健康高效運轉，這能夠提升機組平均無故障運行時間20%～30%。

　　其三是洞察損失電量的因素，精準提升發(fā)電量可利用率（PBA），實現(xiàn)端對端的場群績效管理，從而提升2%～5%的發(fā)電量。

　　其四是基于場群的集中功率預測和功率控制，構建虛擬電場，運籌智慧能源交易，提升售電量。

　　如今，作為國華系統(tǒng)分公司級別的第一個集控中心，金風科技已為國華巴彥淖爾分公司完成基于智慧運營系統(tǒng)SOAM?的集控中心設計與基礎功能的部署，并將逐步完善功率控制、集中風光功率預測、大數據預警、故障診斷及風電業(yè)務智能等高級應用。這些實用性更強的高級應用功能作為智慧運營系統(tǒng)SOAM?的有機組成部分，通過打通數據層，形成完整業(yè)務閉環(huán)，實現(xiàn)其核心價值的有效落地。

　　初步成果

　　“國華巴彥淖爾分公司這套系統(tǒng)已經試運行近2個月，實現(xiàn)了一系列基礎功能的驗證。”金風科技的一位產品工程師提到。

　　例如，隨著智慧運營系統(tǒng)SOAM?的投入使用，國華巴彥淖爾分公司調整了生產管理架構，成立了集控中心。2個風電場與4個光伏電站的部分運行人員，已經抽調至該中心。

　　“如果集控中心正式上線運行，現(xiàn)場的運行值班人員能全部撤離。”國華巴彥淖爾分公司的一位運營人員說：“并且集控中心這邊的運行倒班環(huán)境要優(yōu)于現(xiàn)場。”

　　據了解，目前國華巴彥淖爾分公司的一個全部自維護的10萬千瓦風電場，現(xiàn)場值守人員大概有16人，在集控中心成立后或將減至12人，而這12人也將不再需要值班監(jiān)盤。

　　同時，隨著智慧運營系統(tǒng)SOAM?的上線，國華巴彥淖爾分公司數據統(tǒng)計工作的效率也實現(xiàn)了大幅提升。此前，由于國華巴彥淖爾分公司是各場站分別上報數據報表，對每個場站的報表進行匯總整理的人員需要2人，每個場站平均耗時約2小時，因此5個場站的報表整理工作就需要接近1天時間。如今系統(tǒng)上線后，可以根據報表用途自定義報表模板，自動生成并實時輸出。

　　“這使我們的運營人員，能夠隨時了解6個場站在前一天乃至當天的所有運行數據，包括風速、發(fā)電量、故障等。”國華巴彥淖爾分公司的一位運營人員說。

　　這些功能的價值不僅體現(xiàn)在速度，還體現(xiàn)在精度、標準程度與成本上。

　　通過人為計算的報表較容易出現(xiàn)錯誤，采用計算機自動生成的報表更加準確。同時，由于此前上報的報表數據來源不同，對一些數據的統(tǒng)計標準存在差異。在這個系統(tǒng)上線后，各方面管理數據的標準得以統(tǒng)一。同時，此前每個場站都有一套向總部傳輸數據的設備，在集控系統(tǒng)上線后，這些數據可直接集中在國華巴彥淖爾分公司的智慧運營系統(tǒng)SOAM?上呈現(xiàn)，并統(tǒng)一上報總部。

　　在風場功率控制方面，集控中心通過智慧運營系統(tǒng)SOAM?中的功率控制系統(tǒng)進行負荷調整，有效減少了人工，實現(xiàn)了功率調節(jié)的自動化。也就是說，當功率控制系統(tǒng)被設定為自動模式，收到電網指令后無需人工操作，系統(tǒng)自己便能夠完成負荷控制。當集中監(jiān)控系統(tǒng)與功率控制系統(tǒng)相結合，就使智慧運營系統(tǒng)SOAM?既有了“眼睛”又有了“手”，既可把握各場站運行的“全局”，又可隨時根據調度要求對負荷進行自動調整。

　　智慧運營系統(tǒng)SOAM?上線后，已經對國華巴彥淖爾分公司做好現(xiàn)場的安全工作起到了積極作用。此前，國華巴彥淖爾分公司采用了一套自有的生產信息系統(tǒng)，當一臺機組進行維修時，相關人員會將該機組在這套系統(tǒng)中的狀態(tài)進行標示。而現(xiàn)在，該公司對現(xiàn)場作業(yè)實現(xiàn)了雙許可，集控中心對機組實現(xiàn)掛牌功能，可以自定義掛牌原因，閉鎖啟停機，從而保證現(xiàn)場工作人員的安全。

　　除上述功能外，目前國華巴彥淖爾分公司的智慧運營系統(tǒng)SOAM?已經初步實現(xiàn)了大數據預警、故障診斷、集中風光功率預測等功能，并根據場站實際情況，不斷進行修正與迭代。

　　“以大數據預警為例，我記得有一次一個葉片開裂預警連續(xù)推送了3次，等我們到現(xiàn)場登機檢查后的確發(fā)現(xiàn)葉片出現(xiàn)了輕微開裂。”上述運營人員說。

　　據悉，目前國華巴彥淖爾分公司正在與金風科技配合，進行大數據預警結果的反復驗證和優(yōu)化，不斷提高大數據預警的準確性。根據金風其他項目的驗證，大數據預警的準確性在與現(xiàn)場實際情況進行對比修正后可達80%。

　　“領導常說，安全生產工作永遠在路上。”面對已經取得的成果，在被問及智慧運營系統(tǒng)SOAM?的建設目標時，上述運營人員誠懇地說：“集控中心的運營與優(yōu)化工作也將不斷地持續(xù)下去，永遠在路上。