数字化风电场的应用与发展
风能领域中的智慧化技术应用
风能领域中的智慧化技术应用近年来，随着全球气候变化以及可再生能源的持续推广，风能已经成为了世界各地广泛使用的一种清洁能源，它在供能效率高、环保、可持续等方面展现出了强大的优势。
而针对这个新兴领域，智能化技术的快速发展则为风能的开发提供了更多可能性和技术支撑。
在本文中，将会探讨风能领域中智能化技术的应用情况，并着重分析了风力发电场中能源管理系统（EMS）和智能控制优化技术两个方面。
一、能源管理系统（EMS）能源管理系统（EMS）作为数字化风力发电场的核心，不仅可以对风电场内各个元件进行实时监测，还可以对风电场产生的能源进行统一管理和调度，实现能源高效利用的同时，还能提升风力发电场的安全性和整体效率。
传统的EMS使用人工操作，对运营效率和准确性都存在较大的不足之处，而现在借助于物联网（IoT）技术及云计算等先进技术，EMS已经可以实现真正的智能化管理，其核心是实时监测、数据分析和预测维护。
利用IoT技术可以对风电场中各个元件的运行状况进行详细监测，包括风机、传动系统、电力传输系统等，更加高效和精确地定位故障和异常情况。
而云计算的应用则可以大大提高EMS的处理速度和运行效率。
通过将庞大的监测数据进行整合和分析，在较短时间内就能够精确计算出风电场中电站的负荷和运行状况，有效提高了风电站的稳定性和安全性。
二、智能控制优化技术风电场的智能控制优化技术是指一种实时的、具有自动化决策的风电站控制系统，可以对风电场中的各种元件进行精准的控制，以达到最大化利用风电资源的效果。
通过人工智能（AI）、机器学习、模型预测控制、大数据以及其他前沿技术，风力发电场的优化控制模式可以实现精准优化，所有元素可以被实时监测、控制和调整。
这种方法可以有效减少群风损失，延长风电机组的使用寿命，提升制氧率和降低运维成本。
例如，机器学习技术可以在预测到高风速来临时对风电机组进行预处理，保证其在最短时间内退出风电场并降低发电速率，从而有效减少机组故障率。
风力发电的发展现状及应用
风力发电的发展现状及应用一、风力发电的发展现状风力发电是一种利用风能产生电力的技术，目前已经成为可再生能源领域中的主要代表之一。
随着全球对清洁能源的需求不断增加，风力发电技术取得了长足的发展，成为全球能源结构的重要组成部分。
1.全球风力发电装机容量的快速增长根据国际能源署（IEA）的数据显示，2000年至2019年，全球风力发电的装机容量从17.5GW增长到651GW，呈现出了快速增长的趋势。
特别是在欧洲、北美以及亚洲地区，风力发电已成为主要的清洁能源之一。
2.技术进步推动风力发电成本持续下降随着技术的不断创新和进步，风力发电的成本在持续下降。
据国际可再生能源机构（IRENA）的数据显示，全球范围内，风力发电的成本已经大大降低，特别是在欧洲一些发达国家，风力发电的成本已经竞争力十足，甚至低于传统化石能源。
3.政策和市场推动风力发电的发展许多国家和地区都出台了支持风力发电的政策和规划，鼓励企业和投资者加大对风力发电的投入。
而且，一些国家还采取了采购电力的方式，鼓励风力发电项目的建设和发展。
4.风力发电在能源转型中的重要作用当前，全球正在进行能源结构的转型，寻求更加清洁和可持续的能源供应。
而风力发电正是能够满足这一需求的重要能源形式，它能够代替传统的化石能源，减少温室气体的排放，保护环境和改善空气质量。
二、风力发电的应用风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有较广泛的应用领域。
它不仅可以用于大型商业发电项目，也可以在小型家庭和商业用途中得到应用。
1.大型商业风电项目大型商业风电项目是风力发电的主要应用形式，它通常是由大型风力发电场组成，通过集中式的发电和输送系统，为城市和工业区域供应电力。
