11 智慧化风电场新技术介绍(周胡)
风电场监控系统的智能运维与自动化控制
风电场监控系统的智能运维与自动化控制随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能作为一种广泛利用的清洁能源逐渐受到重视。
风电场作为风能的主要利用方式之一，具有风大、成本低廉、环保等优势，但其运维和控制面临着一系列的挑战。
为了提高风电场的运营效率和安全性，许多风电场开始引入智能运维与自动化控制系统。
智能运维是指利用人工智能和大数据等技术手段对风电场进行实时监测和维护的过程。
这项技术的引入可以使得风电场的运维更加高效和精确。
首先，智能运维系统可以通过传感器对风机的温度、振动、转速等参数进行监测，实时掌握风机的运行状态。
一旦发现异常情况，系统会立即向操作人员发出预警，帮助他们快速定位问题并采取相应的措施。
此外，智能运维系统还可以通过与维修人员的信息交互，实现线上的维修指导，减少人工巡检的频率和维修成本，提高风电场的可靠性和效益。
自动化控制则是通过引入自动化设备和算法，对风电场的运行过程进行控制和优化。
比如，在风电场的发电过程中，风能的输入是不稳定的，需要根据实时的需要来调整风机的转速和叶片的角度。
传统的调整方式主要依赖于运维人员的经验和现场操作，效率较低且容易受到人为因素的影响。
而自动化控制系统则可以通过实时监测风速、电网负荷等参数，结合预先设定的算法和模型，自动调整风机的运行状态，实现最大化的能源利用和发电效率。
此外，自动化控制系统还可以帮助风电场实现远程监控和运维，减少对人工干预的依赖，提高风电场的安全性和稳定性。
然而，要实现风电场监控系统的智能运维和自动化控制，并不是一件容易的事情。
首先，风电场作为一个复杂的工程系统，涉及到大量的参数和变量，对数据的处理和分析要求较高，需要引入先进的大数据和人工智能技术。
其次，在引入智能运维和自动化控制系统时，需要考虑到系统的可行性和可靠性，并尽量减少对传统运维方式的冲击和变革。
最后，风电场监控系统的智能化和自动化需要与相关的产业链紧密结合，包括风机制造商、软件开发商、维修服务商等，共同促进风电产业的发展。
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。
智慧风场系统设计方案
智慧风场系统设计方案智慧风场系统设计方案是指通过使用先进的技术和系统，对风力发电场进行优化管理和监控，实现自动化、智能化的运维和管理。
以下是一个针对智慧风场系统的设计方案。
一、引言风力发电是一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的潜力。
然而，传统的风力发电场管理和维护方式存在许多挑战，例如效率低下、维护成本高、安全隐患等。
智慧风场系统旨在通过整合先进的技术和系统，提高风力发电场的管理和运维效率，降低成本，提高安全性。
二、系统架构智慧风场系统包括以下核心组件：1. 传感器网络：通过安装在风力发电机组、变电站等位置的传感器，实时监测各种参数，如风速、风向、温度、湿度、电压、电流等。
2. 数据采集和传输系统：将传感器获取的数据通过有线或无线网络传输到数据中心。
3. 数据中心：通过云计算和大数据技术，对传感器采集的大量数据进行实时处理和分析。
数据中心还负责存储和管理历史数据，并提供可视化界面供用户查询和监控。
4. 人机交互界面：通过手机应用或网页，用户可以实时监控风场运行状态、查询历史数据，进行远程控制和调整参数。
5. 智能决策系统：基于大数据分析和人工智能算法，智能决策系统可以预测风力发电场的运行状态，优化发电机组的运行策略，提高发电效率。
三、系统功能智慧风场系统具有以下核心功能：1. 实时监测：通过传感器网络和数据采集系统，实时监测风场的各种参数，及时发现问题并采取措施。
2. 预警和诊断：通过对大量数据的分析，智能决策系统可以预测风场的故障和异常情况，并发出警报，提醒运维人员采取相应措施。
3. 远程控制和调整：用户可以通过人机交互界面，远程控制风场的运行状态，如启停发电机组、调整风扇角度等。
4. 运维管理：系统可以自动记录和管理风场的运行数据，生成报告和统计分析，方便运维人员进行管理和决策。
5. 能源优化：智能决策系统可以通过分析大量数据，提供优化的发电策略，提高发电效率和能源利用率。
