风电场智慧运营：巴彦淖尔实践
2017-09-05 09:03 [风能] 来源于：金风智慧能源服务微平台 作者：金风智慧能源服务微平
导读：是谁集中控制了2个风电场与4个光伏电站？为何从现场撤走了大量人员？怎样在成本降低的同时获得发电量的提升？到国华巴彦淖尔分公司，看看智慧运营的2.0时代。 多重挑战 如果你在网上搜索巴彦淖尔，可以得知这就是那个被誉为塞上江南的地方。
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是谁集中控制了2个风电场与4个光伏电站？为何从现场撤走了大量人员？怎样在成本降低的同时获得发电量的提升？到国华巴彦淖尔分公司，看看智慧运营的2.0时代。
多重挑战
如果你在网上搜索“巴彦淖尔”，可以得知这就是那个被誉为“塞上江南”的地方。同时，在它的文字描述中，更多被提及的还有风能与日照资源。
巴彦淖尔是国内风能资源最富集的地区之一，技术可开发量超过6000万千瓦，占内蒙古自治区的40%。全市辐照量在6278.25兆焦耳/平方米至6603.04兆焦耳/平方米之间，日照充分，太阳辐射强，仅次于青藏高原。
正因如此，国华能源投资有限公司巴彦淖尔分公司（以下简称国华巴彦淖尔分公司）在此已经投入运行了2个风电场和4个光伏电站，总计装机容量60万千瓦。同时，一个总容量为40万千瓦的风电场也正在建设当中，预计在2017年年底前并网发电。
国华巴彦淖尔分公司的工作管辖范围包括呼和浩特、包头、巴彦淖尔、乌海、鄂尔多斯等地区。由于地域广阔，该公司所在地巴彦淖尔市距离任何一个项目，都有约200公里的距离。随着并网运行的项目越来越多，规模越来越大，以往传统、单一、分散的场站运营模式，给企业的精益化管理及进一步发展带来了一系列挑战。
首先是成本控制。
“随着发电交易量越来越大，以及交易电价的不断降低，发电成本的控制就显得极为重要。”国华巴彦淖尔分公司的一位运营人员谈到。
在风电场分散运维的模式下，人员技术能力、运维质量参差不齐，这导致了运维成本的居高不下。
其次是运营效率。
一方面，分散在各场站的信息系统较为独立，使场站与上级公司、场站相互之间的信息流、业务流不够畅通；另一方面，虽然各风电场与光伏电站在运行期间能够积累大量的数据，但数据的管理、分析和价值挖掘能力非常有限，有较为明显的提高空间。
“如果未来要实行实时交易，今天就得报明天的发电量，怎么才能知道自己报多少合适？”上述运营人员说：“之前的发电成本一个月统计一次，以这样的核算速度根本就来不及。”
怎样通过数据更合理地评价风电场与机组绩效，快速准确地解析电量损失构成并对症下药，对提升风电场全周期运营水平很有价值。
除以上两个方面外，更重要的挑战是传统运营模式下的人员与设备安全问题。
难以预知的事故，带来巨大的潜在经济损失和人身安全隐患。“因此对于人员的管理必须不断加强，尤其是对于外委施工队伍，每次进场前要进行培训，考试合格后方可入场开展工作，工作中还要对施工队伍进行安全质量监督。对于现场设备的管理，风电机组每年需要定检2次，叶片每年也需要请专家定检。”上述运营人员谈到。
然而即便如此，现场人员每爬一次机组、开一次车，都在概率上增加了安全隐患。如果能够通过数据提前获知故障的发生，就能做好机组的集中预防性维护，提高运维效率，甚至减少定检次数，为人员与设备安全提供更强有力的保障。
深入合作
国华巴彦淖尔分公司所面临的一些挑战，在国华公司乃至整个风电行业都具有普遍性。为此，不少风电开发商都在积极探索新的经营管理模式，向集团化集中管理、标准化风电场运营方向转变。
目前，风电开发商的主要探索包括以下五个方面：
其一是建设集控中心，构建生产运营指挥中心，集中监控管理，统一调度指挥。
其二是建设强大的技术支持体系：主动预警、故障诊断、大部件监测及远程专家支持。
其三是打造智能的能量管理平台。
其四是建立集中的能量预测平台。
其五是实现灵活的大数据、云计算应用。
“通过客户在上述运营模式的新探索可以看出，风电运营必然向集中管理、资源共享、智能分析的方向发展，形成一体化的智能运营管控平台。”金风科技一位产品工程师认为：“区别于传统运营方式的智慧运营2.0时代已经到来。”
2016年，国华能源投资有限公司为实现对其下属场站的“集中监控、无人值班、少人值守、区域检修”能力，减少运维成本，提升场站综合管理水平，进行了大量的调研。并于当年8月2日，召开了集控专项研讨会，确定由金风科技对国华巴彦淖尔分公司的2个风电场和4个光伏电站进行智慧运营系统SOAM?（Smart Operation Administration & Maintenance）的建设与部署。
据悉，智慧运营系统SOAM?是金风科技智慧运营2.0整体解决方案中的一部分。而智慧运营2.0整体解决方案，正是为应对在风电运营中的挑战而生，通过一体化的IT系统和高效运营体系的配合，持续改善人员行为、设备运行性能，提高运营效率，降低运营成本。