这种风电项目通常会占据较大的土地面积，需要大规模的投资和建设。
2.分布式风能发电项目分布式风能发电项目是指在城市、农村或者工业区域附近设立小型风力发电设备，利用风能为小范围用户供电。
这种项目通常规模较小，可以分散建设，适合于电网不发达或者需求相对较小的地区。
风电行业发展前景及技术创新趋势
风电行业发展前景及技术创新趋势近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增长，风电作为其中的重要组成部分，正逐渐成为新型能源的主力军。
本文将探讨风电行业的发展前景以及技术创新趋势，并分析其对环境、经济和社会的影响。
一、风电行业发展前景1. 增长潜力巨大随着能源需求的不断增长以及对化石能源的限制，风电作为一种清洁、可持续的能源替代品，具有巨大的增长潜力。
据国际能源机构数据，到2030年，全球风电装机容量有望突破1000万千瓦，成为最重要的能源来源之一。
2. 技术升级推动行业发展随着技术的不断革新，风力发电技术在效率和成本方面实现了长足的进步。
目前，风电成本已经接近传统能源，建设成本更是大幅下降。
此外，兼具美观和环保特性的海上风电，也将成为未来风电行业的重要发展方向。
3. 政策支持助力发展各国政府纷纷出台鼓励可再生能源发展的政策，为风电行业的发展提供了强有力的支持。
无论是税收优惠、补贴政策还是市场准入门槛的降低，都将进一步促进风电行业的发展。
4. 减少二氧化碳排放作为清洁能源，风电的利用可以显著减少二氧化碳等温室气体的排放，对改善空气质量和应对气候变化具有重要意义。
风电行业的快速发展将为环境产生积极的影响。
二、技术创新趋势1. 风力发电机组的改进在提高发电效率和可持续性方面，风力发电机组的改进是一项关键技术。
近年来，随着风轮叶片材料的改良和结构的优化设计，风力发电机组的效率得到了显著提高。
2. 技术智能化与数字化智能化和数字化技术的应用将为风电行业带来新的发展机遇。
通过远程监控和控制系统，可以对风电场运行状态进行实时监测和管理，提高运营效率和可靠性。
3. 海上风电技术的突破海上风电作为发展潜力巨大的领域，其技术创新成为风电行业的重要方向。
深水浮式风电平台、水下式风力发电机组等新型技术的应用将带动海上风电行业的快速发展。
4. 储能技术的应用由于风能的不稳定性，风电行业需要解决能量储存和平衡问题。
目前，储能技术如氢能储存、电池储能等正在不断发展，为风电行业的可持续发展提供了技术保障。
智慧风电场系统建设方案
02
方案设计：制定智慧 风电场系统建设方案， 包括技术路线、设备
选型、施工方案等
03
设备采购：按照方案 要求，采购相关设备
和材料
04
施工安装：按照施工 方案，进行设备安装
和调试
05
系统集成：将各个子 系统集成为一个完整 的智慧风电场系统
06
测试验收：对系统进 行测试Fra bibliotek验收，确保 系统满足设计要求和
运行稳定
集成化：将风电场与电 网、储能系统、负荷侧 管理等环节进行集成， 实现能源系统的优化运 行和协调发展。
应用场景：风力发电、分布式能源、智能电网等 市场需求：提高发电效率、降低运维成本、提高电网稳定性等 发展趋势：智能化、数字化、信息化等 政策支持：政府对可再生能源发展的支持和鼓励等
硬件设备：包括风力发电机、传感器、控制器等 软件系统：包括数据采集、数据处理、数据分析等模块 通信网络：包括有线和无线通信网络，实现数据传输和远程控制 监控系统：包括实时监控、报警、故障诊断等功能 能源管理系统：包括能源调度、能源交易、能源储存等模块 运维管理系统：包括设备维护、维修、升级等模块
智能化：利 用大数据、 人工智能等 技术，实现 风电场的智 能化运维和 管理
集成化：将 风电场与储 能、电网等 系统进行集 成，提高能 源利用效率
