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上海电气康鹏举:深化数字化转型、加速技术创新 迎接时代挑战

北极星风力发电网  来源:能见App    2020/10/16 10:08:05  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2020年10月14日-16日,2020北京国际风能大会暨展览会(CWP 2020)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,本届大会以“引领绿色复苏,构筑更好未来”为主题,聚焦中国能源革命的未来。

在15日上午召开CTO分论坛上,上海电气风电集团股份有限公司首席数字官兼技术总经理康鹏举发表《深化数字化转型,加速技术创新,迎接时代挑战》的演讲,以下为发言实录:

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康鹏举:各位同仁早上好,今天非常荣幸有这个机会和大家分享上海电气在数字化转型以及技术创新方面的一些进展。众所周知,现在整个行业面临着重大的机遇,新能源占比全球目前已经达到15%甚至20%左右,2030年-2050年希望全球新能源占比达到25%左右,也就是四分之一。而国家的目标更加前瞻,在2050年占比达到50%左右,按照按这个规律来讲,全球的风电行业以及太阳能行业会变为能源行业的主力军,未来风电行业毫无疑问是整个新能源的主力产业,2050年甚至要比2030年翻倍,再加上昨天风能大会的宣言,在习主席指示下,整个行业充满着机遇。

首先补贴退坡,逼迫我们在座的新能源的企业们必须加速成长,和传统能源去竞争,没有补贴时代的竞争。再一个未来市场在转型,新能源、大基地如何大规模消纳的问题,以及分布式发电能源对风机技术带来的一些技术的需求、差异化带来的挑战,我们都需要解决。

中国深海资源非常丰富,如何开发深海资源,今天的技术还不够成熟,从机组以及场控一体化开发都有待技术上的提升,这都是行业面临的挑战,当然最大的挑战就是成本,如何在据补贴、平价以及后平价时代,以最低的成本能够和传统能源去竞争,这是整个行业必须要去解决的问题。

解决这个问题有很多途径,首先作为风电,做高端装备行业,处在数字化时代,我们这个行业也必须要进行数字化转型,从传统过渡到数字化管理,最终转型到数字化的新能源行业,这是整个转型的路线图,首先将行业过渡为一个数字化风电行业,数字化风电行业体现的特征产品数字化,而产品数字化最重要的表现就是数字化风场。实现产品的数字化,面临最大的挑战就是成本,解决成本问题就是产品平台化,产品平台化就是要供应化,从底层做起,从最基础的技术原因素到组件、到系统,到平台,整个行业可以共用产业链,共用标准化的组件,做到行业整体系统来降本,每个厂家都在智能化、模块化做深入的创新,每个厂家都有他的特点,上海电气也是深深感知风机是一种高端装备,它是物理知识和数字化知识深度融合,如何创造出下一代平台化风机,是整个行业需要努力的方向。

刚才讲了数字化风场由数字化风机组成,什么是数字化风机?实际上是一台软件定义的风机,这意味着风机的功能逐渐走向了由软件进行定义,未来风机就是数字化的智联风机,它可以通过极致用户体验,将数字化时代的互联网技术、移动互联网技术、软件技术以及人工智能分布式集散等等各种功能集成起来,开发下一代具有双系统、双思维的智能风机,我下面会详细介绍一下。

首先数字化智能风机最主要的特点就是风机能够上云,让机器直接上云,传统的风机都是由实时控制来决定的,风机控制转速、转矩,新一代数字化智能化风机是由实时控制系统以及边缘操作系统构成双系统控制器,既完成实时感知、实时控制任务,同时还有巨大的数据分析,嫁接数字孪生能力,真正做到实时控制、实时优化、实时数据管理,而且无缝和远程云平台进行连接,实现数据的闭环,将数据转换为价值,将知识软件化。

数字化智能风机最重要控制核心就是基于数字孪生载荷控制,载荷就决定着我们产品的成本,如何降载是每一个风机厂家竞争的核心的武器,降载技术的核心点,意味着我们要感知载荷,通过数字孪生以及大数据技术,部署在风机上,通过数字孪生实时控制,转角、偏航能够游侠增加发电量,同时降低整机负载,降低成本,满足性能可靠性等要求。

同时我们处在数字化互联网时代,要积极的拥护工业互联网,工业互联网指的是机器、厂端、云端无缝连接,一个典型的风场每年要产生4T样本的数据,如果将所有数据传回远程的云平台,一个风场数据都让整个云平台很难在信,如果将风场以及整个电网、整个系统的数据全部上传,我们没处理大量的数据,这会形成所谓的数据海啸,会被数据淹没,怎么解决这个问题,一定要采取分布式处理的方式,分布式意味着在厂端、边缘端、云端部署相应基于数字孪生APP,有效数据在风机端处理掉了,有效数据再送到厂端,厂端处理完以后再将最后有价值的数据传输到云端,在云端通过数字孪生的APP,如何制造运维以及精英数据,真正将多元数据融合,挖掘数字价值,最终提升整个行业的效率。