四、系统优势智慧风场系统相比传统的风力发电场管理方式具有以下优势：1. 高效运维：系统可以实时监测风场的运行状态，并预测故障和异常情况，提高运维效率。
风电场智能化运维技术导则
风电场智能化运维技术导则1范围本文件规定了风电场智能化运维技术基本概念与体系架构。
规定了数据采集与传输、智能化运维系统管理、功能与性能、外部接口等方面的技术要求。
本文件适用于风电场智能化运维技术的运行、验收、维护和评估。
2规范性引用文件略3.术语略4缩略语下列缩略语适用于本文件。
AGC：自动发电控制(AUtomatiCGenerationContrOI)AVC：自动电压控制(A1JtOmatiCVCdtageCOntroI)0MS：停电管理系统(OUtagemanagementSyStem)SCADA：数据采集与监视控制系统(SUPerViSOryCOntrO1AndDataACqUiSition)MR0：维护、维修、运行(Maintenance*Repair&Operations)5风电场智能化运维5.1 风电场智能化运维含义5.1.1 风电场智能化运维宜采用“线上线下融合”的方式，线上依托集控中心和生产管理系统，对场站进行集中监控和诊断分析，指导风电场人员进行运维工作。
线下以智能风机技术、数字化技术、人工智能技术为主，可结合图像识别技术、红外成像技术、单兵可穿戴系统、智能可视化巡检技术以及无线网络覆盖技术等，可结合智能风机标配的虚拟同步发电机控制系统，实现场站智能安全、智能场群控制、智能生产、智能并网等功能。
5.1.2 风电场智能化运维其功能需求应具有运行(控制、检测)、维护、检修、生产和资产管理过程的智能化、信息化、可视化、高安全等特点。
5.1.3 风电场智能化应实现全场设备全生命周期数据的数字化。
风电场智能化运维实现目标5.2.1 统一工作窗口整合生产管理、集中监控等生产监控管理数据、故障预警、功率预测等运维辅助提升服务，构建统一工作窗口，提供资源地图、企业价值展板等实时资产呈现，向政府等监管部门提供企业经济效益、绿色减排效益等实时社会贡献指标。
5.2.2 统一的信息聚合中心整合生产管理、集中监控、专工管理等内部系统与故障预警、功率预测等，实现业务的综合管理与信息监管。
风电场建设中的智能化管理如何实现
风电场建设中的智能化管理如何实现在当今能源转型的大背景下，风电场作为一种清洁能源的重要来源，其建设规模和数量不断增加。
为了提高风电场建设的效率、质量和安全性，实现智能化管理已成为必然趋势。
那么，风电场建设中的智能化管理究竟如何实现呢？首先，智能化管理离不开先进的信息技术和监测系统。
在风电场建设的前期规划阶段，通过使用地理信息系统（GIS）、卫星遥感和大数据分析等技术，可以对选址区域的风能资源进行精确评估。
这有助于确定最佳的风机布置方案，以最大化风能的捕获和利用效率。
同时，利用无人机巡检和三维建模技术，能够对建设场地进行详细的地形测绘和障碍物排查，为后续的基础施工和线路铺设提供准确的数据支持。
在设备采购和运输环节，智能化管理也能发挥重要作用。
通过建立供应链管理系统，实现对设备供应商的实时监控和评估，确保设备的质量和交付时间符合建设进度要求。
利用物联网技术，对运输过程中的设备进行实时跟踪和定位，及时掌握运输状态，避免因设备延误而影响工程进度。
施工过程中的智能化管理是确保风电场建设质量和安全的关键。
通过在施工现场安装智能监控摄像头和传感器，可以实时监测施工人员的作业行为、设备运行状态和环境参数。
例如，利用人员定位系统，可以及时发现施工人员是否进入危险区域，避免安全事故的发生。
同时，对施工设备的运行数据进行实时采集和分析，能够提前预测设备故障，进行预防性维护，减少设备停机时间，提高施工效率。
在质量管理方面，智能化管理系统可以实现对施工过程的全程追溯。
每一道施工工序都通过电子标签或二维码进行记录，包括施工人员、施工时间、使用的材料和设备等信息。
一旦出现质量问题，可以迅速定位到相关环节和责任人，及时采取整改措施，避免问题的扩大化。
此外，利用无损检测技术和智能检测设备，如超声波检测仪、无人机搭载的高清摄像头等，可以对风机塔筒、叶片等关键部件进行高精度的质量检测，确保设备的可靠性和稳定性。
智能化的项目管理平台也是风电场建设中不可或缺的一部分。
风电场监控系统的运维智能化与人工智能技术
风电场监控系统的运维智能化与人工智能技术随着能源需求的不断增长和对可再生能源的依赖加深，风电场作为一种清洁、可再生的能源资源得到了广泛的关注和重视。