绿色化：采 用环保材料 和工艺，降 低环境污染， 实现可持续 发展
市场化：通 过市场竞争， 推动风电场 系统技术进 步和成本降 低
国际化：加 强国际合作， 拓展海外市 场，提高国 际竞争力
市场需求：随着能源需求的不断增长和环境污染 问题的日益严重，智慧风电场系统具有广阔的市 场前景。
竞争压力：市场上已有多家企业涉足智慧风电场 系统领域，竞争压力较大。
风电场信息化数字化智能化建设之路研究
风电场信息化数字化智能化建设之路研究随着全球能源结构的调整和可再生能源的逐渐发展，风电已经成为了一个备受关注的重要领域。
风力发电是一种清洁、可再生的能源，具有广阔的开发和利用前景。
为了提升风电场的运营效率、降低运维成本，风电场信息化、数字化和智能化的建设已经成为了风电行业发展的重要方向。
风电场信息化数字化智能化建设涉及到多个领域，包括数据采集、传输和存储、监测和控制、设备运维等多个方面。
本文将从这几个方面对风电场信息化数字化智能化建设的研究进行探讨，希望能够为风电行业的发展提供一些参考和借鉴。
一、数据采集、传输和存储风电场地处偏远、环境复杂，数据的采集、传输和存储是风电场信息化建设的基础。
在过去，风电场通常采用人工巡检和数据录入的方式进行数据采集，这种方式效率低、成本高、容易出错，且不能实时获取数据。
现在，随着物联网技术、传感器技术的发展，风电场已经开始采用自动化的手段进行数据采集，实现了对风电场各种设备、生产数据的实时监测和采集。
针对数据的传输和存储，也出现了各种各样的技术和设备，如无线传输技术、云计算技术等，将风电场的数据进行传输和存储，提高了数据的可靠性和安全性。
二、监测和控制风电场的监测和控制是风电场信息化数字化智能化的重要组成部分。
通过对风电场风机、变流器、发电机等设备的状态进行监测和分析，可以及时发现设备的故障和问题，提前进行维护和保养，降低了风电场的运维成本。
对风电场的风速、温度、湿度等环境数据进行监测，可以为风电场的运行提供重要的参考数据，提高了风电场的发电效率。
在控制方面，随着智能化技术的不断发展，风电场的远程监控和控制也得到了很大的提升，现在的风电场可以实现远程监控和遥控，大大提高了风电场的运行管理效率。
三、设备运维风电场信息化数字化智能化建设的最终目的是提高风电场的运营效率和降低运维成本，而设备运维是实现这一目标的关键环节。
通过对风电场设备的维护保养信息进行数字化记录和管理，可以帮助风电场实现设备管理的智能化和精细化。
风电场信息化数字化智能化建设之路研究
风电场信息化数字化智能化建设之路研究随着节能减排和环保理念的深入人心，风力发电作为清洁能源，成为了世界各国重要的能源发展方向之一。
而风电场的信息化、数字化和智能化建设也在不断加速。
本文将就风电场信息化数字化智能化建设的发展现状及未来趋势进行研究分析。
1. 信息化建设：随着现代科技的飞速发展，风电场信息化建设已经取得了显著成果。
无论是风力发电机组、变桨器、风车塔架、还是变流器、配电装置等，都已经实现了信息化管理和监控，使得整个风电场的运行、维护、调试等工作都得以大大简化和提高效率。
2. 数字化建设：风电场数字化建设主要体现在数据的采集、传输和处理方面。
通过传感器和监控设备的安装，风电场将产生大量的运行数据和状态数据，这些数据对于风电场的运行和维护具有重要意义。
数字化建设的关键在于建立科学的数据分析模型，实现数据的变现价值。
3. 智能化建设：智能化风电场主要是指利用人工智能、大数据分析等技术，对风电场的运行、维护、设备健康状态等进行预测和优化。
通过智能化建设，可以实现风电场的自动化运行和维护，进一步提高发电效率和降低运营成本。
1. 数据安全挑战：风电场信息化数字化智能化建设所产生的大量数据需要进行有效的存储和管理，同时也面临着数据泄露和安全问题。
