構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，建設(shè)以新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)是實施我國“雙碳”戰(zhàn)略的重要舉措。大唐(內(nèi)蒙古)能源開發(fā)有限公司管理風光場站共計46座，塔林花風電場安裝267臺風機，總?cè)萘繛?0萬千瓦，是公司單場風機臺數(shù)最多的風電場。
隨著能源電力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化建設(shè)升級，塔林花風電場迫切需要通過智慧電廠建設(shè)來提升場站運營效率、現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理、改善員工生產(chǎn)生活狀態(tài)。大唐內(nèi)蒙古公司采用積成電子(002339)的智慧新能源發(fā)電解決方案，雙方攜手共同建設(shè)塔林花智慧風電場，實現(xiàn)風電場“集中監(jiān)控、少人值守、區(qū)域運維、專業(yè)檢修”的生產(chǎn)模式，降低一線員工的勞動強度。
2023年12月21日，大唐集團組織專家組召開“大唐(內(nèi)蒙古)能源開發(fā)有限公司塔林花風電場智慧風電建設(shè)”項目技術(shù)評價會，平臺系統(tǒng)和應(yīng)用效果得到專家們的認可和高度贊揚，一致同意評價“大唐內(nèi)蒙公司智慧風電建設(shè)”項目達到一星級標準。塔林花風電場也成為大唐集團陸地上首座一星級智慧風電場。
精準部署，十年一劍
從山東大學走出來的積成電子一直致力于以信息技術(shù)、電力電子技術(shù)和通訊傳感技術(shù)改變傳統(tǒng)行業(yè)，持續(xù)進行創(chuàng)新。1984年，山東大學的四位教師積極響應(yīng)國家號召，利用星期天為濟南供電局研發(fā)出我國第一代基于微機系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，促進了我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)質(zhì)的飛躍。在四十年的經(jīng)營發(fā)展過程中，公司秉承“以客戶為中心，為客戶創(chuàng)造價值”的理念，通過自身技術(shù)優(yōu)勢，助力能源電力提高利用效率、保障系統(tǒng)安全。面對國家“雙碳”戰(zhàn)略，積成電子以進取的姿態(tài)擁抱未來，在智能電網(wǎng)經(jīng)驗和技術(shù)積累的基礎(chǔ)上超前規(guī)劃和部署，研發(fā)出智慧新能源發(fā)電解決方案。
積成電子研發(fā)的智慧新能源解決方案融合“云、大、物、移、智、邊、鏈”新一代信息技術(shù)，涵蓋新能源場站集中監(jiān)控、新能源場站并網(wǎng)技術(shù)支持和新能源場站智慧運維解決方案，為新能源發(fā)電提供更安全、更可靠、更易用的方案，建設(shè)靈活感知和高效生產(chǎn)運行的能源系統(tǒng)，推進數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，助力新能源發(fā)電公司降本、提質(zhì)、增效。
隨著新能源發(fā)電場建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，運用數(shù)字化、智能化的手段提高發(fā)電場的運營和管理水平也變得越來越迫切。積成電子研發(fā)的新能源場站集中監(jiān)控解決方案涵蓋新能源場站集中監(jiān)控系統(tǒng)、新能源集中功率預(yù)測系統(tǒng)和集控智能值班系統(tǒng);應(yīng)用數(shù)據(jù)采集標準化技術(shù)、多源數(shù)據(jù)處理技術(shù)、指標基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理技術(shù)、主設(shè)備故障識別及應(yīng)急處置技術(shù)、分布式采集技術(shù)和數(shù)據(jù)訂單技術(shù)，有效解決了源端數(shù)據(jù)采集標準不統(tǒng)一和重點指標計算準確度偏差等問題，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)多元化和事件化、實時推送故障點，滿足場站按期新增裝機接入、海量數(shù)據(jù)(603138)采集的需求;實現(xiàn)對區(qū)域新能源場站的運行、運營情況進行全維度掌控，為省公司、集團公司的管理提供數(shù)字化手段。
