2022新能源智能場站的應用實踐

新能源智能場站的應用實踐及經(jīng)驗分享2024年1月新能源資產(chǎn)運營提出的需求和當前面臨的挑戰(zhàn)——趨勢1——行業(yè)高速發(fā)展(規(guī)?；?

——趨勢2——機組大型化

——趨勢3——數(shù)字化、智能化當前現(xiàn)狀?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.運營挑戰(zhàn)?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

規(guī)模增長1-2倍人力需求1-2倍人效不能滿足規(guī)?；l(fā)展更高效率的運營）

被動運營停機損失是原來5倍設備效率如何保障高質(zhì)量更高質(zhì)量的運營）

人員參與過多、斷點式重構業(yè)務價值更高智能的運營（數(shù)字化、智能化、智慧化）新能源運營技術發(fā)展演進路線，無人化、智能化是破局之路時間階段

2005年-2009年

2010年-2019年 2020年-2030年 2030年-L3：未來趨勢

階段

自動運營階段L2

L2：當前水平少人值守

階段

無人值守

數(shù)字化驅(qū)動、無人干預生產(chǎn)活動運營端對端的決策調(diào)度自動化演進路線

階段

有人值班

場站少人值守、無人值班

場站無人值班、無人值守集中運檢：集控中心+區(qū)域運檢中心?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.人的變化?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

場站有人值班場站的運行和檢修

30效率提升

60效率提升

80效率提升

基準說明：以5個5萬kW風電場為例，每個風場12人，共計25萬kW，60人60人-基準 44人-減人16人 26人-減人34人 15人-減人45人數(shù)字化發(fā)展技術特征 信息化 數(shù)字化 智能化、無人化 決策調(diào)度自動化?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.核心目標：業(yè)務與技術融合，實現(xiàn)無人值守智能電場讓人能夠更加專注于創(chuàng)新和增值活動L2-少人值守讓人能夠更加專注于創(chuàng)新和增值活動L2-少人值守L3-無人值守核心訴求高效率核心訴求高效率的運營更智能的運營高質(zhì)量的運營實現(xiàn)路徑打造智能場站 安全監(jiān)護 自動巡檢 智能檢修降低80%日常重復的工作保證人員環(huán)境安全提高設備可靠性關鍵技術智能感知網(wǎng)絡通訊數(shù)字孿生云邊端協(xié)同人工智能各發(fā)電集團智能電站建設相關探索三峽新能源三峽新能源從業(yè)務管理需求出發(fā)，開展智能場站云邊融合研究，基于云原生架構環(huán)境，打造“中心-邊緣”云邊融合的新一代無人化智能場站。

國華投資國家能源集團《新能源智能電站建設規(guī)范》，依托區(qū)域集控，開展智能場站、智慧發(fā)電企業(yè)建設試點，打通集控、高級應用、場站智能化管理閉環(huán)

中國華電十四五建設“數(shù)字華電”，推廣數(shù)字電廠試點技術，采用“1+25+X+N”方式部署新能源智慧生產(chǎn)管理平臺。資產(chǎn)健康+功率預測+電力營銷+智慧場站

中電建面向新能源生產(chǎn)運營業(yè)務整體，建設“云數(shù)-物邊-1-4-N”的智慧新能源運營平臺。新一代集控、生產(chǎn)、運維、營銷+智慧場站GOLDWINDCopyright?2022?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.云邊協(xié)同模式非常適用于新能源智能場站規(guī)?；?chuàng)新化建設需要GOLDWINDCopyright?2022?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.數(shù)字化轉型發(fā)展，云邊協(xié)同成為關鍵要素，總部端能力下沉到企業(yè)邊緣，可以加速企業(yè)對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的處理與分析在電力企業(yè)三級運營管理架構下，通過緊密協(xié)同才能更好的滿足各種數(shù)字化場景，從而提高運營管理效率。未來愿景，打造新一代云邊協(xié)同智能場站運維模式助力新能源企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助力新能源企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展技術與業(yè)務融合集團/區(qū)域運檢中心

智能電站建設核心問題1 智能裝備統(tǒng)一納管智能裝備本身的可靠性管理，攝像頭、傳感器、機器人、無人機…… 運檢管理

智能 AI創(chuàng)新中心智能調(diào)度中樞AI創(chuàng)新中心智能調(diào)度中樞

2 感知數(shù)據(jù)匯集管理 統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮 模型訓練、迭代調(diào)優(yōu) 創(chuàng)新驅(qū)動管理提升 ?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.云邊協(xié)同?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

