智慧風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)及探討

導(dǎo)讀：近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，電力能源領(lǐng)域也掀起了一股智慧化的熱潮。智慧能源、智慧電網(wǎng)、智慧風(fēng)電等其他相關(guān)的概念也逐漸被人們所熟知。結(jié)合自身平臺(tái)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和電力行業(yè)多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，本文闡述了智慧風(fēng)場(chǎng)的概念，介紹了智慧風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)下的發(fā)展現(xiàn)狀，并且針對(duì)目前的風(fēng)電行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行了需求分析。經(jīng)過(guò)深入研究后提出了智慧風(fēng)電場(chǎng)全生命周期的建設(shè)方案及平臺(tái)架構(gòu)的思路。同時(shí)，對(duì)智慧風(fēng)場(chǎng)建設(shè)中可能涉及的一些關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了探討。總結(jié)了目前智慧風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中存在和面臨的各項(xiàng)困難和挑戰(zhàn)，并給出了部分建議和對(duì)策，為今后風(fēng)電場(chǎng)的智慧化發(fā)展提供了參考。

1引言

作為社會(huì)發(fā)展最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力，能源問(wèn)題一直受到社會(huì)各界廣泛的關(guān)注。如何能夠更加安全、穩(wěn)定、清潔和可持續(xù)地利用能源來(lái)支撐人類社會(huì)的發(fā)展和前進(jìn)，也已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的全球性問(wèn)題。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等新一輪工業(yè)革命的興起，同時(shí)為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及地理環(huán)境演變的新趨勢(shì)和新要求，智慧能源、智慧電力、智慧電網(wǎng)等新興詞匯和理念也逐步走入人們的生活當(dāng)中。在現(xiàn)有的電力能源組成結(jié)構(gòu)中，風(fēng)力發(fā)電是繼火力發(fā)電和水力發(fā)電后，我國(guó)的第三大發(fā)電能源。除去傳統(tǒng)的火電和水電依舊占據(jù)著絕對(duì)主導(dǎo)的地位外，風(fēng)能作為目前所有已知的可再生能源中技術(shù)相對(duì)成熟，并具規(guī)?；_(kāi)發(fā)和利用前景的一種清潔能源也逐漸走進(jìn)了我們的生活當(dāng)中。因此，作為新能源領(lǐng)域中頗具代表性的綠色清潔能源，風(fēng)電技術(shù)的更新迭代，也在一定程度上體現(xiàn)了能源系統(tǒng)的變革。并且基于這潛力巨大的能源市場(chǎng)，“智慧風(fēng)電”“智慧風(fēng)電場(chǎng)”等概念的提出更是給本就競(jìng)爭(zhēng)激烈的傳統(tǒng)風(fēng)電領(lǐng)域帶來(lái)了根本性的沖擊。

