“互联网+新能源”背景下智能风电场的研究

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年2月第4期   作者:王伟 孙启涛
[导读] 当前,我国“互联网+”技术发展十分迅猛
        摘要:当前,我国“互联网+”技术发展十分迅猛,与此同时,风电行业经过数十年的长足发展,其生产运营的模式也发生了改变,正在向集中化、共享化和智能化方向发展。“互联网+风电场”技术的应用,催生了智慧风电运营管理的需求。通过物联网,大数据,人工智能等技术的实际应用,有效的提升了风电场管理的效率,降低风电场运营成本。因此,文本就以在“互联网+新能源”背景下的,智慧风电场进行论述,对我国智能新能源行业发展进行探讨。
关键词:互联网+新能源;智慧风电场
        随着信息技术不断深化,“互联网+”成为了各行业发展中的重要组成部分,通过“互联网+”进行技术革新,一方面可以有效提高运营管理效率,另一方面还能够降低运营管理成本,为各行业发展带来了十分可观的经济效益。在我国大力发展清洁能源的过程中,风力发电作为一种可持续发展的可再生能源在过去数十年当中得到了快速发展。但是,风电场的运营管理,后台监控,运行维护等节点均需要大量的风电场运维人员。因此,在新能源发展过程中,技术研发人员就将互联网技术与新能源结合,通过“互联网+新能源”将风电场智慧化,提高了风电场运营管理效率,也让风电场的工作数字化,可视化,使风电场进入了智能化发展的模式。
        一、“互联网+”的新生产要素和生产工具
        在对“互联网+新能源”背景下的智慧风电场进行研究之前,首先要了解“互联网+”,只有将“互联网+”分析透彻,才能够进一步了解“互联网+新能源”,那么下面简单阐述一下,信息技术发展背景下的“互联网+”技术[1]。
        1.1“互联网+”的新生产要素
        “互联网+”是在信息技术发展过程中,被重复提起的新兴技术,这一技术主要是通过大数据分析,来帮助企业进行精密管理,并且在工作过程中,还可以根据企业不同需求,来提供出企业所需要的详细数据,就拿风电场的运管管理来说,传统风电场工作过程中,需要风电场运行人员统计大量的风机运行数据,来评估风电机组的运行状态和发电性能。同时,需要根据风功率预测的结果制定出风电机组维修以及工作规划。这大大增加了风电场现场运维人员的工作量,为风电场工作的成本带来了极大的挑战。因此,风电场运维人员就在管理过程中,将新型“互联网+”管理技术进行应用,通过大数据平台云计算,管理人员可以快速得到大量统计数据,并且与人工统计数据相比,“互联网+”为工作人员提供的数据,更加详细准确,还能够实时对风电场的风电机组运行状态进行预警,保证机组长时间运行在可靠的状态下,降低了风电机组的故障率,降低了风电场运营成本,保证风电场可以长期发展[2]。
        2.2生产工具
        上文提到的云计算,在“互联网+”管理过程中,云计算是十分重要的环节,因其利用了互联网的实时性以及准确性进行数据计算,保证运行人员可以得到准确数据。云计算的工作性能十分优秀,首先就是云计算高超的计算工作,在进行云计算之前,系统会将大数据平台中的信息加以整合,通过分析来总结出所需要的内容,之后通过数据分析来计算出准确数据。其次就是云计算的安全可靠性,因为风电发电作为电力生产的一种,生产数据相对机密,还有些信息数据需要长时间保存,因此云计算系统,可以将大量数据进行备份,当风电场人员需要调取数据时,需要输入控制权限,这样既保证了大数据平台信息的安全性,还保证了大数据平台信息的稳定性,不会出现文件缺失的情况,从而满足了电力生产企业的发展以及管理需求。
        二、智能风电场组成分析
        “互联网+新能源”背景下的智能风电场,主要是利用互联网技术以及大数据分析,来对发电设备进行管理。通过智慧风场系统来将每一个工作环节进行系统化管理,不仅可以掌握每一台发电设备的情况,还可以通过云计算将发电设备运行状态展示出来,同时可以结合对天气情况的预测,来控制机组的运行情况,保证风电机组稳定运行。与此同时,智慧风电场管理系统还会通过大数据分析,来判断风电场工作设备的发电效能是否符合设计,从而调整机组的运行状态,保证安全的前提下,尽可能的提升发电量。


