近年來，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)取得了矚目的成就，在各發(fā)電裝機(jī)容量所占比重穩(wěn)步提升。目前中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量和累計裝機(jī)容量都均已穩(wěn)居世界第一，2017年，累計風(fēng)電裝機(jī)容量在全球份額中約占35%。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在發(fā)電量方面，風(fēng)力發(fā)電量從2007年的56億千瓦時發(fā)展到2017年3057億千瓦時，年均增長率達(dá)到49.18%。
2018年風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，擺脫了之前低迷的狀態(tài)。海上風(fēng)電快速發(fā)展，分散式風(fēng)電或?qū)⒊蔀橄乱粋€“希望的田野”。無論是海上風(fēng)電還是分散式風(fēng)電的發(fā)展都對風(fēng)機(jī)以及后市場運(yùn)維提出了更加嚴(yán)格的要求，為解決種種難題，智能化成為風(fēng)電發(fā)展的新趨勢。
當(dāng)風(fēng)機(jī)變得智能
風(fēng)電機(jī)組智能化已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的方向，為應(yīng)對未來行業(yè)需求，應(yīng)對分散式及海上風(fēng)電發(fā)展趨勢，多家公司都已陸續(xù)開展低風(fēng)速區(qū)域陸上和海上大兆瓦智能機(jī)組的技術(shù)研究，以信息化創(chuàng)新設(shè)計研發(fā)體系，致力提升風(fēng)機(jī)的智能化水平，提高風(fēng)機(jī)信息技術(shù)含量。
遠(yuǎn)景能源副總裁王曉宇說：“未來的風(fēng)機(jī)一定要加上眼睛、耳朵，有大腦會思考。”遠(yuǎn)景作為全球首個提出智能風(fēng)機(jī)概念的公司，一直以來致力于智能風(fēng)機(jī)的研發(fā)升級，不斷賦予智能風(fēng)機(jī)新的內(nèi)涵。
通過對光學(xué)組件到DSB電路的研發(fā)，遠(yuǎn)景能源研發(fā)出一款可以自家量產(chǎn)的雷達(dá)，結(jié)合其輪轂，通過一個激光頭就可以借助風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)掃描100多個風(fēng)輪平面上的點(diǎn)，通過這樣的方式可以取得了整個風(fēng)輪平面100多個點(diǎn)的采樣信息，獲得立體空間風(fēng)速的采樣。
葉片是風(fēng)機(jī)重要的組成部分，在風(fēng)機(jī)向著智能化轉(zhuǎn)變的時候，葉片自然不甘落后。據(jù)王曉宇介紹，智能葉片可以在任何時間點(diǎn)、任何方位角知道葉片的形變，然后根據(jù)形變知道風(fēng)輪掃過塔筒時候的整個距離。智能葉片的根部還有傳感設(shè)備震動設(shè)備位移設(shè)備，不僅可以還原葉根的受力，還可以依據(jù)圖像處理技術(shù)進(jìn)行還原，在葉片上涂裝一些特殊涂料，在真實(shí)現(xiàn)場可以通過計算機(jī)模擬，隨時可以檢測整個葉片的動態(tài)性狀。這樣既可以對葉片的健康狀況做到實(shí)時監(jiān)測，又可以避免有問題的葉片繼續(xù)運(yùn)行帶來的更大損傷。
風(fēng)機(jī)智能技術(shù)在塔筒中也有所體現(xiàn)，通過高精度慣導(dǎo)技術(shù)可以精確還原塔筒位移，通過動態(tài)靜態(tài)位移可以知道塔筒基礎(chǔ)的沉降、隨時的變形量，也可以據(jù)此了解塔筒的受力情況，在塔筒出現(xiàn)問題前就做出相應(yīng)的補(bǔ)救措施。
如今海上風(fēng)電發(fā)展步伐加快，而在海上風(fēng)電建設(shè)中，風(fēng)機(jī)的機(jī)位排布將會對項(xiàng)目的全生命周期產(chǎn)生重要影響，傳統(tǒng)的海上風(fēng)電機(jī)位排布是基于經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行手動排布，這一方法存在致命的缺點(diǎn)：無法精準(zhǔn)描述尾流場分布以及全生命周期風(fēng)向變化。然而這兩個因素是影響發(fā)電量的關(guān)鍵，可能會造成重大損失。
為促進(jìn)海上風(fēng)電健康發(fā)展，明陽智能創(chuàng)新研發(fā)了海上機(jī)位智能優(yōu)化模塊，以全生命周期機(jī)位優(yōu)化策略為指導(dǎo)，基于多重變量嵌套迭代遍歷尋優(yōu)方式、先進(jìn)的尾流計算模型，實(shí)現(xiàn)對上萬種機(jī)位排布方案快速尋優(yōu)，破解造成發(fā)電量損失的難題，一舉打破傳統(tǒng)機(jī)位排布帶來的弊端。