各類感知數(shù)據(jù)的匯集、分析，尤其是異常數(shù)據(jù)的識別管理，視頻、圖像、聲紋、實時數(shù)據(jù)……智能算法應用與迭代各類智能算法應用管理，中心端-訓練創(chuàng)新，場站側-應用迭代 智能巡檢，無人值守

無人化智能場站

缺陷跟蹤，工單閉環(huán) 站端多系統(tǒng)集成管理場站側各應用子系統(tǒng)集成管理、統(tǒng)一部署、任務集中調(diào)度，監(jiān)視子系統(tǒng)、巡檢子系統(tǒng)、安防子系統(tǒng)……風光水風光水儲網(wǎng)功能應用

通訊互聯(lián) 數(shù)字孿生 自動巡檢 智能檢修 安全監(jiān)護調(diào)度策略 資源要

計劃因子管理中樞

最優(yōu) 最路徑 收

最短 最小時間 損失

人員 設備 物料 環(huán)境 作業(yè) 檢窗口窗口智慧調(diào)度管理中樞窗口窗口

市場 生產(chǎn)窗口 計劃?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.連接能力?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

數(shù)據(jù)能力

AI能力平臺使能

E-IoTPlat

DataPlatSOAM Plat

AIPlat無人機

巡檢機器人

移動終端

傳感器 攝像頭 聲紋識別 門禁 電子圍欄 風速儀 水浸監(jiān)測云邊協(xié)同智能無人場站解決方案場站智能化建設.DTL.DTL,.OCYGOLONHCET&ECNEICSDNIWDLOG?8通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護通訊互聯(lián)：解決場站無線通信最后一公里運營場景：清潔能源場站地處偏遠，無法使用通信連接智能設備、無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳，管控困難。解決問題：為了提升智能電場的管控能力，使用通訊技術為海上、陸上的風電、光伏智能電場，實現(xiàn)通訊互聯(lián)。解決實時通訊應急指揮與指導實現(xiàn)人車定位

組網(wǎng)方式 WIFI Mesh

5G專網(wǎng) ?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.機組內(nèi)部?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

覆蓋場景機組周界

場區(qū)遠端

路由器控制器AC無線AP

交換機

路由器無線AP

BBU基站

3APPMEPUPF邊緣云

5GC核心網(wǎng)通訊 通訊 互

單跳鏈路AC集中管理需要布線技術特點技術路線技術特點技術路線組網(wǎng)特點覆蓋范圍建設成本組網(wǎng)形式業(yè)務支持設備兼容WIFIAC+AP風機級低自組網(wǎng)數(shù)據(jù)手機（IP）MeshAP自組網(wǎng)風機級中自組網(wǎng)數(shù)據(jù)手機（IP）5G專網(wǎng)邊緣下沉風場級高運營商建網(wǎng)數(shù)據(jù)+話音手機

多跳鏈路覆蓋范圍小

工作授權頻譜運營商按需組網(wǎng)建網(wǎng)成本偏高支持IT+CT集成覆蓋范圍大風 光機傳感設NB-IoT/AP/LTE/Mesh/備北斗

交換機

光纖風場升壓站

Internet采集數(shù)據(jù)業(yè)務流

綜合業(yè)務服務器通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護數(shù)字孿生電場：三維可視+監(jiān)測系統(tǒng)集成，感知-分析-仿真-決策業(yè)務場景：電子地圖、集中管控、要素孿生、對象管理、風險預警等。融合感知和監(jiān)測，擴展成為交互界面，為仿真提供“機理+數(shù)據(jù)”。解決問題：實現(xiàn)資產(chǎn)管理過程直觀，數(shù)據(jù)融合展示。人、物、設備直觀的把控，管理過程的場景監(jiān)督。-資產(chǎn)管理全景展示監(jiān)視；-人機物感實時場景關聯(lián)；-全景細節(jié)管控、預警聯(lián)動；-場景化展示、資產(chǎn)概覽及仿真模擬應用特點：以仿真技術構建風電行業(yè)專用數(shù)字孿生底座，以完善的智能算法，將監(jiān)控、管理和故障定位這三部分進行有機結合。 。 物理形態(tài) 數(shù)據(jù)形態(tài) 數(shù)理形態(tài)業(yè)務場景可視呈現(xiàn)W1業(yè)務場景