金风科技智慧运营2.0整体解决方案由两部分构成：其一是高效前台——即标准化、高质量、高效率的共享运维服务团队和智能调度的物资保障。其二是智慧大脑，也就是智慧运营系统SOAM?。
针对运营管理的需求，金风科技智慧运营2.0整体解决方案要达到4个目标：
其一是通过场群集中监控所带来的区域服务共享，实现场站无人值班、少人值守的运营模式。经测算，以上功能实现后可降低运营费用20元/千瓦～30元/千瓦。
其二是以智能故障诊断、大数据预警为核心的预防性维护，确保机组的健康高效运转，这能够提升机组平均无故障运行时间20%～30%。
其三是洞察损失电量的因素，精准提升发电量可利用率（PBA），实现端对端的场群绩效管理，从而提升2%～5%的发电量。
其四是基于场群的集中功率预测和功率控制，构建虚拟电场，运筹智慧能源交易，提升售电量。
如今，作为国华系统分公司级别的第一个集控中心，金风科技已为国华巴彦淖尔分公司完成基于智慧运营系统SOAM?的集控中心设计与基础功能的部署，并将逐步完善功率控制、集中风光功率预测、大数据预警、故障诊断及风电业务智能等高级应用。这些实用性更强的高级应用功能作为智慧运营系统SOAM?的有机组成部分，通过打通数据层，形成完整业务闭环，实现其核心价值的有效落地。
初步成果
“国华巴彦淖尔分公司这套系统已经试运行近2个月，实现了一系列基础功能的验证。”金风科技的一位产品工程师提到。
例如，随着智慧运营系统SOAM?的投入使用，国华巴彦淖尔分公司调整了生产管理架构，成立了集控中心。2个风电场与4个光伏电站的部分运行人员，已经抽调至该中心。
“如果集控中心正式上线运行，现场的运行值班人员能全部撤离。”国华巴彦淖尔分公司的一位运营人员说：“并且集控中心这边的运行倒班环境要优于现场。”
据了解，目前国华巴彦淖尔分公司的一个全部自维护的10万千瓦风电场，现场值守人员大概有16人，在集控中心成立后或将减至12人，而这12人也将不再需要值班监盘。
同时，随着智慧运营系统SOAM?的上线，国华巴彦淖尔分公司数据统计工作的效率也实现了大幅提升。此前，由于国华巴彦淖尔分公司是各场站分别上报数据报表，对每个场站的报表进行汇总整理的人员需要2人，每个场站平均耗时约2小时，因此5个场站的报表整理工作就需要接近1天时间。如今系统上线后，可以根据报表用途自定义报表模板，自动生成并实时输出。
“这使我们的运营人员，能够随时了解6个场站在前一天乃至当天的所有运行数据，包括风速、发电量、故障等。”国华巴彦淖尔分公司的一位运营人员说。
这些功能的价值不仅体现在速度，还体现在精度、标准程度与成本上。
通过人为计算的报表较容易出现错误，采用计算机自动生成的报表更加准确。同时，由于此前上报的报表数据来源不同，对一些数据的统计标准存在差异。在这个系统上线后，各方面管理数据的标准得以统一。同时，此前每个场站都有一套向总部传输数据的设备，在集控系统上线后，这些数据可直接集中在国华巴彦淖尔分公司的智慧运营系统SOAM?上呈现，并统一上报总部。
在风场功率控制方面，集控中心通过智慧运营系统SOAM?中的功率控制系统进行负荷调整，有效减少了人工，实现了功率调节的自动化。也就是说，当功率控制系统被设定为自动模式，收到电网指令后无需人工操作，系统自己便能够完成负荷控制。当集中监控系统与功率控制系统相结合，就使智慧运营系统SOAM?既有了“眼睛”又有了“手”，既可把握各场站运行的“全局”，又可随时根据调度要求对负荷进行自动调整。
智慧运营系统SOAM?上线后，已经对国华巴彦淖尔分公司做好现场的安全工作起到了积极作用。此前，国华巴彦淖尔分公司采用了一套自有的生产信息系统，当一台机组进行维修时，相关人员会将该机组在这套系统中的状态进行标示。而现在，该公司对现场作业实现了双许可，集控中心对机组实现挂牌功能，可以自定义挂牌原因，闭锁启停机，从而保证现场工作人员的安全。
除上述功能外，目前国华巴彦淖尔分公司的智慧运营系统SOAM?已经初步实现了大数据预警、故障诊断、集中风光功率预测等功能，并根据场站实际情况，不断进行修正与迭代。
“以大数据预警为例，我记得有一次一个叶片开裂预警连续推送了3次，等我们到现场登机检查后的确发现叶片出现了轻微开裂。”上述运营人员说。
据悉，目前国华巴彦淖尔分公司正在与金风科技配合，进行大数据预警结果的反复验证和优化，不断提高大数据预警的准确性。根据金风其他项目的验证，大数据预警的准确性在与现场实际情况进行对比修正后可达80%。
“领导常说，安全生产工作永远在路上。”面对已经取得的成果，在被问及智慧运营系统SOAM?的建设目标时，上述运营人员诚恳地说：“集控中心的运营与优化工作也将不断地持续下去，永远在路上。”
（编辑：东北亚） |
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