        三、风电场场群控制的主要作用
        风电场场群控制系统中,融合多源气象数据基于气象预测模型的气象功率预测;利用现代控制技术和空气动力学理论,对风电场进行场级控制策略开发,实现场级动态调控,达到风场整体出力最大化。
        3.1有功功率控制
        场群控制能量管理系统,使风电场具备有功功率调节能力。能够自动接收电网调度部门的调度指令,并根据下发的调度发电计划控制风场的有功功率输出。
        AGC控制服务器接收网关服务器转发的功率指令,计算并下发各台机组的有功功率指令值。当系统配置扩展服务器时,AGC服务器根据设定的扩展服务器分配比例下发从机的功率指令。从机在接收到控制指令后,计算并下发各台机组的有功功率指令值,实现系统跟踪电网发电计划曲线。
        3.2无功功率控制
        场群控制无功控制系统,能够自动接收由电网中调或者风电场管理者发出的无功控制指令,并按照系统事先制定的控制策略自动控制风电场每台机组的无功功率,从而达到控制风电场整体出力自动调节的目的。
        AVC服务器根据各台机组的运行状况计算线路损耗模型或者调度指令,分配下发各台风机的无功需求指令。同时采集各个风机的监控信息,并上传给风场并网自动化系统综合终端AVC主站。
        3.3快速调频控制
        风电场通过已有相应的有功控制系统、单机或加装独立控制装置完成有功-频率下垂特性控制,使其在并网点具备参与电网频率快速调整能力。风电场调频指令优先级高于风电机组频率调节指令:当风电场级调频指令为空时,风电机组正常响应电网频率变化;当场级调频指令有效时,风电机组应退出当前状态并响应风电场调频要求。
       
        四、大数据分析平台
        “互联网+新能源”的智能风电场,其实就是风电场运营管理的一个智能化系统,系统的智能化:
        1、知识建模
        提供灵活、直观、简单可视化的建模工具来建立设备级、系统级、参数级模型。导入实时/历史数据,通过参数的关联关系自动分析出设备的各种运行工况,快速建立并测试设备的监测分析模型,从而减少了对具体的专业知识的依赖。
        2、性能分析
        性能分析内容包括:单机组功率曲线校核、多机组功率曲线对标排名;发电量损失原因量化、频发故障定位分析。   
        3、健康状态评估
        依据合适的指标对风电机组整体运行状态进行评估,建立状态评估指标体系,用评估结果支持风电机组的维护、检修、保养等工作,促进风机运维的智能化,为风机设备实现基于的状态的检修奠定基础。
        4、关键部件寿命评估
        对于一些投运时间较长的发电设备,一些关键部件的故障次数及故障频率不断增加,维护成本也随之提高,对于此类部件,通过适当的方法评估其剩余寿命,估算继续维护使用与更换全新部件的经济平衡点,为风机的维护决策提供数据支持。此外,根据这些部件的剩余寿命分阶段合理安排维护资源,对于未出质保风机的运营成本优化也有较大的帮助,也为实现基于状态的检修奠定基础。
       
        五、结束语
        通过以上总结可以发现,在新能源行业发展过程中,行业的智能化发展诉求催生了需要更多的将互联网技术应用起来,并且风电场站在实际工作过程中,也要将“互联网+新能源”应用到风电场运营管理工作中,保证风电场智能化发展应用,从而使我国风电场运营管理效率提升,提高风电场运行稳定性和可靠性,为我国新能源行业发展提供有效助力。
参考文献:
[1]周鹤良.我国新能源风电产业实现跨越式发展[J].电气时代,2019(8):20-22.
[2]邢伟,董红星.风电场智能化远程集控管理系统的探索与设计[J].企业管理,2016(S2):111-112.
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