澳门威斯尼人平台登录那股风电行当的大额发展史,风电成大势

大数据对于风电的意义已经到了何种地步呢?这篇文章图文并茂的为我们讲解了风电大数据的那些事儿~

日前,科技巨头谷歌公司的产品研究部门GoogleX负责人对外表示,他们研发的“发电风筝”有望在4月正式飞天。  据了解,谷歌在2013年时收购了风力发电创业公司Makani,宣布将涉足风电,制造“发电风筝”。据GoogleX实验室负责人Astro Teller介绍,他们研发的名为“Makani”的风力涡轮机看起来就像一架风筝飞在空中,通过高强超轻碳纤维绳索系在地面塔台上。每架风筝约25.6米长,配有8个螺旋桨,发电容量为600kW。当风筝飞上空中后,会以在空中绕大圆圈的形式来推动风力涡轮发电,风筝最高可上升至约426米的高度。  据悉,风筝风电机主要靠带动风力涡轮机叶片来产生电力,地面的固定台利用类似于直升机螺旋桨的水平推动器放飞风筝风电机。当风筝飞到有稳定风速的海拔高度,就开始进行大直径的盘旋。空气流动通过风力涡轮机叶片使之旋转并产生电力,然后通过绳索传送到地面的固定台及相连的电网。  通常来讲,地表高度越高,气流稳定的风速也越大,发电效果也会更好。但在现实中,固定式风机很难在高海拔地区进行建设。Astro Teller表示,谷歌选择用“发电风筝”的方式也正是这个原因,而迎风发电的Makani也可以做到随着风向选择最合适的角度来捕捉风能。此外,这种“发电风筝”的制作成本也大幅降低,所需材料仅为传统风机的10%。若依照美国环境条件判断,每个发电风筝所产生的能量比传统风机还多50%。  我们可以想象一下,当现代的风电机有了互联网巨头的参与,也意味着未来风电将可以做到飞天遁地,玩转大数据,穿越互联网,利用一切手段尽可能地节能,同时也将更加智能化,“互联网+风电”将成为风电未来的发展趋势。  风电智能化趋势明显  今年,无论是国家层面密集发布促进风电、光伏等清洁能源发电的政策,还是国家能源局《关于做好2015年风电并网和消纳有关工作的通知》,无不释放出风电行业进入稳定增长期的积极信号,再加上风电上网电价下调的因素,国内掀起了新一轮的风电“抢装潮”。在抢装行情带来风电设备需求放量的同时,对于风电机组性能和技术水平也提出了更高要求。尤其是今年政府工作报告提出“互联网+”后,风电智能化也正被业内津津乐道。  参考一些欧洲国家的做法,他们的风机厂商每竖起一台风机,就好像建立了一个小型的数据中心。厂商通过收集风电机组的发电指标、关键零部件的实时运行参数、此前十年的气象资料等数据,在这些数据基础上综合作出判断和预测,分析并提升投资者的资产回报率,并及时反馈到研发和运维领域,为下一代产品的改进和升级提供参考。除了风机设备本身产生的数据,有实力的风机厂商还会统计自然环境产生的更大数据库,即包含风和地形在内的环境数据,绘制出一张风资源分布地图。  在设备方面,风电机组的控制类型多种多样,目前,变桨健康诊断、振动监测、叶片健康监测、智能润滑、智能偏航、智能变桨、智能解缆、智能测试都将是风机智能发展的方向。  此外,智能化风电还有利于设备的后期维护。由于风机通常都“体型巨大”,在日常维护中需要高空作业,尤其是在风力驱动风机叶片时候,会给工作人员造成很大麻烦。随着无人机、大数据、移动智能设备等最新的技术成果在风电设备上得以应用,会让人类对于风电的控制变得更加得心应手。  而随着风电智能化的发展,风机厂商的收益也有望进一步提高。当风机采用智能一体化的解决方案后,将大幅提高风机的可靠性和可用率、增加电量产出,降低成本。换句话说,将互联网、大数据的思维应用于风电设备制造和风电场运维,必将成为未来发展的趋势。