2概述

2.1智慧風(fēng)場(chǎng)的概念智慧風(fēng)場(chǎng)的概念源自于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，2010年9月美國(guó)IBM公司首次在國(guó)內(nèi)發(fā)布了“智慧的電力”戰(zhàn)略以及系列解決方案。隨后逐步出現(xiàn)了“智能風(fēng)電場(chǎng)”“智慧風(fēng)電場(chǎng)”等概念。隨著智能技術(shù)的發(fā)展和能源產(chǎn)業(yè)化的加快，市場(chǎng)對(duì)于能源企業(yè)的要求已經(jīng)從數(shù)字化、智能化逐步過(guò)渡到智慧化的階段。智慧已經(jīng)不再是智能的簡(jiǎn)單升級(jí)，而是提出了更高層次的要求，需要電廠在生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程中充分展現(xiàn)出“擬人”的特點(diǎn)，即具有“思維”“判斷”和“決策”的能力。智慧風(fēng)電具有學(xué)習(xí)性、成長(zhǎng)性、開(kāi)放性、異構(gòu)性、友好性等基本特征。而智慧風(fēng)場(chǎng)指的是基于風(fēng)電企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)字化、信息化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)為基礎(chǔ)，將互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等新興的高科技手段與傳統(tǒng)電力企業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、安全生產(chǎn)監(jiān)管、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等流程進(jìn)行有機(jī)融合，最終構(gòu)建成覆蓋企業(yè)的全層級(jí)、全業(yè)務(wù)、全過(guò)程的智慧管控平臺(tái)。2.2國(guó)內(nèi)外風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，全球風(fēng)電裝機(jī)總量及裝機(jī)容量急劇增加。2020年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量為創(chuàng)紀(jì)錄的93GW，較2019年61GW的新增風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量，增幅達(dá)到53%。2020年全球陸上及海上風(fēng)能新增裝機(jī)容量已超過(guò)743GW，較2019年增長(zhǎng)了14%。在過(guò)去的二十年間，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)成熟的工業(yè)及能源行業(yè)都經(jīng)歷了一場(chǎng)數(shù)字化和信息化的革命。隨著能源行業(yè)和數(shù)字信息技術(shù)智能化的深度融合及發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源系統(tǒng)的智能化和智慧化的需要愈發(fā)迫切。由于風(fēng)力發(fā)電原理簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展也相對(duì)成熟，設(shè)備的自動(dòng)化和信息化程度較高，并且根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)自身場(chǎng)群分散、對(duì)智能遠(yuǎn)控要求較其他傳統(tǒng)電廠都更高等特點(diǎn)，風(fēng)電在能源的智能和智慧轉(zhuǎn)型中具備了優(yōu)越的先天條件，成為了開(kāi)拓智慧能源的踐行者和試金石。自“十二五”以來(lái)，以《中華人民共和國(guó)可再生能源法》為依托，我國(guó)逐步形成了一整套相對(duì)完善的、支持風(fēng)電發(fā)展的政策措施，并取得了豐碩的成果。在2016年2月，為了更好地提升能源轉(zhuǎn)換效率，針對(duì)我國(guó)能源發(fā)展和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的需求，國(guó)家發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中明確地指出了要將互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，將能源的生產(chǎn)和消費(fèi)相結(jié)合建成一套完善的智能生態(tài)體系。2.3智慧風(fēng)場(chǎng)建設(shè)需求分析雖然我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展和擴(kuò)大，我國(guó)的設(shè)備制造業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新的能力依舊受到限制，許多風(fēng)機(jī)及風(fēng)電設(shè)備的核心技術(shù)能力還停滯于“引進(jìn)、消化和吸收”的階段，風(fēng)電技術(shù)的自主創(chuàng)新能力不足導(dǎo)致風(fēng)電設(shè)備在智能化方向的進(jìn)展緩慢。同時(shí)，風(fēng)電本身的特性導(dǎo)致風(fēng)能產(chǎn)能過(guò)剩、棄風(fēng)等問(wèn)題的存在。尤其是目前智慧電網(wǎng)的建設(shè)依舊處于初步的探索階段，智能電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和風(fēng)電的并網(wǎng)難等問(wèn)題依舊成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)除了在其發(fā)展方向上面臨許多的困難，同時(shí)在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中也存在諸多不足。傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃建設(shè)流程大致經(jīng)歷十個(gè)階段。建設(shè)流程如圖1所示。圖1傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)流程為保證風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目規(guī)劃的合理性以及施工建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)維的安全性和責(zé)任制的落實(shí)，風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工及建設(shè)過(guò)程中通常會(huì)遇到很多挑戰(zhàn)，例如：（1）項(xiàng)目前期準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。因風(fēng)電特殊性，在電廠規(guī)劃階段不僅需要收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，還需建造測(cè)風(fēng)塔，收集至少一個(gè)完整年的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)路線布置規(guī)劃和升壓站定位。（2）傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不合理。雖然二維設(shè)計(jì)相對(duì)三維設(shè)計(jì)難度較低，設(shè)計(jì)工作周期短且出圖更加便捷，便于現(xiàn)場(chǎng)施工，但用二維的三向視圖來(lái)表達(dá)三維立體的設(shè)計(jì)易出錯(cuò)。且因不同專業(yè)的二維設(shè)計(jì)圖紙通常都不互通，易造成現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)一些不同專業(yè)間的設(shè)備、管道、電纜布線、建筑結(jié)構(gòu)等發(fā)生沖突，導(dǎo)致返工影響現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。（3）項(xiàng)目工期規(guī)劃和成本管理不合理，施工建設(shè)管理不專業(yè)。因施工現(xiàn)場(chǎng)易受人員、材料、機(jī)械設(shè)備、施工方式、環(huán)境、氣候等因素影響，導(dǎo)致重復(fù)的工作量增加，造成建筑材料的浪費(fèi)，增加了建筑成本。或者施工過(guò)程管理不到位、不專業(yè)影響了各施工單位并行施工作業(yè)的協(xié)同性，造成了管理的雜亂無(wú)章，導(dǎo)致施工進(jìn)度拉長(zhǎng)而使得工期緊張。