數(shù)據(jù)融合W2

數(shù)據(jù)驅(qū)動W3

模擬仿真W4

智能決策W5呈現(xiàn) 診斷 預測 決策呈現(xiàn)診斷預測決策層層級模模型設備控制模型數(shù)據(jù)模型大部件級互 仿真算設備控制模型數(shù)據(jù)模型大部件級

設備級設備級零部件級零部件級機理模型機理模型傳輸模型傳輸模型?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.數(shù)據(jù)共享?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

多系統(tǒng)融合集成風機智能監(jiān)測巡檢葉片智能監(jiān)測巡檢升壓站智能監(jiān)測巡檢安防、消防、動環(huán)監(jiān)測生產(chǎn)管理風場地圖導航動 虛實同步 虛實互動

人員定位……通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護自動智能巡檢：智能設備+行業(yè)AI算法，釋放人員成本與價值光伏巡檢：掛載可見光相機與紅外相機，通過熱點分析快速確定缺陷

數(shù)據(jù)處理自動化：預設航線，無需專業(yè)人員，自主巡檢信息處理自動化：自動生成報表，給出專家決策建議風機巡檢、避雷針等

缺陷識別自動化：圖片分析過程無需人工干預缺陷識別準：缺陷識別準確率達95%以上升壓站巡檢：檢查升壓站室內(nèi)外電氣設備、環(huán)境、溫度、儀表傳感器等DWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.自動下 DWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.發(fā)任務

自主 飛行

AI實時分析

自動生成報告LOG?適用場景巡檢方式LOG?適用場景巡檢方式風機集電線路升壓站光伏組件塔筒底機艙內(nèi)外觀室外室內(nèi)視頻攝像頭巡檢●●●●●無人機巡檢●●●軌道機器人巡檢●輪式機器人巡檢●四足機器人巡檢●●通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護智能檢修：數(shù)字化運維平臺+智能穿戴設備，賦能一線檢修作業(yè)挖掘歷史運維經(jīng)驗（已積累的紙質(zhì)或電子版知識），應用風電故障知識圖譜技術，形成智慧運維數(shù)據(jù)自學習閉環(huán)，融合風電場運維中后臺資源，支持一線運維業(yè)務。針對故障處理環(huán)節(jié)，基于運維人員輸入的問題，自動回復與機型、故障名稱、故障代碼相對應的故障原因和解決方案，指導現(xiàn)場工程師進行故障處理。 AI故障診斷專家平臺為依托 智能穿戴設備+數(shù)字化運維工具為手段 故障工單 現(xiàn)場運

風機故障智能診斷

AR眼鏡 智能頭

手持終端?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.風電行業(yè)自然語言處理技術?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

AI自學習中樞

風機故障知識圖譜風機故障專家知識庫

設備健康管理 地圖導航定位 遠程專家系統(tǒng)AI助力快速成為故障診斷專家，在數(shù)據(jù)迭代中沉淀企業(yè)自身能力通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護智能檢修：縮短故障處理時長，提升檢修效率，實現(xiàn)預防性維護3.AI故障診斷通過計劃停機，避免了由軸承故障引起的非計劃停機造成的電量損失3.AI故障診斷1.異常告警 2.智能驗證異常5#機組軸承溫度運行期間比同風場標桿機組高出10°前軸承溫度比后軸承溫度高出10°+

發(fā)電機前軸承內(nèi)滾道狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常倍頻突出幅值約為0.015

故障知識庫推送檢修建議建議1月內(nèi)拆解查看發(fā)電機內(nèi)滾道?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.智能作業(yè)編排?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

專家遠程指導

預防性維護集團專家 現(xiàn)場檢修音視頻交互設備圖紙綜合考慮市場窗口、作業(yè)窗口、檢修窗口，全方位調(diào)度作業(yè)任務，實現(xiàn)發(fā)電量最優(yōu)、售電收益最大、運營成本最低、停機小時數(shù)最少的目標