风电场需要建立健全的数据安全保护体系，保障数据安全和隐私。
2. 技术整合挑战：风电场信息化数字化智能化建设涉及多种技术，如传感器技术、云计算技术、人工智能技术等。
这些技术需要进行有效整合和协调，使得风电场的信息化数字化智能化建设效果更加显著。
3. 人才挑战：风电场信息化数字化智能化建设需要大量的专业技术人才，而当前市场上相关人才供应不足，造成了风电场信息化数字化智能化建设的人才短板。
三、风电场信息化数字化智能化建设的未来趋势1. 大数据与人工智能的应用：未来的风电场信息化数字化智能化建设将更加注重大数据和人工智能的应用。
通过对海量数据的分析和挖掘，可以帮助风电场实现更精准、预测性的运维管理。
智慧风电场发展现状及规划建议
智慧风电场发展现状及规划建议摘要：近几年数字化智慧风电场是风电领域开发的热点，与之相关的技术也已成为行业内研发的重点。
智慧风电场相关技术的持续发展，对于提高风电场的工作效率、减少运维人员、降低运维成本、提高设备的安全性、可靠性等具有重要意义，也有助于推动风电场由现有的定期维修、事后维修运维模式向预防性维修、视情维修模式的转变。
本文结合开发经验，总结了目前智慧风电场建设过程中面临的设备、数据、技术、管理等多方面问题，并给出了解决对策，以供参考。
关键词：智慧风电场；数字化风电场；智能决策；1智慧风电场特征智慧风电场主要基于测控技术、通信技术、信息化技术、大数据处理技术以及各类智能算法，实现对风机控制的自动化、设备状态感知及判断智能化、运维决策智慧化。
智慧风电场通过各类传感器准确获知各设备的状态，实现对风电场各设备状态的有效监控；通过较准确地风功率预测，并结合电网调度需求信息、各风机设备状态信息自动调节风机的输出功率，满足电网的调度需求；同时能对各设备的故障进行智能诊断，对设备状态进行智能评估，结合运维经验，实现运维决策自动化、智慧化。
智慧风电场的基础是风电场各类信息的数字化，其核心为数据、信息综合处理及智能分析系统（简称信息智能分析系统），本质是信息化与智能化技术在风电领域的高度发展和深度融合。
1.1设备状态智能监测与感知通过先进的监测传感技术、通信技术，智慧风电场能实时感知场内各关键设备的状态。
关键设备包括传动链系统、变桨系统、偏航系统、叶片、塔筒、地基、主变、箱变等，海上风电还需对海床冲刷情况、塔筒、地基腐蚀情况进行有效监测。
此外，还可通过智能安防系统的图像智能识别功能，对现场的安防情况进行智能监测与感知。
1.2数据智能分析智慧风电场可利用先进的大数据分析技术，对获取的各类信息及数据进行综合自动分析，主要包括数据的清洗、归类、编码以及统计分析等。
各智能算法应具有自我学习能力。
1.3设备状态智能评价基于获取的实时设备状态信息，智慧风电场可利用大数据分析技术、智能算法及评估模型对设备的健康度、寿命等进行智能评价，评价结果可为智能决策提供数据支撑，指导生产运维。
数字化风电场的应用研究和发展方向
数字化风电场的应用研究和发展方向【摘要】本文主要介绍数字化变电站在风电场应用的发展历程，基本功能，系统的组成结构和案例，系统需要解决的问题以及今后的发展趋势与展望。
【关键词】数字化；风电；iec618500.引言近年来随着国内风力发电机组的加快建设，风电场电气自动化领域的各项新技术、新产品也得到了广泛的推广和应用。
本文接下来要阐述的是现阶段正在实施的数字化变电站。
随着数字化变电站技术的发展和 iec61850 标准向电力系统的电厂领域的不断推广，数字化电厂的建设已由理论研究阶段走向工程实践阶段。
目前，iec 61850 标准已经正式由原名“变电站通信网络和系统”变更为“电力公用事业自动化的通信网络和系统”，并随之推出了众多面向发电厂的 iec61850 模型及应用标准： iec 61400-25 风电场标准、iec 61850-7-410 水电站标准和iec61850-7-420 分布式能源风电场标准。