（4）風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)維模式不合理。傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)在生產(chǎn)運(yùn)維過(guò)程中都需配備一定數(shù)量的運(yùn)維人員，并配備相關(guān)生活設(shè)施，因而增加了運(yùn)維的人員成本。同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備巡檢及維護(hù)規(guī)劃不合理和重復(fù)性，導(dǎo)致運(yùn)維成本增加。且設(shè)備維護(hù)不及時(shí)使得風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備故障頻發(fā)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)整體運(yùn)營(yíng)產(chǎn)能效率低。設(shè)備本身的維護(hù)管理成本高導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電的成本居高不下。

3智慧風(fēng)電體系架構(gòu)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)智慧風(fēng)電的研究大多側(cè)重于智能算法和智能運(yùn)維等部分功能的智能化，或更關(guān)注于設(shè)備和局部系統(tǒng)的智能化控制或故障診斷。雖然許多風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)嘗試引用新技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)操作，但大多數(shù)新技術(shù)的應(yīng)用只體現(xiàn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的部分?jǐn)?shù)字化、信息化和智能化，并不代表風(fēng)電場(chǎng)具有了“智慧”。3.1智慧風(fēng)場(chǎng)全生命周期建設(shè)方案一套完整的智慧風(fēng)場(chǎng)的體系架構(gòu)需涵蓋風(fēng)場(chǎng)全生命周期的三個(gè)階段，即項(xiàng)目前期規(guī)劃階段、項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工階段及項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)階段。如圖2所示。圖2智慧風(fēng)場(chǎng)體系架構(gòu)（1）在規(guī)劃階段對(duì)項(xiàng)目需要進(jìn)行宏觀選址、測(cè)風(fēng)和測(cè)繪以及微觀選址。在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，可通過(guò)GPS定位、無(wú)人機(jī)航拍、基站定位等技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)風(fēng)資源和氣象地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并進(jìn)行三維仿真建模，通過(guò)算法及數(shù)字模型對(duì)當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源進(jìn)行分析，能在極短的時(shí)間內(nèi)完成宏觀選址并出具地勘報(bào)告。這不僅節(jié)約了建造測(cè)風(fēng)塔的人力成本，更節(jié)約了時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。通過(guò)算法模擬和風(fēng)況等數(shù)據(jù)的分析，對(duì)風(fēng)功率和風(fēng)資源進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)及評(píng)估。（2）在設(shè)計(jì)和施工階段，通過(guò)二維及三維相結(jié)合的設(shè)計(jì)圖紙，能顯著提升工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，使得設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)周期得到有效控制，并且能打破設(shè)計(jì)階段和施工階段之間簡(jiǎn)單的二維圖像與三維現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換間的壁壘，讓設(shè)計(jì)成果更好地服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)施工。同時(shí)，可以避免在以往的二維設(shè)計(jì)中由于圖紙和實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)不符而造成設(shè)計(jì)圖返工，甚至施工現(xiàn)場(chǎng)返工的情況。在項(xiàng)目施工過(guò)程中，結(jié)合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)及BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化三維智能施工管理云平臺(tái)，用三維模型數(shù)據(jù)集成平臺(tái)將項(xiàng)目參與方的多維信息集合起來(lái)，以模塊化的形式展現(xiàn)為智慧數(shù)字模型、智慧物流、智慧管理等三大板塊，可在施工建設(shè)中實(shí)現(xiàn)安全作業(yè)監(jiān)控、電子巡檢、AI智能識(shí)別、4D施工進(jìn)度優(yōu)化管理、5D施工造價(jià)管理、建造協(xié)同等功能，使得施工建設(shè)及施工管理更科學(xué)、高效、安全。