讲完数字化转型以后,上海电气也是在数字化转型方面,从组织的架构以及产品的数字化以及业务的数字化做了一定的探讨,一方面要继续做创新,未来机组越来越大,容量越来越大,面临最大的问题就是叶片,尤其在我国如何将新型的碳纤维材料,高性能的叶片材料国产化,这是一个非常重要的途径,必须要突破,还有随着叶片的增长,分段式叶片必须要提上日程,这是非常难以解决的机组最大化带来的挑战,还有工艺的提升、制造能力的提升、智能制造技术的运用,降低整个制造成本以及产业链的成本也是我们需要解决的问题。

风电不光闭门造车,它是一个高端装备行业,同时也是一个系统集成商,还要在系统层面创新,在系统的系统大系统层面创新,所以行业要拥抱能源互联网,能源互联网最核心的两个技术一虚拟电厂,虚拟电厂就是应对未来风光水火储一体化的国家产业政策的需求,虚拟电厂将风光水火储一体组成一个虚拟电厂,电力系统、电网调度虚拟电厂就像传统电厂调度一样,解决新能源在消纳过程中间歇式的一些不足之处,能够解决未来大基地能源的消纳问题,所以虚拟电厂技术有待提高。

另外一个技术元素就是能源路由器,就是解决源网荷储一体化国家产业政策需求,能源路由器就像信息路由器一样,它可以将交流、直流各种形式能源做到信息的融合、点对点能源交易,真正实现能源互联网,能源互联网的两大支柱技术虚拟电场技术,第二能源路由器技术,这是我们风电行业融入到大的能源互联网革命建设的技术,这样才能在新能源行业中充当主力军。

最后商业模式还要创新,走出风电,走出风机行业,第一个融合就是风+X,我今天主要举电池和风电融合,利用什么样的储能方案有待于运用场景,在整个风场在交流端升压站进行大容量的储能匹配,这是一种方式,可以在风机端进行储能,一种直流母线直接接入,这样可以节省电池的变流器,可以节约成本,但是这需要储能和风机的控制要强耦合,会带来一些开发的成本,同时我们也可以在风机的交流端更加灵活,尽管增加一点成本,但是增加灵活性,究竟用什么样的模式进行储能和风电融合,也是需要业界创新,上海电气在几种模式下在探索,根据不同的应用场景找到一种合适的方式,为客户定制化储能的匹配。

此外,风要想远距离输送,大规模消化,和HVDC直流输电集成,是绕不过去的技术挑战,必须要克服,直流输电目前有两种技术,一种HVDC LCC,一种HVDZC VSC,LCC我们国家的技术在世界领先,电压等级、传输能量已经达到世界领先,VSC国家整体水平和国外水平相当,并驾齐驱,在这个问题上LCC和陆上风电,VSC和海上风电和陆上风电,最终以何种方式,业界也需要探索,两种集成方式,一种就是采用海上交流汇流点以及交流枢纽方式,送到岸上和岸上交流电网融合,还有一种主流方式,形成直流环网,风机出来以后通过HVDC环网,再送到岸上融合,当然这个方式有很多,未来我们探索哪一种方式根据场景应用、资源分布情况决定HVDC和风场整合。

最后展望一下技术,风电行业的摩尔定律就是风电行业每10年风机容量要增加一倍,今天已经到10兆瓦、12兆瓦的时代了,和飞机可以比较,在2005年的时候,一个A33飞机机翼长度就跟叶轮直径差不多,2015年最大飞机A380也跟8兆瓦飞机的叶轮直径差不多,今天一台风机叶轮直径已经可以达到足球场的长度,目前设计风机能力没法满足15兆瓦以上,15兆瓦以上很可能整个技术形态都要改变,如果风电行业摩尔定律持续延续下去,也可能有一种趋势,风电到20兆瓦就停止了,就像传统的火电机组从30万到60万到100万,今天几乎停止。风电行业怎么发展,有待业界挑战。我刚才给大家介绍了上海电气在创新的布局,希望应对未来的挑战,跟业界同仁们一起加入这个行业,和大家一起解决行业面临的技术以及商业模式的挑战,迎接未来时代对我们的召唤,谢谢大家。

(根据速记整理,未经本人审核)

现场直播链接:云参观 | 2020北京国际风能大会暨展览会

原标题:上海电气康鹏举:未来风电将是整个新能源的主力产业

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