2018年风电产业发展进入快车道,海上风电和分散式风电的加速发展更是推动了风电智能化时代开启。

数字化风电、智慧风电场是现在风电行业的热门关键词。随着时代日新月异,智慧能源已经成为能源发展的趋势。大数据已经逐渐被用于风场从测风到运维的众多环节。大数据对于风电的意义已经到了何种地步呢?这篇文章图文并茂的为我们讲解了风电大数据的那些事儿~

近年来,我国风电产业取得了瞩目的成就,在各发电装机容量所占比重稳步提升。目前中国风电新增装机容量和累计装机容量都均已稳居世界第一,2017年,累计风电装机容量在全球份额中约占35%。

什么是

据相关数据显示,在发电量方面,风力发电量从2007年的56亿千瓦时发展到2017年3057亿千瓦时,年均增长率达到49.18%。

风电大数据

2018年风电产业发展进入快车道,摆脱了之前低迷的状态。海上风电快速发展,分散式风电或将成为下一个希望的田野。无论是海上风电还是分散式风电的发展都对风机以及后市场运维提出了更加严格的要求,为解决种种难题,智能化成为风电发展的新趋势。

风机在运行中产生的数据种类多样,数量巨大,有测风数据、电量指标,以及箱变系统、变桨系统、偏航系统和齿轮箱各个设备部件的运行状态和故障信息等等。由于风电机组中的环境、工况、状态参数具有一定的复杂、多变的特性,且各参数之间相互关联,我们可以利用大数据手段,从海量的数据中挖掘出影响风机正常运行的关键因素,提升风机发电量,并对频繁发生故障的部件进行预警,降低运维成本。

当风机变得智能

以提高发电量一项来说。提高发电量是复杂的系统工程,因为它会受到影响的因素非常多。比如主控参数优化,参数设置、偏航优化和变桨优化,需要整体考虑才能得到理想的结果,得到更高的产能和利润。这就需要对风机产生的数据进行整体性、联动性分析,而这就是大数据技术的用武之地了。

风电机组智能化已经成为行业发展的方向,为应对未来行业需求,应对分散式及海上风电发展趋势,多家公司都已陆续开展低风速区域陆上和海上大兆瓦智能机组的技术研究,以信息化创新设计研发体系,致力提升风机的智能化水平,提高风机信息技术含量。

以最具代表性的风机数据为例:

远景能源副总裁王晓宇说:未来的风机一定要加上眼睛、耳朵,有大脑会思考。远景作为全球首个提出智能风机概念的公司,一直以来致力于智能风机的研发升级,不断赋予智能风机新的内涵。

注:不同机型数据存在差异,此处仅供举例示范。

通过对光学组件到DSB电路的研发,远景能源研发出一款可以自家量产的雷达,结合其轮毂,通过一个激光头就可以借助风轮的旋转扫描100多个风轮平面上的点,通过这样的方式可以取得了整个风轮平面100多个点的采样信息,获得立体空间风速的采样。

可能大家对数据容量没有什么概念,下面我们生动形象地来说明一下。

叶片是风机重要的组成部分,在风机向着智能化转变的时候,叶片自然不甘落后。据王晓宇介绍,智能叶片可以在任何时间点、任何方位角知道叶片的形变,然后根据形变知道风轮扫过塔筒时候的整个距离。智能叶片的根部还有传感设备震动设备位移设备,不仅可以还原叶根的受力,还可以依据图像处理技术进行还原,在叶片上涂装一些特殊涂料,在真实现场可以通过计算机模拟,随时可以检测整个叶片的动态性状。这样既可以对叶片的健康状况做到实时监测,又可以避免有问题的叶片继续运行带来的更大损伤。

由此可见,一台风机产生的数据量虽然不多,但随着日积月累不断增加,再算上风机数量带来的容量翻倍,就成了一套十分庞大的数据库。

风机智能技术在塔筒中也有所体现,通过高精度惯导技术可以精确还原塔筒位移,通过动态静态位移可以知道塔筒基础的沉降、随时的变形量,也可以据此了解塔筒的受力情况,在塔筒出现问题前就做出相应的补救措施。