（3）待項(xiàng)目施工完畢，風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)入項(xiàng)目的生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)階段。通過(guò)搭建風(fēng)電場(chǎng)智能運(yùn)維平臺(tái)，既能對(duì)風(fēng)電場(chǎng)日常的生產(chǎn)發(fā)電及整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)提供全天24小時(shí)的智能監(jiān)控和在線診斷，同時(shí)又保證風(fēng)電企業(yè)的智慧運(yùn)營(yíng)和提供智慧決策。使得風(fēng)電場(chǎng)真正成為新一代少人甚至無(wú)人值守、集中監(jiān)控、電網(wǎng)友好型的智慧型風(fēng)電場(chǎng)3.2智慧風(fēng)場(chǎng)平臺(tái)架構(gòu)智慧風(fēng)電場(chǎng)架構(gòu)可從生產(chǎn)管理維度和信息平臺(tái)架構(gòu)兩個(gè)方向展開(kāi)研究：（1）從生產(chǎn)管理維度來(lái)看，可分為四個(gè)層級(jí)：風(fēng)機(jī)級(jí)，即具備深度感知、自我認(rèn)知和優(yōu)化控制、協(xié)同決策等特征的智能風(fēng)機(jī)；場(chǎng)站級(jí)，即基于智能電網(wǎng)技術(shù)，具有能夠?qū)Νh(huán)境即風(fēng)力、風(fēng)向及其他環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，以及電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)和自我優(yōu)化的能力；集控級(jí)，通過(guò)對(duì)若干風(fēng)電場(chǎng)群數(shù)據(jù)信息收集整理分析，達(dá)到全面統(tǒng)籌、集中控制和智能化管理，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維；集團(tuán)級(jí)，指能實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和自主優(yōu)化，并提供集團(tuán)發(fā)展層面的指導(dǎo)分析、智慧決策和智慧發(fā)展。（2）從信息平臺(tái)架構(gòu)來(lái)看，可分為四個(gè)層級(jí)：邊緣層，構(gòu)建精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)采集體系是基礎(chǔ)；基礎(chǔ)層（即工業(yè)IaaS層），為用戶提供具有低成本、免維護(hù)、伸縮性強(qiáng)且支持應(yīng)用廣泛的包括服務(wù)器、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是支撐；平臺(tái)層（即工業(yè)PaaS層），構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展的操作系統(tǒng)，為應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)提供一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是核心；應(yīng)用層（即工業(yè)SaaS層），形成滿足不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的應(yīng)用服務(wù)是關(guān)鍵。此外，信息平臺(tái)需要具備：存儲(chǔ)資源管理、集群管理、工業(yè)信息模型庫(kù)及管理、通用中間件與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、應(yīng)用和容器監(jiān)控、運(yùn)行監(jiān)控與告警服務(wù)、統(tǒng)一日志管理、應(yīng)用/服務(wù)軟件部署與管理等功能。以風(fēng)電場(chǎng)智慧運(yùn)維平臺(tái)為例，平臺(tái)縱向分層采用五層模型，如圖3所示，由下至上共分為基礎(chǔ)硬件設(shè)施層、智能感知層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、基礎(chǔ)應(yīng)用層及高級(jí)應(yīng)用層?；A(chǔ)硬件設(shè)施層由各種硬件設(shè)備及物理網(wǎng)絡(luò)連接組成；智能感知層是對(duì)硬件設(shè)施信息及環(huán)境和電力系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取和采集，并建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的元數(shù)據(jù)匯集；數(shù)據(jù)服務(wù)層指利用大數(shù)據(jù)和云服務(wù)等技術(shù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源同構(gòu)或組合成為資源池，為系統(tǒng)提供資源管理、部署、分配、監(jiān)控和并發(fā)等支持；基礎(chǔ)應(yīng)用層是對(duì)平臺(tái)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)各項(xiàng)控制功能服務(wù)的實(shí)現(xiàn)；高級(jí)應(yīng)用層由各類高級(jí)應(yīng)用程序、軟件構(gòu)成。圖3智慧風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維平臺(tái)構(gòu)架