有人預(yù)言分散式風(fēng)電會是風(fēng)電行業(yè)的下一片“藍(lán)海”，但發(fā)展至今，分散式風(fēng)電所帶來的“低風(fēng)速”問題仍舊是一大困擾。據(jù)了解，目前已經(jīng)有智能中型風(fēng)機(jī)與大型風(fēng)機(jī)采用一致標(biāo)準(zhǔn)。不僅配備了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，還采用永磁同步發(fā)電機(jī)配合內(nèi)部先進(jìn)技術(shù)，大大提高了智能中型風(fēng)機(jī)的安全性。
“無人風(fēng)場”未來可期
風(fēng)電場大多地處偏遠(yuǎn)，風(fēng)機(jī)分散，在日常運(yùn)營維護(hù)中效率低且安全性不高，因此實(shí)現(xiàn)智能化可以有效提高風(fēng)場工作效率。記者發(fā)現(xiàn)當(dāng)前智慧風(fēng)場的建設(shè)都離不開集控中心，通過對風(fēng)場進(jìn)行集中管理，從而減少了運(yùn)維人員的數(shù)目及工作量。
智慧風(fēng)場可以綜合運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)以及云平臺等技術(shù)，以集控數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，全面開展大數(shù)據(jù)分析工作，進(jìn)而查找風(fēng)機(jī)缺陷，開展風(fēng)機(jī)故障提前管控，實(shí)施主動運(yùn)維。
在智慧風(fēng)場建設(shè)中，各家企業(yè)側(cè)重點(diǎn)有所不同。有的企業(yè)更注重故障預(yù)警。防范于未然，首先需要采集并建立龐大的數(shù)據(jù)庫，并具備一定的建模分析能力，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，可以對當(dāng)前的風(fēng)機(jī)狀態(tài)作出故障預(yù)警判斷，從而減少風(fēng)場損失。有的企業(yè)則更加注重人員的精簡，意圖打造“無人風(fēng)場”，借助人工智能，運(yùn)用機(jī)器人巡檢，極大地提高了工作效率。
有業(yè)內(nèi)人士曾在談到風(fēng)電信息化、智慧化建設(shè)時說：
“在區(qū)域公司、省會城市建立一些省級監(jiān)控中心，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等功能實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)端風(fēng)電場統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)行維護(hù)，達(dá)到省公司、區(qū)域公司提升管理水平，合理優(yōu)化資源調(diào)度問題，提高設(shè)備運(yùn)行效率，包括聯(lián)合儲備等功能，降低遠(yuǎn)程的運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場的少人、無人值守。”
大唐赤峰分公司作為行業(yè)內(nèi)首家建成擁有調(diào)度權(quán)的集控中心的公司，已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場“無人值班、少人值守、集中監(jiān)控”模式。
在集控中心當(dāng)值的值班長曾向記者介紹：“集控中心節(jié)約了各風(fēng)電場40%運(yùn)行人員數(shù)量，將部分運(yùn)行工作業(yè)務(wù)突出的人員調(diào)入集控中心，其它人員全部投入到風(fēng)電場設(shè)備檢修工作。”風(fēng)電場的“少人值守”模式得到了良好實(shí)踐。
在風(fēng)場的日常檢修工作中，“無人機(jī)”也起到了十分重要的作用。記者在風(fēng)場觀看了無人機(jī)的巡檢過程，由兩名工作人員在地面遙控操作，無人機(jī)可到達(dá)與風(fēng)機(jī)相同乃至更高的高度，通過搭載的相機(jī)觀察記錄風(fēng)機(jī)狀態(tài)并回傳給檢修工作人員，由無人機(jī)回傳的圖像清晰，方便檢修人員展開工作。
隨著智慧風(fēng)場的逐步建設(shè)，集控中心的運(yùn)作日漸成熟，風(fēng)場的安全管理水平及效率得到提升，將逐步實(shí)現(xiàn)少人、無人的值守模式，降低運(yùn)維成本。