注:不同机型数据存在差异,此处仅供举例示范。

如今海上风电发展步伐加快,而在海上风电建设中,风机的机位排布将会对项目的全生命周期产生重要影响,传统的海上风电机位排布是基于经验公式进行手动排布,这一方法存在致命的缺点:无法精准描述尾流场分布以及全生命周期风向变化。然而这两个因素是影响发电量的关键,可能会造成重大损失。

针对风机回传的时间序列数据而言,每台风机每秒回传500个数据点,1千台风机向数据中心回传的数据率为65万点/秒。针对风电企业回传数据的特点,如果把这些数据加载到关系数据库,根据这一数据库的产生速率,无论是批量导入还是实时插入,远超过商用的通用数据库的加载速率。因此,需要定制数据存储和查询平台,支持每秒百万千万级数据点的导入。

为促进海上风电健康发展,明阳智能创新研发了海上机位智能优化模块,以全生命周期机位优化策略为指导,基于多重变量嵌套迭代遍历寻优方式、先进的尾流计算模型,实现对上万种机位排布方案快速寻优,破解造成发电量损失的难题,一举打破传统机位排布带来的弊端。

首先,风电企业的主要动态数据为风机产生的时间序列数据。其次,由于风机型号和出场时间的差异,风电企业回传的机器大数据格式多样。基于风电大数据的这些特点,加之对风电数据的实时分析、查询和存储区需要大量计算资源,为了弥补物理设备的不足,通常会采用云平台架构。

有人预言分散式风电会是风电行业的下一片蓝海,但发展至今,分散式风电所带来的低风速问题仍旧是一大困扰。据了解,目前已经有智能中型风机与大型风机采用一致标准。不仅配备了远程监控系统,还采用永磁同步发电机配合内部先进技术,大大提高了智能中型风机的安全性。

在大数据带来的产业升级面前,企业应该敏感的洞察技术革新的动向,积极提升自身的技术能力,跟上全行业的发展步调。一般来说有下面两种方法:

无人风场未来可期

风电行业的企业进军大数据领域,需要解决的有两个问题。一是大数据人才的培养和团队的搭建,这是一个从无到有的过程,需要有小马过河的探索精神。二是需要好好思考,自身的业务如何与大数据技术真正紧密的结合起来,从而正确的运用大数据技术改善公司管理、拓展公司业务、改善服务水平和提升竞争实力,而不仅仅是把它当成一个营销概念,这是当前一些行业企业多多少少存在的问题。当然我们也相信,真金不怕火炼,用心付出的汗水和努力,最终都会成为能够肩负重任的硬功夫。

风电场大多地处偏远,风机分散,在日常运营维护中效率低且安全性不高,因此实现智能化可以有效提高风场工作效率。记者发现当前智慧风场的建设都离不开集控中心,通过对风场进行集中管理,从而减少了运维人员的数目及工作量。

大数据行业自身经过了多年的发展,有一些有实力的小公司和团队。一些资金实力雄厚的企业,为了能降低学习成本,掌握核心技术,快速提升市场竞争力,会选择收购来补强自身的大数据能力。事实上,从全球市场来看,这样的收购行为正在不断增加。

智慧风场可以综合运用互联网+、大数据以及云平台等技术,以集控数据平台为基础,全面开展大数据分析工作,进而查找风机缺陷,开展风机故障提前管控,实施主动运维。

随着整个工业大环境技术升级浪潮的到来,可再生能源产业迫切需要更先进的分析手段来进行管理,从业者正在寻求人工智能和大数据的帮助,以改善对能源供给的预测与生产效率的提升。目前海外能源产业巨头们正在快速搭建自有大数据能力,同时不断地购入大数据行业的相关公司,以求快速获取关键技术。

在智慧风场建设中,各家企业侧重点有所不同。有的企业更注重故障预警。防范于未然,首先需要采集并建立庞大的数据库,并具备一定的建模分析能力,然后对数据进行智能化分析,可以对当前的风机状态作出故障预警判断,从而减少风场损失。有的企业则更加注重人员的精简,意图打造无人风场,借助人工智能,运用机器人巡检,极大地提高了工作效率。

