境友好的智能風機解決方案.png)
當大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)跨界風電行業(yè)，智能風機便應運而生。在這一背景下，風能專委會（CWEA）、鑒衡認證、新疆金風科技股份有限公司（下稱“金風科技”）于2018年北京國際風能大會暨展覽會（CWP2018）前夕，聯(lián)合發(fā)布《智能風機白皮書》（下稱《白皮書》），梳理智能風機的需求、定義和特征以及技術(shù)支撐手段，為風電行業(yè)未來發(fā)展指明方向。
風機作為風電場中的最重要部分，是決定項目造價和收益率的關(guān)鍵。在競爭配置政策下，平準化度電成本（LCOE）的重要性變得越來越高。風機整機商須同客戶展開更為緊密的合作，通過提供風機解決方案和全生命周期管理的運營解決方案，最大程度幫助客戶降低成本，提高收益。
《白皮書》中指出，在工業(yè)4.0時代下，結(jié)合信息物理系統(tǒng)，風機可在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合計算、通信和控制等能力，實現(xiàn)實時感知、動態(tài)控制和信息服務，進而更加可靠、高效和實時協(xié)同，并適用于各類應用場景。具體來看，智能風機應具備如下特征：深度感知、自我認知和控制、協(xié)同決策。
針對不同的應用場景和特征，智能風機在不同層級有不同的要求，在單機智能、場站智能、場群智能和平臺智能幾個層級上都有體現(xiàn)。金風科技基于物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)以及金風科技在各機型、風電場設(shè)計多年積累的基礎(chǔ)，推出智能風機整機級風機產(chǎn)品。目的是通過研發(fā)先進的風力發(fā)電機，滿足客戶收益與安全的發(fā)展需求，為客戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務。
金風科技智能風機產(chǎn)品采用分層架構(gòu)設(shè)計、單機場群結(jié)合與各層級數(shù)據(jù)協(xié)同遞進傳遞等創(chuàng)新技術(shù)方案，不僅能獨立控制實現(xiàn)自身最優(yōu)，還可協(xié)同風電場其他風機實現(xiàn)風電場收益最優(yōu)。
目前，在數(shù)字化產(chǎn)品層面上，金風科技通過單機智能控制平臺（EFarmTM）和場級協(xié)同控制平臺（能巢TM）幫助實現(xiàn)風機智能。
EFarmTM通過智能感知的信息輸入，以機組成本最低和健康安全為前提，通過先進的控制策略，對信息數(shù)據(jù)進行一次利用，提升單機最大化發(fā)電量。
在單機層面，EFarmTM可支撐風機采用更長、更輕的葉片和更高、更輕的塔筒設(shè)計。在輕量化設(shè)計同時，再輔以更定向的智能感知技術(shù)對葉片、塔架等關(guān)鍵部件或系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制，降低極限載荷的沖擊，保證機組的安全；在運行階段，通過多維數(shù)據(jù)融合建模分析，對風機健康安全進行一體化評估和預警?；谀Ｐ皖A測可以針對重要部件進行預知維護，大大降低運維成本。
在發(fā)電量提升方面，智能風機配備的前置測風技術(shù)能提前精確地捕捉機組前方風速、風向等流場信息及其變化，并將該信息引入整機控制，使得機組能提前感知復雜風況，通過智能控制作出最優(yōu)響應動作，“隨風而動，順勢而為”，提升發(fā)電量同時，有效降低機組載荷，提升機組在惡劣風況下穩(wěn)定性和適應能力。
風機是風電場的一部分，而實現(xiàn)場站和場群智能是智能風機另一大特征，通過風電場網(wǎng)絡(luò)，對智能感知的信息數(shù)據(jù)進行二次利用。對風電場中環(huán)境、狀態(tài)、行為特征相似的風機進行組合，形成一個或多個出力共同體，實現(xiàn)風場全局發(fā)電量最優(yōu)。在環(huán)境特征發(fā)生變化時，風機可以快速響應，形成新的出力最優(yōu)組合。
金風科技能巢TM系統(tǒng)通過風電場控制器進行系統(tǒng)在線辨識、建模、機器學習等方法，自適應動態(tài)調(diào)整風機控制運行參數(shù)，充分利用現(xiàn)場風能資源，提升風電場發(fā)電量；通過故障預警、壽命監(jiān)測和計劃運維，實現(xiàn)機組的壽命調(diào)度和管理，在確保風機可靠性和關(guān)鍵部件壽命安全的情況下，再次充分挖掘機組自身發(fā)電性能的潛力，為風電場資產(chǎn)增值提供強力支撐，保障風電場全生命周期的經(jīng)濟效益最優(yōu)。
風機智能的實現(xiàn)，離不開數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等技術(shù)支撐。金風科技通過研發(fā)并搭建MD4X、PHM及大數(shù)據(jù)云平臺為實現(xiàn)風機智能打下堅實技術(shù)基礎(chǔ)。
MD4X（Model Developer for X）模型開發(fā)云平臺是金風科技大數(shù)據(jù)分析平臺上的應用?；诖髷?shù)據(jù)云平臺，MD4X模型開發(fā)平臺可孵化出大量風電場服務，涵蓋故障預警、健康管理、風險預測、運維優(yōu)化、性能提升等方面。
故障預測與健康管理PHM是綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的最新研究成果而提出的一種全新的管理健康狀態(tài)的解決方案。
金風科技融合PHM模型、大數(shù)據(jù)分析、CBM等技術(shù)，通過性能特征分析和大數(shù)據(jù)分析的結(jié)合，實現(xiàn)風電機組故障預測和關(guān)鍵部件壽命評估，實現(xiàn)風電機組的健康管理體系。
金風科技工業(yè)大數(shù)據(jù)管理與分析平臺覆蓋工業(yè)數(shù)據(jù)接入存儲、基于批流計算引擎和腳本并行化技術(shù)的數(shù)據(jù)分析流水線、數(shù)據(jù)和分析服務化發(fā)布等，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)化和價值釋放。
金風科技聚焦典型應用場景，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)為核心，聯(lián)合先進智能感知產(chǎn)品，形成由單點到單機再到場群的傳遞路徑，實現(xiàn)軟件和硬件結(jié)合，提供收益最大化、安全可靠、環(huán)境友好等智能風機解決方案。在工業(yè)4.0時代，從整機設(shè)計到生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、風機的全生命周期管理，無一不發(fā)生著革命性變化，智能風機的理念正在金風科技變?yōu)楝F(xiàn)實。
CWP2018期間，金風科技將與您重點分享全新系列智能風機、升級數(shù)字化產(chǎn)品和風電整體解決方案，集中展示分散式風電的最新研究成果，以創(chuàng)新核心技術(shù)成就最低度電成本競爭力和全生命周期最大收益。
同時，金風科技將正式發(fā)布整機載荷、發(fā)電量、數(shù)字建模及仿真應用功能全面升級的全新海上8MW風機及海上一體化風電整體解決方案。此外，更有多場精彩紛呈的主題活動，謹以至誠期待您的蒞臨！