大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行和調(diào)度帶來較大困難。新能源場站并網(wǎng)技術(shù)支持解決方案涵蓋新能源場站AGC/AVC并網(wǎng)系統(tǒng)、新能源場站功率預(yù)測系統(tǒng)和新能源場站快速響應(yīng)支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)了新能源場站與調(diào)度自動化系統(tǒng)的信息交換互動，準確預(yù)測新能源發(fā)電變化趨勢，監(jiān)視電場的運行情況，與現(xiàn)場設(shè)備快速聯(lián)動;接收調(diào)度命令，對電場進行自動發(fā)電控制、自動電壓控制及快速響應(yīng)支撐;實現(xiàn)發(fā)電可預(yù)測、并網(wǎng)可調(diào)控、快速響應(yīng)可支撐的目標。
新能源發(fā)電場站一般位于山嶺和草原腹地、位置偏僻，給運維人員的工作和生活帶來了極大的不便。為此，積成電子推出新能源場站智慧運維解決方案。該方案涵蓋新能源場站智慧運維系統(tǒng)、風機故障預(yù)警系統(tǒng)、一體化安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)和新能源場站管控狀態(tài)數(shù)字化評估系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)全面智能化、管理關(guān)鍵領(lǐng)域智慧化;基于人工智能算法模型，自動適應(yīng)新能源發(fā)電企業(yè)內(nèi)、外部環(huán)境;根據(jù)電網(wǎng)安全、氣候變化、設(shè)備健康等影響因素，優(yōu)化生產(chǎn)策略;實現(xiàn)新能源場站的集中監(jiān)控、無人值守、區(qū)域運維和專業(yè)檢修，滿足客戶的自運行、自優(yōu)化和遠程運維的需求。
積成電子持續(xù)十余年研發(fā)并不斷迭代的智慧新能源發(fā)電場解決方案近些年不斷地利劍出鞘，取得了輝煌業(yè)績：新能源電站集中監(jiān)控方案融通60多種型號風機/逆變器，成功應(yīng)用于500多座電場的2萬多臺風機、10萬多臺逆變器，為大唐、國電投、中核、深能等多個發(fā)電集團打造區(qū)域集中監(jiān)控平臺;新能源并網(wǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)已在國能、國電投、大唐、華能、華電、華潤等大型發(fā)電企業(yè)和地方新能源發(fā)電企業(yè)的180多座風電場、50多座光伏電站成功應(yīng)用;新能源智慧運維解決方案已在國電投、大唐、深能、華電等大型發(fā)電企業(yè)和地方新能源發(fā)電企業(yè)獲得應(yīng)用。智慧新能源發(fā)電解決方案為新能源電場的智慧化、數(shù)字化管控和運維起到支撐作用，獲得客戶的一致好評。
精誠合作，碩果累累
隨著新一代數(shù)字化、智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)與電力企業(yè)的深度融合，對電力設(shè)備進行數(shù)字化建模，實現(xiàn)從發(fā)電到用電的全過程數(shù)字化，從物理設(shè)備到數(shù)字模型的數(shù)字孿生，為解決電力行業(yè)面臨的各種挑戰(zhàn)提供了全新的解決方案。大唐內(nèi)蒙公司攜手積成電子以塔林花風電場為試點，建設(shè)一套具備自學習、自尋優(yōu)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)能力的智慧電場系統(tǒng)。