在数字化风电场工程中，运用的技术涉及到数字化变电站中的各种技术，包括 mms 通讯，电子式光电互感器，goose 过程层信号传输等。
在国内，电力企业和相关厂家基于众多数字化变电站工程实践和数字化火电厂升压站监控工程实践，积累了大量的iec61850 数字化厂站经验，完全具备 iec61850 数字化风电场升压站的技术条件。
由于风电场升压站系统与变电站系统情况众多相似性，因此方案设计充分借鉴当前 iec 61850 在数字化厂站中的典型应用模式，并考虑到卓资风电场自身特点，推出卓资风电场升压站 iec61850 数字化实现方案及相应系统配置。
1.数字化风电场建设的意义根据 iec61850 标准思想并借鉴我国现有 iec61850 化变电站经验，依照：iec61850 数字化升压站采用过程层 goose 应用。
主变高压侧电流电压应用电子式互感器，中心点采用当前先进的全光纤电子式互感器。
系统改造范围包括2 套示范风电场箱式变压器保护测控装置。
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数字化风电场的应用与发展
摘要智能管理的数字化风电场的运行模式，凭借高度集成的一体化信息系统，以协调、有效和可靠的方式实现了所有的风力发电环节的运作，快速响应市场和企业业务需求，具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，通过对企业物理和工作对象的全生命周期量化、分析、控制和决策，提高了风电企业价值。
本文根据笔者多年的实践工作经验，就数字化风电场系统及其发展前景进行了详细分析，对相关从业人员具有一定的参考价值。
关键词数字化；风电场；风机；远程监控；数据采集
中图分类号TM614 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)062-0206-02
风电作为一种温室气体零排放的替代能源技术，被广泛认为可能在未来取代传统的化石燃料，成为新增发电量的主力军。
目前，我国风电行业发展迅速，风电装机容量已经超过千万千瓦，是亚洲第一，世界第四的风电大国。
随着我国风电基地的发电规模不断扩大，国内各大公司纷纷进军风电领域，生产相关设备的厂家逐渐增多，尤其是在大型的风电基地，风电场数字一体化的远程监控系统、风电数据采集系统和风电场值班检修管理系统等对风机的正常、稳定、安全和可靠运行起着越来越重要的作用。
数字一体化风电场的使用，是综合多种监控及管理平台，实现了风电场数字化监控与运行，优化了风机出力，提高了利用小时数，提升了运行管理水平。
同时，系统遵循IEC61400-25和IEC61850国际标准，实现风机监控、升压站监控、箱变监控一体化融合，包括AGC和A VC等功能，使风电场的控制与数字化水平得到显著提高。
风电场系统运行将更稳定，信息传输将更精确，并将大大减少人力成本，提高自动化水平和经济效益。
1 智能数字化风电场系统
1.1 风电机组远程监视系统
风电机组远程监视系统主要对分布在不同地区风电场的风力发电机组的设备运行情况及生产运行数据进行实时采集和监控，使用户能够随时随地及时准确地了解风电场的生产运行状况，并对生产实时数据进行数据采集、数据存储、实时数据显示、统计分析，为风电场科学化管理提供有力支撑。
系统按照《电力二次系统安全防护规定》，将风电机组远程监视系统部署在管理信息大区。
图1为风电机组远程监视系统部署的网络拓扑图。
图中分为两个大区：生产控制区和管理信息区。
风电场远程监控系统处于管理信息区中，生产控制大区通过隔离装置将数据发送至管理信息区的应用服务器，其中生产控制大区与管理信息区之间设置电力专用横向单向安全隔离装置，从而保证了生产控制的安全性。
