引言：西門子的數(shù)字化工廠吸引了行業(yè)內(nèi)眾多人士的關(guān)注，而GE的數(shù)字化風(fēng)場同樣吸引了眾多目光。風(fēng)機(jī)制造內(nèi)置的嵌入式傳感器聯(lián)網(wǎng)后，將生成的數(shù)據(jù)利用GE的Predix軟件平臺進(jìn)行分析，可以讓運(yùn)營商全面感知風(fēng)場的運(yùn)行情況，智能控制與大數(shù)據(jù)結(jié)合可以讓風(fēng)機(jī)變得格外“聽話”。
風(fēng)機(jī)制造完畢后，內(nèi)置的嵌入式傳感器就可以聯(lián)網(wǎng)，它們生成的數(shù)據(jù)將實(shí)時地利用GE的Predix軟件平臺進(jìn)行分析，這讓運(yùn)營商可以監(jiān)測風(fēng)機(jī)、風(fēng)電場甚至整個行業(yè)編隊(duì)的性能數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)提供可能影響性能的溫度信息，風(fēng)機(jī)失調(diào)或振動信息。更多數(shù)據(jù)被收集后，這個系統(tǒng)還可以自我學(xué)習(xí)，變得預(yù)測能力更強(qiáng)，而且可以避免通常因風(fēng)機(jī)老化而帶來的維護(hù)問題……這就是GE先進(jìn)的數(shù)字化風(fēng)場。
讓整個風(fēng)場的風(fēng)機(jī)變得“聽話”，同時提高風(fēng)電場近20%的發(fā)電量，對智能化控制水平提出了較高的要求。
風(fēng)機(jī)智能控制作用不容小覷
風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)的重要組成部分，它承擔(dān)著風(fēng)機(jī)監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)。它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)幾部分組成。
“與其他自動化產(chǎn)品相比，由于風(fēng)電場常常建設(shè)在沙漠、海上等十分嚴(yán)酷的環(huán)境中，風(fēng)電機(jī)組現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境惡劣，風(fēng)電行業(yè)對自動化產(chǎn)品的要求就更為嚴(yán)苛，要求風(fēng)電控制系統(tǒng)要具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲功能、完善的安全保護(hù)功能以及較強(qiáng)的開放性。變槳系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的最后一個環(huán)節(jié)，無論出現(xiàn)什么問題，包括系統(tǒng)掉電、驅(qū)動器故障等，都要求變槳系統(tǒng)能完成順槳功能。”一位從事風(fēng)機(jī)制造的業(yè)內(nèi)人士介紹。 事實(shí)上，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)不僅與風(fēng)機(jī)質(zhì)量密不可分，更與風(fēng)機(jī)發(fā)電效率直接掛鉤。國內(nèi)風(fēng)電領(lǐng)域制造商遠(yuǎn)景能源公司，為風(fēng)機(jī)安裝了600多個傳感器，200萬行控制代碼。與普通風(fēng)機(jī)相比，發(fā)電效益提升20%。又如GE為公司的283臺風(fēng)機(jī)通過配備智能風(fēng)驅(qū)軟件為風(fēng)電場增加了4%的輸出電量。
可見，智能控制系統(tǒng)對于風(fēng)電機(jī)組的作用不容小覷?！暗悄壳?，只有少量已投運(yùn)的風(fēng)電機(jī)組在應(yīng)用智能化技術(shù)，業(yè)內(nèi)整機(jī)制造商開始重視機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提升，控制系統(tǒng)改進(jìn)對風(fēng)場的效能提升明顯。可以預(yù)見，風(fēng)電機(jī)組控制提升和智能化技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊?！碧旖蛉鹉茈姎庥邢薰窘?jīng)理劉博表示。 以GE為例，“在GE全球裝機(jī)的25000臺風(fēng)機(jī)中，我們在實(shí)時監(jiān)控其中19000臺風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況。