4智慧風(fēng)場(chǎng)關(guān)鍵技術(shù)

智慧風(fēng)電場(chǎng)作為能源智慧化的一個(gè)探索方向，通過(guò)將風(fēng)電場(chǎng)測(cè)控通信技術(shù)、風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)及電廠生產(chǎn)運(yùn)維運(yùn)作方式和最新的互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段進(jìn)行深度融合，是一個(gè)將風(fēng)電場(chǎng)從自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化逐步過(guò)渡到智能化乃至智慧化的過(guò)程。為了使風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)“智慧化”并能真正達(dá)到“少人甚至無(wú)人監(jiān)管”以及能夠滿足自主進(jìn)行“擬人化”的智慧決策，還需要對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷的迭代和升級(jí)。4.1風(fēng)資源精細(xì)化評(píng)估及風(fēng)機(jī)功率智慧調(diào)節(jié)風(fēng)資源評(píng)估及風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用如圖4所示。為了讓風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行效益最大化，并且在接入電網(wǎng)時(shí)體現(xiàn)智能調(diào)控及自優(yōu)化性，需要保證風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源數(shù)據(jù)采集分析和評(píng)估結(jié)果的完整性和準(zhǔn)確性。例如采用中尺度WRF數(shù)值模擬方法和微尺度CFD數(shù)值模型耦合的方法來(lái)提高風(fēng)資源評(píng)估方法的精確性。同時(shí)，風(fēng)能資源評(píng)估和風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)技術(shù)需要對(duì)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源進(jìn)行高精度短期和中長(zhǎng)期氣象預(yù)測(cè)和趨勢(shì)分析。例如采用虛擬測(cè)風(fēng)塔技術(shù)，模擬出風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域范圍內(nèi)或者具體的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位的氣象數(shù)據(jù)來(lái)解決風(fēng)資源數(shù)據(jù)完整性缺失等問(wèn)題。圖4風(fēng)資源評(píng)估及風(fēng)功率預(yù)測(cè)的應(yīng)用4.2風(fēng)場(chǎng)升壓站智能選址及風(fēng)機(jī)智能布機(jī)技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)及升壓站選址是關(guān)乎整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)施工成本及建成后生產(chǎn)發(fā)電效益的關(guān)鍵。因此，在風(fēng)電場(chǎng)宏觀和微觀選址時(shí)，可以通過(guò)分析該區(qū)域的氣象和地理數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)資源的中尺度及微尺度模型的計(jì)算結(jié)果，利用尋優(yōu)算法模型來(lái)得出可供參考的升壓站選址和合理的風(fēng)機(jī)布局路線。這樣可避免在測(cè)風(fēng)塔不足、測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)缺失或因地理?xiàng)l件導(dǎo)致的選址失誤。與此同時(shí)，還可以根據(jù)風(fēng)場(chǎng)不同地理位置和風(fēng)況條件對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，以此達(dá)到降低風(fēng)場(chǎng)造價(jià)，提高風(fēng)機(jī)利用率和風(fēng)場(chǎng)效益的效果。如圖5所示。圖5升壓站選址及規(guī)劃4.3智慧運(yùn)維及可視化智能巡檢智慧風(fēng)電場(chǎng)在生產(chǎn)運(yùn)維的管理過(guò)程中可通過(guò)電子兩票管理實(shí)現(xiàn)對(duì)工作票的全過(guò)程的跟蹤，保證安全措施的落實(shí)。通過(guò)智能安防系統(tǒng)的圖像智能識(shí)別功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安防情況進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)與感知?