現(xiàn)場檢修人員佩戴智能眼鏡和集團專家遠程協(xié)作專家實時掌握檢修情況，指導現(xiàn)場操作

對故障風機發(fā)電機進行拆解，建議立即做預防性更換避免停機10天，避免電量損失10萬度通訊互聯(lián)數(shù)字孿生電場自動巡檢智能檢修安全監(jiān)護安全監(jiān)護：場站安全全景感知，保護人員、場區(qū)、周界及室內(nèi)資產(chǎn)安全全景感知：安全監(jiān)測一張圖全景感知：安全監(jiān)測一張圖安防聯(lián)動集中監(jiān)控 人員安全危險告警

電子圍欄周界安防

安防聯(lián)動集中監(jiān)控 環(huán)境安全人員安全機組安全?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.1 2 3環(huán)境安全人員安全機組安全?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.故障告警，還原現(xiàn)場異常情況展示機組安全狀態(tài)，安全邊界機組風況感知，尾流仿真

人員巡檢軌跡定位人員檢修路徑規(guī)劃人員誤認危險區(qū)告警

跟蹤自然災害過境過程現(xiàn)場環(huán)境1:1還原推送安全巡檢路線云邊協(xié)同智能無人場站解決方案場站智能化建設.DTL.DTL,.OCYGOLONHCET&ECNEICSDNIWDLOG?15云邊協(xié)同智能場站總體設計集控中心

集團/區(qū)域運檢中心運檢門戶集控系統(tǒng) 數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng) 交 功率預測系統(tǒng) 換平科 場 設備健康系統(tǒng) 臺研 站

智能調(diào)度中樞中心運檢系統(tǒng)效果分析AI創(chuàng)新中心AI模型服務AI開發(fā)平臺AI數(shù)據(jù)服務新能源算法包AI創(chuàng)新中心AI模型服務AI開發(fā)平臺AI數(shù)據(jù)服務新能源算法包一 統(tǒng)和 智 中心云化資源安 一創(chuàng) 能 區(qū)域 全 集?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.新 化?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.數(shù)據(jù)協(xié)同算法協(xié)同成 建 運檢業(yè)務協(xié)同 管 成數(shù)據(jù)協(xié)同算法協(xié)同理 規(guī)其他場站其他場站果 設其他場站其他場站推 標 場站中控系廣 準

SCADA數(shù)據(jù)交換平臺SCADA

智能場站 規(guī) 范邊緣運檢系統(tǒng) 范任務調(diào)度 推理識別 健康預警 異常分析物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關 場 場邊緣計算節(jié)點 站 站邊 邊緣智能終端 緣 功率預測機組監(jiān)測 升壓站設備監(jiān)測 場站安防 智能單兵 平 平功率預測臺 臺場域網(wǎng)絡試點無人場站試點無人場站功能架構：跨域協(xié)同，智能調(diào)度，自主運行總部中心端智能運檢平臺總部中心端智能運檢平臺 智能運檢系統(tǒng) 算法綜合管理 數(shù) 算據(jù) 法風電場A

數(shù) 算據(jù) 法風電場B任務管理數(shù)據(jù)管理任務管理數(shù)據(jù)管理算法協(xié)同異常分析事件管理發(fā)布孤島運行任務管理數(shù)據(jù)管理算法協(xié)同異常分析事件管理發(fā)布孤島運行任務配置數(shù)據(jù)存儲算法調(diào)度管理異常狀態(tài)分級事件存儲事件展示網(wǎng)絡通信狀態(tài)識別任務配置數(shù)據(jù)存儲算法調(diào)度管理異常狀態(tài)分級事件存儲事件展示網(wǎng)絡通信狀態(tài)識別任務調(diào)度