該系統(tǒng)圍繞新能源發(fā)電企業(yè)運行、設(shè)備、檢修、安全、應(yīng)急等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，涵蓋一體化管控平臺、升壓站和繼保室智能巡檢、智能安防、管控狀態(tài)數(shù)字化評估系統(tǒng)建設(shè)，智能化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，風機環(huán)網(wǎng)建設(shè)和3D建模建設(shè)等，實現(xiàn)新能源電場的 “集中監(jiān)控全面化、運維檢修移動化、場站運行智能化及整體運轉(zhuǎn)全閉環(huán)”的“三化一閉環(huán)”一體化生產(chǎn)運營體系架構(gòu)。
為實現(xiàn)智慧風電場的順利建設(shè)，積成電子組織了以教授級專家為首組成研發(fā)和交付團隊。雙方精誠合作共同研討應(yīng)用需求，在公司智慧新能源發(fā)電場解決方案的基礎(chǔ)上不斷滿足大唐內(nèi)蒙古公司的個性化應(yīng)用，多項技術(shù)和應(yīng)用取得創(chuàng)新性突破，開拓出一條智慧風電場建設(shè)的康莊大道。
塔林花智慧風電場采用全融合的建模方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全面融合，在電力設(shè)備資產(chǎn)、資源信息模型基礎(chǔ)上，擴展融合相關(guān)空間、視覺信息模型，創(chuàng)建以滿足運維、檢修生產(chǎn)全景感知需求的檢修公共信息模型。
智慧風電場系統(tǒng)基于位置信息的智能聯(lián)動，將電場智能攝像機、拾音器、機器人、無人機等輔助控制設(shè)備與平臺深度融合，實現(xiàn)主輔設(shè)備智能聯(lián)動功能，當監(jiān)測到現(xiàn)場報警、跳閘、潛在隱患后，自動啟動應(yīng)急處理系統(tǒng)，確保電場設(shè)備安全。
智慧風電場系統(tǒng)基于視頻的全維度安全監(jiān)視，利用電子圍欄、AI云臺攝像機、門禁、火情監(jiān)控、消防系統(tǒng)等設(shè)備所感知的信息聯(lián)動分析，實現(xiàn)電場的立體化智能安防，可追蹤展示入侵位置、告警內(nèi)容、告警級別等信息。
智慧風電場系統(tǒng)應(yīng)用音頻的風機故障識別技術(shù)，基于深度機器學習算法，進行電場的風機設(shè)備的視頻動態(tài)目標檢測和追蹤，實現(xiàn)音視頻智能分析和異常檢測。
塔林花智慧風電場項目目前已獲得發(fā)明專利8項、軟件著作權(quán)7項，軟件產(chǎn)品登記7項、在核心技術(shù)期刊發(fā)表論文2篇，多項關(guān)鍵技術(shù)使產(chǎn)業(yè)設(shè)備的智能化水平大幅提高、標準和管控的技術(shù)手段不斷加強、科技成果不斷豐富，實現(xiàn)了電力工業(yè)與新一代信息技術(shù)的有機融合，推動了新能源電力生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)粗放式向智能化的轉(zhuǎn)變
精益求精，智慧管控
塔林花風電場通過建設(shè)智慧風電場系統(tǒng)來解決風場“無人值班、少人值守”情形下的運維及監(jiān)管問題，提高風功率預(yù)測水平，提升風電場發(fā)電的上網(wǎng)效率，協(xié)調(diào)電網(wǎng)的調(diào)度能力，全方位提升風場的效率與安全，有效提高風電場運行經(jīng)濟性。
一體化智能監(jiān)控，提升場站感知能力
智慧風電場系統(tǒng)通過云臺攝像機、熱成像攝像機、拾音器、機器人等智能感知設(shè)備，搭建槳葉、機艙、主變、母線等主設(shè)備的全維度監(jiān)視應(yīng)用，解決設(shè)備監(jiān)控死角問題;基于感知設(shè)備智能分析輸出的預(yù)警信息，指導(dǎo)運維人員及時維護，提高檢修計劃管理能力和故障概率控制能力;減少風場值班人員工作壓力與工作強度，大大降低因路途遙遠導(dǎo)致的危險系數(shù)，降低故障發(fā)生概率，延長設(shè)備使用壽命，有效提高發(fā)電效率。
