2020年是我國風電行業(yè)獲得爆發(fā)性增長的一年，根據(jù)“30·60”碳達峰、碳中和目標，可再生能源占一次能源供應(yīng)總量的份額將從2017年的14%提高到2050年的65%；而“十四五”期間新能源裝機容量將超越水電成為中國第二大電源，成為電力增量的主體。
風電行業(yè)充滿機遇，也面臨著更艱難的挑戰(zhàn)。比如，在國內(nèi)能源價格政策調(diào)整的影響下，風電“搶裝”已從陸上走向海洋，海上風電加速去補貼；面對此情此景，新能源大規(guī)模的消納如何解決？綜合能源大基地和分布式能源電力要求如何達成？行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新需求如何滿足？開發(fā)中國深遠海資源的風電技術(shù)怎樣發(fā)展成熟？這些問題都亟待解決。
上海電氣風電集團首席數(shù)字官、技術(shù)總經(jīng)理 康鵬舉
深化數(shù)字化轉(zhuǎn)型
“我們應(yīng)該從數(shù)字化轉(zhuǎn)型和技術(shù)創(chuàng)新兩方面來思考風電行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，” 上海電氣風電集團首席數(shù)字官、技術(shù)總經(jīng)理康鵬舉說道，“風電作為高端制造業(yè)，必須借助數(shù)字化技術(shù)從傳統(tǒng)的、效率不高的制造模式轉(zhuǎn)型升級，建設(shè)企業(yè)數(shù)字化管理，發(fā)展數(shù)字化產(chǎn)品，實現(xiàn)數(shù)字化服務(wù)模式，拓展出具有顛覆性的數(shù)字化創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式。”
風電的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，總體來說可分為數(shù)字化風場和數(shù)字化風機兩個方面，之前我們聊過數(shù)字化風機，現(xiàn)在再來聊聊數(shù)字化風場。
首先，數(shù)字化風場是風電行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化的一種體現(xiàn)。一個典型的數(shù)字化風場應(yīng)具備數(shù)字化風機大腦的數(shù)字化風機，包括狀態(tài)感知系統(tǒng)如智能終端/狀態(tài)監(jiān)測等，場控系統(tǒng)實現(xiàn)精準的控制，以及通過云平臺實現(xiàn)遠程風電資產(chǎn)的數(shù)據(jù)分析、管理及優(yōu)化。
數(shù)字化風場與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不可分割、相輔相成
除了需要數(shù)字化風機作為基礎(chǔ)，構(gòu)建數(shù)字化的風場還必須要擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。在聊數(shù)字化風場前，先來簡單地聊聊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？廣義來說，它不應(yīng)該只是傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)連接，而應(yīng)該是一個由機器與機器、機器與人構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心概念是需要實現(xiàn)機器上“云”，讓人與機器、機器與機器之間能夠互聯(lián)互通。智能機器設(shè)備在完成指令任務(wù)的同時，還能夠感知實時運行環(huán)境及收集歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，在這個中間過程當中會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，就需要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺來進行流動，加以分析和應(yīng)用，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)，在最大程度上釋放機器與人的潛力。
所以說，釋放潛力至關(guān)重要，而挖掘機器的潛力體現(xiàn)在挖掘數(shù)據(jù)的能力，因為這些數(shù)據(jù)涵蓋整個產(chǎn)品的生命周期，從市場、研發(fā)、設(shè)計、制造、運維到產(chǎn)品的退役。只有讓各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生了深度的融合，從縱向、橫向以及內(nèi)部進行集成，機器才能進行自適應(yīng)和自我管理，最終減少人工參與程度；同時，還能夠提高機器的性能和使用壽命。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為數(shù)字化時代的典型特征，其核心理念就是要將機器、數(shù)據(jù)和人深度融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基石是極致的機器：性能極致、性價比極致、用戶體驗極致。極致與智能的機器個體能夠相互連接，所組成的系統(tǒng)體現(xiàn)出指數(shù)效應(yīng)級的價值。而設(shè)計極致的機器需要相應(yīng)的數(shù)字化設(shè)計手段和工具，所以制造企業(yè)需要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，以工匠的精神來進行創(chuàng)造和設(shè)計能夠為客戶提供極致體驗的智能設(shè)備。
數(shù)字化風場必須實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的分布式處理
對于風電行業(yè)來說，要在互聯(lián)網(wǎng)時代中構(gòu)建數(shù)字化智能風場，就必須借助并應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，實現(xiàn)風電行業(yè)大數(shù)據(jù)的有效治理。風電行業(yè)數(shù)據(jù)量巨大，要做到數(shù)據(jù)的分布式處理，需要做到以下兩點：
第一，在風機側(cè)建立具備高效數(shù)據(jù)管理與服務(wù)功能的智能終端，實時收集高、低分辨率數(shù)據(jù)，具備完善的邊緣計算能力，不僅滿足于傳統(tǒng)實時控制的需求，還將建立信息孤島之間的連接橋梁，將高級應(yīng)用（機器學(xué)習(xí)、人工智能等）在智能風機端就地部署就地處理，讓風機擁有會思考的“大腦”。
第二，廠級控制平臺需要比智能終端更強大的計算能力，以支持基于物理原理和大數(shù)據(jù)處理的實時控制算法，為用戶提供靈活的報表和高效的故障報警管理功能——集成CMS、風功率預(yù)測等，滿足用戶對數(shù)字化風場的實時監(jiān)控。同時具備有功無功的實時閉環(huán)控制、頻率控制、光影控制、噪聲控制等核心技術(shù)元素，滿足國內(nèi)外日漸嚴苛的并網(wǎng)要求。只有整合機器、制造、業(yè)務(wù)、運營、運維以及其它數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)形成閉環(huán)，才能為整個產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造價值。
PS：最后，一起來探討下數(shù)字化風機的設(shè)計原則，總體來說需要涵蓋以下5個方面：
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