數(shù)據(jù)質(zhì)量

算法推理執(zhí)行

首要故障分析趨勢分析

人工復核事件歸檔

本地存儲恢復上送

任務調(diào)度

數(shù)據(jù)質(zhì)量

算法推理執(zhí)行

首要故障分析趨勢分析

人工復核事件歸檔

本地存儲恢復上送調(diào)度采集智慧場站應用調(diào)度采集智慧場站應用?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.數(shù)據(jù) 任務 數(shù)據(jù) 任務調(diào)度采集智慧場站應用調(diào)度采集智慧場站應用?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.升壓站室外監(jiān)視監(jiān)測巡檢子系統(tǒng)感器局放傳感器器聲音傳感器微氣象站紅外熱成像儀可見光攝像機輪式機器人升壓站室內(nèi)監(jiān)視監(jiān)測子系統(tǒng)傳感模塊升壓站室外監(jiān)視監(jiān)測巡檢子系統(tǒng)感器局放傳感器器聲音傳感器微氣象站紅外熱成像儀可見光攝像機輪式機器人升壓站室內(nèi)監(jiān)視監(jiān)測子系統(tǒng)傳感模塊監(jiān)視設備監(jiān)視設備SVG設備升壓站室內(nèi)巡檢子系統(tǒng)溫度傳感器局放傳感器器拾音器紅外熱成像儀可見光攝像機有害氣體監(jiān)測軌道機器人升壓站智能安防子系統(tǒng)與響應人員定位電子圍欄為危險識別自動消防風電場區(qū)無人機巡檢子系統(tǒng)無人機北斗定位基站機載攝像頭無人機機巢風電場區(qū)監(jiān)視監(jiān)測安防子系統(tǒng)檢設備檢設備監(jiān)測設備防升壓站室外監(jiān)視監(jiān)測巡檢子系統(tǒng)感器局放傳感器器聲音傳感器微氣象站紅外熱成像儀可見光攝像機輪式機器人升壓站室內(nèi)監(jiān)視監(jiān)測子系統(tǒng)傳感模塊監(jiān)視設備監(jiān)視設備SVG設備升壓站室內(nèi)巡檢子系統(tǒng)溫度傳感器局放傳感器器拾音器紅外熱成像儀可見光攝像機有害氣體監(jiān)測軌道機器人升壓站智能安防子系統(tǒng)與響應人員定位電子圍欄為危險識別自動消防風電場區(qū)無人機巡檢子系統(tǒng)無人機北斗定位基站機載攝像頭無人機機巢風電場區(qū)監(jiān)視監(jiān)測安防子系統(tǒng)檢設備檢設備監(jiān)測設備防技術中臺組件復用技術中臺組件復用邊緣計算、存儲及網(wǎng)絡 邊緣計算、存儲及網(wǎng)絡邊緣計算、存儲及網(wǎng)絡邊緣計算、存儲及網(wǎng)絡云邊協(xié)同模式下的智能化運檢作業(yè)閉環(huán)中心側：區(qū)域集控運檢中心，智能運檢調(diào)度（任務管理、調(diào)度決策）+智能分析算法（算法開發(fā)、模型訓練）場站側：智能電場、黑燈電場，邊緣智能運檢系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集、邊緣計算）“資源集中、能力集中、決策集中”11工單推送

智能運檢管理平臺智能運檢調(diào)度 智能分析算

集團/區(qū)域集控運檢中心統(tǒng)一采集、統(tǒng)一管理、能力共享12反饋閉環(huán)

7算法研發(fā)模型訓練檢修計劃?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.1?GOLDWINDSCIENCE&TECHNOLOGYCO.,LTD.

異常校核10 確認云邊協(xié)同

2 9 6任 異 務 常 調(diào) 上 度 報

8模型下發(fā)

智能電場3執(zhí)行巡檢任務

邊緣智能運檢系統(tǒng)

4存儲巡檢數(shù)據(jù)

多系統(tǒng)多設備集成、邊緣分析計算智慧場站類應用穿戴輔助設備安防監(jiān)控設備環(huán)境監(jiān)測設備智能巡檢設備“輕量化、標準化、便捷化”智慧場站類應用穿戴輔助設備安防監(jiān)控設備環(huán)境監(jiān)測設備智能巡檢設備案例1：集團級智能場站云邊融合，貫徹“新運維模式”，場站級智能終端巡檢，實現(xiàn)多端串聯(lián)，打造無人場站智能運檢，兩級協(xié)同總部智能運檢系統(tǒng)承載場站智能巡檢任務，實時監(jiān)視，異常分析，”兩橫兩縱、十二個節(jié)點”實現(xiàn)業(yè)務執(zhí)行與業(yè)務管控上下聯(lián)動。全棧式人工智能開發(fā)服務平臺，集中數(shù)據(jù)進行模型訓練，下發(fā)

電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)

76異常事件

智能運檢系統(tǒng) 算法綜合管理總部場站側邊緣推理，開展算法研發(fā)創(chuàng)新。站端任務統(tǒng)籌管理站端任務管理子系統(tǒng)調(diào)用智能設備，執(zhí)行巡檢任

復核工單5異常事件復核緊急程度

業(yè)務協(xié)同

3AI

算法協(xié)同

4 異常分析首要故障分析趨勢分析