风机智能十年进化，你要了解的那些事

2017-12-08 09:47 [风能] 来源于：远景能源作者：远景能源

导读：提到智能，首先想到的是汽车，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。但是，不同品牌的汽车，智能化程度一定是不同的。智能风机是产业成熟的标志，如今市场上的风机都强调智能。但同样是智能风

　　提到智能，首先想到的是汽车，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。但是，不同品牌的汽车，智能化程度一定是不同的。智能风机是产业成熟的标志，如今市场上的风机都强调智能。但同样是智能风机，有什么不一样？

　　在12月1日远景主办的“第三届远景能源技术高峰论坛上”，远景能源智能风机解决方案负责人张轩向到场的客户分享了远景在智能风机一代代演进的技术突破层面所做的积累。他提到，远景是首个提出智能风机概念的公司，自此之后，远景能源全球研发团队不断赋予智能风机新内涵，风机的发电量和可靠性得到了持续的快速提升。

　　回顾最初的智能风机，张轩说，远景摒弃用风速仪对风机进行控制的技术路线，用叶轮作为传感器，并结合了卡尔曼滤波技术，避免了后方风速仪受到叶轮旋转产生的尾流干扰。为了实现更高效的控制，远景采用动态模式控制取代了传统的查表法，控制的精度和平稳度得到了质的提升。

　　“然而我们很快意识到，单台风机的最优控制可能并不代表全场最优控制，因此又提出了场群控制的方法，通过风机之间的信息共享和协同作用实现全场发电量的最大化。”张轩说。

　　他进一步解释，智能风机不应仅考虑对风机当前状态的控制，因此远景为智能风机引入了时间的概念。偏航自适应控制使得风机得以学习历史风况，从而预测风的模式，优化偏航，对风更加准确及时，提升发电量；变桨自学习使风机自主学习20年间叶片参数的变化，实时更新控制参数，使机组运行的20年都能够持续保持高发电量。

　　“这些都是智能风机在发电量提升方面的智能化，可以看到，从单机控制水平的提升，到场群控制；从仅关注风机，到关注风；从仅考虑空间维度，到考虑时间维度，每一个改进都是对风机发电量的一个有效提升。与此同时，远景也在不断探索风机在可靠性提升方面的智能化技术。”张轩补充道。

　　还要提及的是，远景智能风机新增了叶片噪声传感器，能够有效监测叶片的气动异常，对叶片早期的失效起到很好的监测作用，基于视觉方案的叶片内部监测系统能够实时感知叶片形变、净空，且能够全天候工作、不受雨雪雾等天气的影响，除此之外，远景还新增了观测基础沉降先进传感系统，更加智能化保证了风机全生命周期的安全运行。

　　进一步地，远景采用传感器群监测方式，通过对大部件的精确建模，采用有限的传感器的状态组合，从空间和时间尺度精确地诊断和预测各部件故障。进一步提升风机可靠性，并降低风机运维成本。

　　“伴随着更低风速资源的开发，远景将智能控制技术从机身延伸到了高塔筒，通过自适应风轮不平衡载荷控制、主动阻尼注入算法实现了全钢柔性高塔筒机组的平稳运行，且不会造成发电量损失。同时将动态快速穿越共振区作为保护算法，为风机安全保驾护航。”张轩说。

　　远景的研发专家们意识到智能风机不应仅仅是被动地感知风，只有提前预知未来的风况，风机才能够实现前馈控制，提前制订偏航、变桨策略，在风来临之前以最佳的姿态迎接风，这样才能实现风能的最大捕获并在极限风条件下采取有效的保护策略，从而有效提升发电量，并降低风机载荷。远景自主研发的激光雷达完全为风机量身定制，50个以上的有效测点实时获取风速、风向、湍流、剪切等来流信息，轮毂中心的布置方案彻底摆脱了叶轮转动对附近空气流动造成的干扰，并且能够主动校准，机舱与风向夹角始终保证准确，避免了人工校准造成的误差。

　　远景风机智能化内涵的不断延伸得益于数字化设计平台和双馈基因，在各类场景都展现了强大的适应性，除了针对复杂地形的增强设计，对于分散式风场，远景充分发挥双馈机组的基因优势研发了双馈中压风机，10~12KV电压可直接接入配电网，节省升压变压器（箱变）约25万，定子电缆损耗降低，传动链效率提升约0.5%，随着塔筒的不断增高，效率提升会愈加明显。

　　从单机智能控制对发电量的提升到场群控制，再到引入时间维度，在此过程中从考虑风机设备自身，延伸到了对风的提前测量感知，远景智能风机实现了发电量的极致提升。与此同时，远景通过智能化不断提升风机的可靠性，包括新增传感器和传感器集群分析，通过模式识别分析实现大部件失效预测。伴随着更低风速资源的开发，远景将智能控制技术从机身延伸到了高塔筒，在风能最大捕获的同时又保证了机组平稳运行。

　　值得一提的是，激光雷达技术可以被认为是智能风机发展的一个新的里程碑，专为风机控制所定制的激光雷达系统使得更多先进的控制软件得以应用，为提升发电效率和成本降低提供了前所未有的技术手段。可以看到，远景风机的智能化都建立在数字设计平台和双馈良好的基因之上，中压风机的诞生同样得益于此。这些不断深化的内涵都使得远景在中国的风电市场环境下不断推进风电度电成本的下降。

（编辑：韩语）

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