；讷@取的實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)信息，智慧風(fēng)電場(chǎng)可利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能算法及評(píng)估模型對(duì)設(shè)備的健康度、壽命等進(jìn)行智能評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果可為智能決策提供數(shù)據(jù)支撐，指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)維。對(duì)于故障設(shè)備，智慧風(fēng)電場(chǎng)可借助全開(kāi)放的智慧風(fēng)電體系架構(gòu)，利用精準(zhǔn)的疲勞損傷模型、故障智能診斷算法，并結(jié)合設(shè)備的歷史運(yùn)行信息對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行智能診斷，明確故障原因，結(jié)合運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)給出排故建議，并能對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)警。在運(yùn)維和巡檢過(guò)程中，所涉及的工器具、備件信息、環(huán)境數(shù)據(jù)、人員信息、運(yùn)維路線及運(yùn)維工作內(nèi)容都會(huì)通過(guò)手機(jī)端應(yīng)用將人員定位和工作內(nèi)容實(shí)時(shí)推送和反饋給相關(guān)人員，并在系統(tǒng)內(nèi)留下電子記錄，保證運(yùn)維和巡檢工作的公開(kāi)性、規(guī)范性和安全性。4.4智能決策智慧風(fēng)電場(chǎng)的智能決策系統(tǒng)是將人工智能AI和傳統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)DSS相結(jié)合，將風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行統(tǒng)籌管理及分析。在風(fēng)電場(chǎng)的日常生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)診斷、發(fā)電并網(wǎng)及電力交易等過(guò)程中提供相應(yīng)的智慧化決策分析和指導(dǎo)意見(jiàn)。例如基于風(fēng)機(jī)運(yùn)維數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能評(píng)估和智能維修決策系統(tǒng)，可以將目前風(fēng)電場(chǎng)傳統(tǒng)的“故障維修、預(yù)防性維修和狀態(tài)維修”策略轉(zhuǎn)變成“以預(yù)防性維修、視情維修為主，故障維修為輔”的智能型維修決策。風(fēng)電場(chǎng)的安全應(yīng)急決策系統(tǒng)也可根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)專家系統(tǒng)和算法模型，生成各種專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案：如自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生、社會(huì)安全、海上作業(yè)等緊急安全預(yù)案。當(dāng)緊急事件即將來(lái)臨或已經(jīng)發(fā)生時(shí)，安全應(yīng)急決策系統(tǒng)可啟動(dòng)相應(yīng)的預(yù)警和處理方案。

5智慧風(fēng)場(chǎng)建設(shè)面臨問(wèn)題及對(duì)策

5.1設(shè)備及數(shù)據(jù)問(wèn)題現(xiàn)階段風(fēng)電場(chǎng)普遍都采用自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，但由于同風(fēng)場(chǎng)采購(gòu)的設(shè)備均來(lái)自不同的廠家，其各自配備的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口不兼容，導(dǎo)致底層的設(shè)備數(shù)據(jù)獲取困難，很難有效地被整合利用起來(lái)。且由于風(fēng)電場(chǎng)的特殊性，使其面對(duì)的環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)及電網(wǎng)數(shù)據(jù)量十分龐大，面對(duì)海量的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和分析工作，如何保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、規(guī)范性和完整性成為了智慧風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)面臨的首要難題。5.2生產(chǎn)安全及信息安全問(wèn)題生產(chǎn)安全方面，智慧運(yùn)維平臺(tái)應(yīng)具有高度的可靠性和安全性。平臺(tái)具有完善的授權(quán)和數(shù)據(jù)備份機(jī)制，能夠提供完善的用戶鑒權(quán)、訪問(wèn)控制、安全日志管理、操作員權(quán)限管理的多種安全手段，并提供多種安全檢查手段，保證公司能夠正常