整个风电场一体化监控系统构建主要基于MOSAIC SCADA、MOX系列控制器以及MEFASIS生产管理系统实现。
MOX对各风电机组进行本地控制的同时，将猜忌到的各参数通过光缆、工业以太网桥、GPRS/CDMA或者数传电台等各种通讯实现与风电全场作业区监控中心的MOSAIC SCADA系统进行通讯，并接受MOSAIC SCADA系统下达的对现场设备的远程控制命令。
1.2 数据采集
数据采集服务的配置要分三部分，依次为：基础信息配置、协议参数配置、
采集设备配置。
此系统支持MODBUS、OPC等主流协议，可满足风机实时数据及电量数据采集的要求。
同时，输出方式灵活，采集的实时数据既可输出到关系型数据库也可以以文件等方式输出到磁盘目录，具有可视化参照配置、部署方便和调试简单等优点。
图2为数据采集软件结构图。
1.3 风电场值班检修管理软件
风电场值班检修管理软件能实现风电场值班管理、巡视管理、运行记录填写、钥匙管理、检修管理、两票管理，使风电场日常值班检修过程实现电子化、标准化、流程化和规范化。
其软件的主要功能有如下几点：
1）值班管理。
值班管理是将当班的重要事件、当班记事、出勤人员、潜在隐患、调度指令、缺陷信息、钥匙借用、工器具发放归还、班前班后会议这几个方面的信息清楚地记录下来，方便下一班组人员全面了解上一班组的情况，也方便领导及时掌握现场一线发生的实际情况。
2）运行记录管理。
运行记录填写主要包括：运行分析记录、技术问答记录、继电保护记录、操作命令记录、调度停机记录、避雷器放电记录、防小动物措施记录、设备检修记录、一次设备检修验收、设备故障/变电站事故、断路器跳闸记录、绝缘测试记录、设备测温记录、解锁钥匙使用、电气设备试验、蓄电池单体电压月测试记录、集电线路接地电阻测量记录、风机接地电阻测试记录、关口表记录。
3）检修管理。
以检修工单为基础，对风机发生故障（缺陷）进行流程化全过程记录管理，记录了风机或线路编号、故障代码、故障/异常描述、值班人员、通知人、收单人、投运时间、是否停机、检修人员、许可开始时间、停机时长、现场故障现象、检修工作记录、清点/检查是否损伤、被通知人等基础信息，同时记录更换备件的详细信息。
2 数字化风电场的发展
中国风电发展刚刚起步之时，国家以“建设大基地、融入大电网”的思路发展中国风电产业，由于大基地和电力负荷中心不在同一个地方，需要电网实现“大规模、高集中、高电压、远距离输送”。
目前，随着风电建设的超前性，国家短期无法建立智能化的交流电特高压电网解决风电消纳和并网安全难题，于是“弃风”现象就难以避免了。
为此，《风电场接入电力系统技术规定》对风电有功功率及其控制、无功功率标准及其控制，低电压穿越能力、风电场要进行风机检测等等都做出了明确的要求。
这为解决电网安全问题提供了有力的支撑。
未来几年，风电企业需在做好风能资源评价、风电场选址、设备选型等的前提下，要重视并网条件的论证和电力市场的研究，深化风电场建设的可行性研究工作。
也要求电网企业要科学安排风电场运行，采取技术措施确保风电特许权项目的并网运行和所发电量的全额收购，不得限制特许权项目和国家能源主管部门批复的示范项目的出力。
通过合理安排项目建设进度，协调好风电和电网建设，我国未来将重点发展分布式能源系统，向电力负荷中心靠近。
走集中与分散并重的模式，继续建设千万千瓦级风电基地，同时鼓励在这些大基地以外分散式地因地制宜建设中小型风电项目，利用现有的输电线路。
发展低风速风场，鼓励分散接入电网。
3 结束语
随着我国经济的飞速发展，国家对风电的重视程度越来越高。
数字化风电场将得到更广阔的应用和发展，为我国的经济建设，人民的生活、工作和学习提供
重要保障。
参考文献
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