2017年7月,一家名为 Willdan Group 的能源行业咨询公司花了 3000 万美元买下了 Integral Analytics 这家数据分析与软件公司。智能电表制造商 Itron 在 5 月以 1 亿美元收购了需求响应供应商 Comverge。这次收购使得 Itron 为现有的软件包增加了分析能力。法国能源巨头 EDF 在去年进行了一笔相似的交易。为了得到其子公司 Dalkia 的分析平台,EDF 购入了服务公司 Groom Energy Solutuins。

有业内人士曾在谈到风电信息化、智慧化建设时说:

大部分大型能源公司,包括艾克森美孚、壳牌、英国石油和雪佛龙这样的石油业巨头公司都在寻找通过大数据、人工智能或机器学习提升运营的机会。除了出于对更加灵活高效的运营需求外,同时也使出于对竞争的忧虑。可以预见,未来这一趋势还会增加。

在区域公司、省会城市建立一些省级监控中心,通过远程监控、数据分析等功能实现对远端风电场统一管理、统一运行维护,达到省公司、区域公司提升管理水平,合理优化资源调度问题,提高设备运行效率,包括联合储备等功能,降低远程的运维成本,实现风电场的少人、无人值守。

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩在2017北京国际风能大会 大会开幕致辞中表示,信息化、数字化、互联网将决定风电的下一个十年。

大唐赤峰分公司作为行业内首家建成拥有调度权的集控中心的公司,已经率先实现了风电场无人值班、少人值守、集中监控模式。

在展会几乎所有主流厂商的站台上,你都能看到大数据的踪影。行业巨头们都推出了自有的大数据软件及配套服务 ,一些技术服务供应商也推出了大数据软件服务的Demo。从我们参展了解到的情况来看,这些技术和软件还处在发展阶段,一些标准还不统一,数据不公开等问题,功能也有待完善,一些产品暂时还处在概念大于实用的阶段。当然我们需要理性的认识到,这并不是风电行业独有的现象,目前整个工业大数据领域都还是一个起步阶段。

在集控中心当值的值班长曾向记者介绍:集控中心节约了各风电场40%运行人员数量,将部分运行工作业务突出的人员调入集控中心,其它人员全部投入到风电场设备检修工作。风电场的少人值守模式得到了良好实践。

根据《中国制造2025》、《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》、《大数据产业发展规划》这些指导文件的分析,中国的的工业大数据产业将在未来几年迎来高速成长,今天风电企业们的所有努力,人才积累和技术积累,都将在短短的数年内迸发出巨大的能量。中国的能源产业,尤其是我们所专注的风电领域,将在大数据技术的推动下,进入发展升级的快车道。

在风场的日常检修工作中,无人机也起到了十分重要的作用。记者在风场观看了无人机的巡检过程,由两名工作人员在地面遥控操作,无人机可到达与风机相同乃至更高的高度,通过搭载的相机观察记录风机状态并回传给检修工作人员,由无人机回传的图像清晰,方便检修人员展开工作。

虽然大数据技术必然成为未来的行业热点,但客观的说,却并不是每一个人都需要精通。正所谓术业有专攻,作为一名非大数据岗位的风电人,我们需要的,是对大数据技术的概念认知。学习基本知识、熟悉基本原理,洞察风电大数据行业的发展趋势,跟上整个产业生态的变化脚步。

随着智慧风场的逐步建设,集控中心的运作日渐成熟,风场的安全管理水平及效率得到提升,将逐步实现少人、无人的值守模式,降低运维成本。

如果您本身就是一名技术人员,具备一定基础,有兴趣钻研大数据这门技术,我们推荐你可以到CPDA学习一些数据分析的课程,相信一定会有所收获。

结 语

一言以蔽之,大数据产业的爆发,有两个因素:

一是随着人类文明的发展,社会经济和工业生产活动产生的数据越来越多,也越来越有挖掘价值;

二是当代的科学技术不断发展,已经具备了对复杂数据进行分析的能力。当这个两个因素共同作用时,大数据时代也就自然而然的到来了,随之也应运而生了工业互联网+、工业4.0、能源大数据和风电大数据等概念。

责任编辑:周星如

本文由澳门威斯尼人平台登录发布于澳门威斯尼人平台登录,转载请注明出处:澳门威斯尼人平台登录那股风电行当的大额发展史,风电成大势

相关阅读