這19000臺風(fēng)機(jī)中我們每年檢測的數(shù)據(jù)可達(dá)到1TB。如果再加上客戶他們實(shí)時監(jiān)控的數(shù)據(jù)，可能要達(dá)到幾個TB的數(shù)據(jù)量。海量數(shù)據(jù)的處理和整合給我們提供了一個基礎(chǔ)，這個分析結(jié)果能夠幫助我們知道如何讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行得更好，我們要做的目標(biāo)就是讓機(jī)群明天運(yùn)行的比今天更好?！盙E可再生能源事業(yè)部總裁AnneMcEntee表示。
專家表示，應(yīng)加快風(fēng)機(jī)智能控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。采用CFD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)字變頻技術(shù)將越來越普遍。通過集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而達(dá)到風(fēng)機(jī)性能的最優(yōu)化。
應(yīng)與大數(shù)據(jù)“嫁接”
“只是控制程序提升遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如何進(jìn)一步提升風(fēng)機(jī)的控制水平?我們認(rèn)為數(shù)據(jù)的透明性現(xiàn)在是關(guān)鍵。目前的現(xiàn)象是，一些風(fēng)機(jī)制造商采購來的風(fēng)機(jī)部件、信息資料不完整，這就導(dǎo)致出廠的部件資料不詳細(xì)，機(jī)組編碼與部件編碼不匹配，沒有建立維護(hù)清單，沒有以機(jī)組為單位的成本數(shù)據(jù)，沒有按部件進(jìn)行故障分類，沒有建立故障率知識庫等，導(dǎo)致機(jī)組成本越來越高。為克服這些難題，我們認(rèn)為智能控制應(yīng)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合。大數(shù)據(jù)應(yīng)用在風(fēng)電領(lǐng)域必然可以發(fā)揮巨大的作用?！眲⒉┍硎?。
事實(shí)上，近年來大數(shù)據(jù)在風(fēng)功率預(yù)測、智能診斷、備件管理和風(fēng)機(jī)性能提升上等方面的成效逐漸顯現(xiàn)。據(jù)劉博介紹，在大數(shù)據(jù)的前提下，診斷系統(tǒng)可以更加完善，診斷系統(tǒng)在風(fēng)場的局域網(wǎng)包含本地程序和本地?cái)?shù)據(jù)庫，SCADA接口。遠(yuǎn)程診斷中心包含了基本數(shù)據(jù)庫，故障診斷專家等。 遠(yuǎn)景能源CEO張雷也有同感：“在葉片和風(fēng)機(jī)上裝雷達(dá)及傳感器十分有意義。雷達(dá)可監(jiān)測風(fēng)的流動性、強(qiáng)弱，再經(jīng)過傳感器來收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，匯總到云端計(jì)算分析。控制系統(tǒng)可以集成智能控制、測量技術(shù)、數(shù)據(jù)分析專家系統(tǒng)、主動性能控制和基于可靠性的決策算法等，來幫助提高發(fā)電效率。”目前，大數(shù)據(jù)在風(fēng)電領(lǐng)域已經(jīng)邁出了重要一步，但當(dāng)前存在的問題仍不容忽視，將風(fēng)機(jī)、風(fēng)場的數(shù)據(jù)匯集起來并非易事。這些數(shù)據(jù)分散在風(fēng)機(jī)制造商、風(fēng)場業(yè)主、系統(tǒng)運(yùn)營商和運(yùn)維服務(wù)商等多個環(huán)節(jié)手中，他們能從這些數(shù)據(jù)中得到利益卻無法做到合理分配，所以，有些利益相關(guān)方寧愿不分享這些數(shù)據(jù)。
如果多家風(fēng)機(jī)制造商都公開風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，那將是整個行業(yè)的幸事，通過交流和分享，風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)會有所改善性，性能會提高。共建并分享運(yùn)營數(shù)據(jù)，才能激發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用全部潛力。
（轉(zhuǎn)載）
