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5G+数字化!风电产业在数字风口上起飞

2023-01-11 09:16来源:北极星风力发电网作者:冉小冉关键词:风电数字化智慧风电风电运维收藏点赞

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2022年1月,国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》,将2025年数字经济核心产业增加值占GDP比重达10%的目标写入经济发展战略。在能源领域,提出了推动能源产、运、储、销、用各个环节的数字化升级;以及电厂、电网、终端用能等领域设备设施数字化建设与改造。

在新型电力系统持续构建和数字化深度参与的今天,数字化之于可再生能源已不仅仅是一个提升发电效率、促进运维水平的工具。“能源数字” 更是作为一个快速发展的万亿级产业,成为加速绿色转型、实现“双碳”目标的强劲驱动。

“云大物智”成为主要方向

2022年3月和4月,两份重磅文件——《“十四五”现代能源体系规划》和《“十四五”能源领域科技创新规划》相继发布。作为可再生能源产业发展的顶层规划文件,政策在数字化发展领域给出了明确的发展目标。

《“十四五”现代能源体系规划》提出,提升能源产业链现代化水平,加快能源产业数字化智能化升级,加强利用新一代ICT技术、AI、云计算、区块链、物联网、大数据等技术;建设智慧能源平台和数据中心和智慧能源示范工程,在风光发电领域加快“智慧风电”、“智慧光伏”建设,推进电站数字化与无人管理。并特别罗列“智慧风电”所包含内容,如智能化运维、故障预警、精细化控制、场群控制等。

《“十四五”能源领域科技创新规划》进一步指出了能源数字化、智能化技术的重点任务。包含“智能传感与智能量测”、“特种智能机器人”、“能源装备数字孪生”、“人工智能与区块链”、“能源大数据与云计算”、“能源物联网”在内的基础共性技术;以及包含“风电机组与风电场数字化智能化技术”在内的行业智能升级技术。为风电数字化发展提供了明确的指引和目标方向。

全生命环节智慧支撑

其实,在风电行业近十年的发展过程中,数字化从无到有,由点及面,几乎已经搭建了全产业链的智能化架构。

比如,在风电场前期建造环节,基于数字化手段的风电场选址已经成为项目首要采纳的方式。

在设备选型阶段,智慧风机也成为近年来业主采购的首选机型。智慧风机综合利用计算、网络和物理设备等多种复杂系统和先进的传感技术、建模分析、控制方法以及协同决策,可实现设备稳定高效、电网友好的目标。

同时,根据《智能风机白皮书》中描述,在应对末来复杂的应用场景时,风电机组仅通过单机智慧和数字分析难以在更高的层级上实现效率和收益的最优,因此需要在更高层级进行协同决策。而协同决策则主要包含场站层级、场群层级、能源系统层级三个层级,从不同的层级实现机组与机组之间、场站与场站之间,以及与其他能源发电与储能之问实现相互协同与补充,实现能源互联网系统的高度协同与控制。

在长达20年的后运维环节中,基于气象数据与设备运行数据的功率预测、关键设备智能监测与故障诊断,均依托数字化基础打造了高效的信息处理能力和提前预警能力的风场后运维体系。

上述我们所提到的从测风到选址,再到设备运行和电力市场交易,国内主流整机企业已经依托多年的生产运营经验和数字化技术实现了风电全生命周期的数字化解决方案全覆盖,构建出一整套灵活的智慧风场体系,为风场稳定、高效生产提供了基础和保障。

合作将成为主流

其实在很长一段时间内,数字化都在被称为“门口的野蛮人”,其以迅雷不及掩耳之势颠覆各个行业,并深入行业内部分割利润。但我们确实也看到了数字化为传统行业所带来的技术赋能和服务升级。甚至传统行业对数字化的依赖已经超过了传统技术本身。

在能源行业,绝大多数电力电网企业已经和数字科技企业形成紧密的合作关系,在数字技术驱动能源高效增长的过程中,需要大量的算力平台来支撑业务的智能控制和智能决策。

同样,在更大场景如场群级集中控制中,行业不但要用到大量的数字化基础设置,还需要云存储、数字孪生、5G、人工智能等一系列高新技术手段。而5G、数字孪生、人工智能这些高新技术需要持续的研发投入,以及大量的应用场景进行积累和迭代更新。

与研发投入同等重要的是,技术企业也需要长期不懈地投入人力去调整相关技术的模型参数和算法。很显然,无论能源行业抑或交通、医疗等行业多数不具备这样的资产条件和迭代能力。从这个角度来看,未来能源行业的数字化生态建设已经到了刻不容缓的地步。

当前,发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。在2021年6月发布的《能源领域 5G 应用实施方案》中,明确提出打造一批在“生产控制、智能巡检、智能运维、安全应急”深度应用的“智能电厂+5G” 典型应用场景。

《十四五可再生能源发展规划》提出培育可再生能源发展新模式、新业态,推动可再生能源与人工智能、物联网、区块链等新兴技术深入融合。

在各种政策指引下,数字技术与能源产业深度融合的体系已见到雏形。在构建新型电力系统,实现“双碳”路径中,数字化已经成为重构能源电力系统的运行模式和治理体系,是能源行业高质量发展的必由之路,也是以风电为代表的可再生能源实现技术跨越的重点方向。


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