全維度智能巡檢，有效提升巡檢效率
系統(tǒng)利用現(xiàn)場“無人機+機器人+云臺攝像機” 按照升壓站、風機等日常巡檢點位及內(nèi)容設(shè)定巡檢計劃，自動調(diào)度巡檢無人機、機器人和視頻攝像頭執(zhí)行巡檢任務(wù)，實現(xiàn)自動化巡檢，大大減輕巡檢人員的工作壓力，極大程度解決了惡劣天氣無法巡檢的問題;結(jié)合智能巡視結(jié)果數(shù)據(jù)，運用智能報表系統(tǒng)實現(xiàn)指標可視化，運維人員根據(jù)異常數(shù)據(jù)情況，提升現(xiàn)場工作效率與數(shù)據(jù)管理能力，有效緩解現(xiàn)場人工數(shù)據(jù)統(tǒng)計壓力。
全方面智能安全監(jiān)控，提高電場運行安全性
系統(tǒng)平臺通過應(yīng)用電子圍欄、AI云臺攝像機、門禁、火情監(jiān)控、消防等設(shè)備所感知的信息聯(lián)動分析，實現(xiàn)風電場立體化智能安防，有效解決風電場少人值守下的入侵安保與災(zāi)情預(yù)警問題，保障風電場運行安全，提高了場站安全管控能力;基于AI人員識別、動作識別和位置主動定位技術(shù)，聯(lián)合生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的工作票信息，可識別運維檢修工作中的安全隱患并主動提醒，提高檢修工作的規(guī)范性，保障員工的生命安全。
事件化智能分析診斷，協(xié)同感知設(shè)備聯(lián)動
積成電子聯(lián)合大唐內(nèi)蒙古公司合作開發(fā)了基于風電場核心設(shè)備、控制系統(tǒng)、主要參數(shù)與傳感器等核心數(shù)據(jù)的事件化智能分析診斷系統(tǒng)，在事件告警的同時，平臺輔助故障處置，提高了設(shè)備健康與正常運行的管控能力和運維人員故障分析效率，減少設(shè)備故障時間，提升發(fā)電效率。
專家型智能穿戴，推動檢修智能化升級
平臺系統(tǒng)利用智能手環(huán)、智能安全帽、手持終端等智能穿戴設(shè)備，建立故障診斷知識案例集，推送巡檢及故障排查方案，縮小排查范圍，為檢修人員日常工作及故障處理提供技術(shù)指導(dǎo)，有效提升日常工作效率，節(jié)省運維檢修成本。
人員狀態(tài)數(shù)字化孿生，打造實時泛在的場站管理人員管控平臺
平臺系統(tǒng)基于影像、聲音識別以及多種傳感數(shù)據(jù)，利用數(shù)字孿生與區(qū)塊鏈技術(shù)，在無需主動配合、無感知的狀態(tài)下，實時識別出場站長出勤、巡檢、會議等日常工作與管理行為;結(jié)合工作人員生活作息情況，建立數(shù)字空間與物理空間的全息映射，孿生出一個包含行為習慣、工作作風、專業(yè)能力與履職狀態(tài)的數(shù)字化場站長，提升了對場站運營的深度感知能力，為場站管理人員績效評價與晉職提升評判奠定了數(shù)字基礎(chǔ)，實現(xiàn)“績效評定有參考、履職晉升有依據(jù)”的管理目標，解決風電場站“長臂管轄”難題，真正實現(xiàn)了可控在控。
塔林花智慧風電場從數(shù)字化、信息化、智能化以及智慧化的發(fā)展重新定義了風電場的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理，起到了低碳環(huán)保、降本增效、智慧運營的效果;經(jīng)過生產(chǎn)實際應(yīng)用檢驗證明發(fā)電量增長約10%，智慧化運營控制大大提高了風電場的安全穩(wěn)定運行，少人或無人值守節(jié)約了大量人工成本。平臺系統(tǒng)已應(yīng)用到道德、如德、塔林花、達日罕等風電場。
塔林花智慧風電場項目成果的不斷推廣將為全面開展數(shù)字大唐建設(shè)，加快大唐集團打造“綠色低碳、多能互補、高效協(xié)同、數(shù)字智慧”的世界一流能源供應(yīng)商步伐，進一步提升大唐集團生產(chǎn)運行的智能化水平，實現(xiàn)“人員管控數(shù)字化、場站運行智能化、運維檢修移動化、集控監(jiān)控全面化”的發(fā)展目標。
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