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新一代智慧风电系统技术应用案例
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{| class="wikitable" align="right" |- |<center><img src=https://p8.itc.cn/q_70/images03/20221102/427dd431489f4c4ca32952f38a0182ac.jpeg width="300"></center> <small>[https://www.sohu.com/a/601906946_120228945 来自 搜狐网 的图片]</small> |} '''新一代智慧风电系统技术应用案例'''iPACOM 新一代智慧风电系统技术应用案例,东方电气风电有限公司牵头多家合作单位,率先自主开发出了一套基于边缘[[计算]]的智能感知及智能管控一体化系统—iPACOM系统。 ==一、背景== 该系统以CPS作为设计理念支撑,通过将风机设计、控制、测试、信号处理、[[物联网]]<ref>[https://it.sohu.com/a/503118275_121107021 物联网应用有哪些?物联网应用的领域],搜狐,2021-11-24</ref>、数据分析、机器学习、方法优化、信息化等技术实现跨专业深度融合,建立集控和数据融合体系,打破系统孤岛,实现全风场数据融合和实时互通,实现各系统功能互补和能力共享,实现对整个流程和多维异构数据的收集、汇总、解析、排序、分析、预测、决策、分发、反馈和执行,形成适用于工业[[大数据]]的风电行业数据最全的基础框架体系。 2020年1月9日,[[国家发改委]]和国家能源局联合发布《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,明确指示风电行业平价上网的时代即将到来。 iPACOM新一代智慧风电系统,结合工业[[互联网]]和创新的智能风电体系架构,可提高风力发电机组产量和效率,降低设计、运营和维护成本,从而实现降本增效,为风电运营商在平价时代创造新的机会。 ==二、应用案例== 2.1项目概述 2018年12月,iPACOM系统首次在西南某风电场正式投入运行。该风场容量共计50MW,装备东方风电25台双馈型山地低风速机组,年平均满发等效小时数为2000小时。 iPACOM通过技术实现创新: 使用故障预测与健康管理(PHM)的方法论,和基于工业[[大数据]]的智能分析方法,实现对风机核心部件的预测性维护,提升风电装备的可用率和发电小时数; 决策闭环架构先进性,工业大数据<ref>[https://www.sohu.com/a/323364184_120089034 何谓工业大数据?一篇文章跟你讲清楚],搜狐,2019-06-27</ref>和边缘计算有机融合,通过风机边缘端进行数据清理和数据规约,以及智能算法前置部署运行,在风场端进行数据集中管理,集中建模,集中调度,中心+边缘的方式实现更快速精准的[[人工智能]]算法控制; 数据预处理前置和处理算法分布式,降低后期大数据处理的工作量,提升准确度和效率; 风机控制、[[数据]]采集、前置智能算法一体化,在技术上更好的实现算法应用。 预测性维护、故障预诊与诊断、风机功率预测、[[电网]]智能调度、风电智能控制、维护排程优化,对提高电网调峰能力、提升风机效率和可靠性、增强电网接纳风电发电的能力、改善电力系统运行安全性与经济性有巨大的意义。 2.2 主要效益 据2019年的风场[[统计]]数据显示,全场发电量增发685万度,较2018年同期提升8.8%,直接收益超过300万。机组可利用率提升0.4%,耗电量降低20%,而故障停机时间更是较2018年降低51%!这些数据在iPACOM系统不断更新升级后,在2020年取得了更大的提高。 ==三、技术要点== 本架构从前端数据采集、处理和控制闭环,到数据安全传输,再到后端协控,数据和[[服务]]挖掘,提供多样的增值服务都体现了系统架构的先进性。 3.1、 算法机端下沉 iPACOM系统风电场本地部署,实现与 “云、管、边、端”的泛在电力物联网体系架构融合。智慧系统产品化,数据属于业主, iPACOM以边缘计算结合雾计算、云计算模式,层层处理分析,为能源互联网提供高[[质量]]、结果导向、架构规范的规约数据,助力于本项目智慧能源建设与投产应用。 3.2、 闭环体系 智能模型参与机组实时控制和风场运营,建立系统“3S”闭环。在风电场本地,实现3S闭环体系:“S1:智能算法-控制闭环”、“S2:智能算法—运营闭环”、“S3:智能算法—服务闭环”,使人工智能真正落地。 3.3、 iPACOM系统全面助力平价上网 独有的[[智能]]提效算法,进一步提升全场发电量。 通过单机智能适应、集群的智能控制,结合关联智能算法最大限度提升能量可利用率,充分挖掘风场出力极限潜能,实现整场发电量提升。iPACOM具备20项智能发电量提升先进[[功能]]。 ===高频和多维度数据融合,实现更精准部件诊断和预测=== 通过智能感知和毫秒级数据融合,实现风电机组大部件[[设备]]精准诊断和预警。 ===全国首家通过一次调频认证系统=== 有机融合网源数据与风场数据,实现风电场有功无功[[功率]]的精准控制。具备对电网频率、电压变化的快速响应能力,提升风电的电网适应性。 ===以事件驱动的预测性运维体系=== 改变传统的基于“事后维修”的维修策略,实现基于预测性维护的“基于状态的维修”。通过对机组运行状态数据监控,结合在线监测平台和在线预警平台,预测机组将有可能发生的故障,推测发生故障的时间再运用智能化运维排程、自动工单、远程自动升级、移动检修方案等实现风机停机时间最短、运维成本最小的运维方案,降低全[[生命]]周期运维成本。 ===先进架构保障风场网络与数据安全=== 系统网络搭建满足现行国家及行业[[标准]](《电力二次系统安全防护规定》)的要求,严格划分功能区域实现风场生产安全I、II区与III区之间的硬件隔离,并采用数据加密手段,外网端口白名单管理手段,提供完整的网络安全保护。系统将主要业务与算法均部署在风场。风场数据及中间结果所有权均属于风场业主。同时对数据进行权限管理、数据加密、数据热备份等[[策略]]保证数据的安全。 ===权威认证=== 鉴衡认证中心认证,国内首个获得权威技术评估认证风电[[智慧]]系统。 助力5G+智慧风电 利用5G网络和边缘计算能力,以智慧风机为核心,东方电气iPACOM智慧风电系统提供风机全[[生命]]周期智能管理核心服务。 ==四、应用前景== 作为全球最大的风电市场,中国2020年风电新增并网容量为71.67 GW,累计达到281GW。援引中国农机工业协会风力机械分会《中国风电后市场发展报告(2019-2020)》数据,预计到2022年底,我国风电累计并网容量将达到2.88亿千瓦,并网5年以上机组将达到1.64亿千瓦,占总并网量的58.3%,风电存量市场催生了巨大的后服务[[市场]],仅是直接可见的运行和维护市场预估将达到100亿元的规模。 iPACOM系统可实现运维管理的精细化、智能化,智能技术的应用也可以不断的成长并应用在更多的装备领域,其中的实时数据采集、通信、处理和决策集成系统还可向其他加工装备、各种应用领域辐射,提升我国制造业的价格优势和[[产品]]竞争力,从而产生巨大的经济和社会效益,让能源更加清洁,让风力发电为社会带来更多的绿色能源,让人类共享发展成果。 ==参考文献== [[Category:500 社會科學類]]
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