风电场运维的有效性和稳定性对于提高发电效率和延长风机寿命非常重要。
因此，风电场监控系统的运维智能化与人工智能技术的应用变得越来越重要。
风电场监控系统是由一系列硬件设备和软件系统组成的，并通过实时数据采集、处理和分析，对风机运行状态进行监控、预测和分析。
为了提高风电场监控系统的运维效率和准确性，人工智能技术被应用于其中。
首先，风电场监控系统可以利用人工智能技术实现智能化运维。
通过分析风机的运行数据，人工智能技术可以识别出设备故障和运行异常，以支持预测性和预防性的维护。
例如，通过深度学习算法，可以对风机数据进行模式识别并发现隐含的故障模式，及时发现并解决潜在问题，从而减少设备的损坏和停机时间。
其次，人工智能技术可以帮助风电场监控系统实现自主学习和优化调整。
通过机器学习算法，监控系统可以根据实时数据进行自我学习，构建风机的操作模型。
这些模型可以用于预测风机的未来运行状态和性能趋势，并根据预测结果进行运维决策和优化调整。
通过这种方式，风电场监控系统可以实现对整个风电场的智能运营，提高发电效率和系统稳定性。
除了智能化运维之外，人工智能技术在风电场监控系统中还可以应用于安全管理。
风电场的安全管理对于保障风机和工作人员的安全至关重要。
人工智能技术可以通过分析监控系统中的视频和图像数据，检测和识别风机故障、火灾、入侵等风险和安全问题。
此外，人工智能技术还可以通过基于声音和振动的分析，实现对风机的异常噪声和震动的实时监测，及时发现潜在的故障和危险。
在风电场监控系统中应用人工智能技术也面临一些挑战和问题。
首先是数据的收集和处理。
对于风电场来说，需要收集大量的实时数据，包括风机的运行数据、环境数据等。
如何高效地收集、存储和处理这些数据是一个挑战。
其次是算法的优化和精确性。
智慧化风电场新技术介绍-精
核心层
安全 监测
三维 可视 化
虚拟 现实
文档
用户 管理
数据 质量 控制
数字 化移 交
偏差
管理
项目 管理
权限 管理
工程数据 中心
数据 模板
管理
报表 管理
专家
系统
事件 管理
数据 标准
编码 规则
关系 模型
数据 检索
灾害
知识
变更
模拟
设备 性能
管理 数据
发布
影响 分析
数据 接口
工作 流管 理
管理 物料
运行 管理
二、大基地智慧化建设
前期 开发
选址 测风 资源分析 可行性研究
前期 工程
初设审查 确定方案
招标
工程启动 及建设
设计
建设
测试验收 及运维
运维 后评估
工程到期
评估残值 再利用
二、大基地智慧化建设
全生命周期管理系统逻辑结构分为三层，核心层、管理层以及应用层； 工程数据中心是核心，为管理层和应用层提供统一的信息服务 应用层
二、大基地智慧化风电场建设
三、最新IT技术在风电场中的应用
二
大基地智慧化风电场建设
运行管理系统——落地最好，实用性最强和智慧运维的基础
二、大基地智慧化建设
基地信息公共服务平台建设 ☆全生命周期管理 基地风功率预测（能量管理） 基地信息监测（生产运行管理） 数据分析和数据服务
二、大基地智慧化建设
1、无人员伤亡问题 2、提升了工作质量和效率 3、有效降低了巡检成本 4、为叶片全寿命的跟踪机制
提供宝贵数据
谢 谢！
显著提升工程设计效率，设计流程和设计周期得到有效控制 打破设计阶段与施工阶段之间的数字墙，使设计成果更好服务于现场施工
智能风电场技术导则
智能风电场技术导则
随着世界能源需求逐渐增加，风能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到重视。
为了提高风能的利用效率和减少运维成本，智能化的风电场技术逐渐成为风电行业发展的趋势。
以下是智能风电场技术导则的一些关键点：
1. 能源管理系统：通过对风电场内部各个系统进行监控和控制，实现最大化发电。
能源管理系统需要具备完整的数据采集、存储、处理和分析能力，以及实时调度、设备控制和自动化管理能力。
2. 智能化运维：利用物联网、大数据、人工智能等技术对风电场设备进行实时监测和运维管理，提高设备的可靠性和稳定性。
智能化运维可以实现设备故障预测、远程诊断和维修等功能，降低运维成本和提高效率。
3. 多能互补：在风电场中引入光伏、储能等多种能源形式，实现多能互补，提高风电场的可靠性和稳定性。
同时，通过智能化的能源管理系统，实现不同能源之间的协同调度和优化，减少能源浪费和排放。
4. 高效电网接入：在风电场接入电网时，需要考虑电网的稳定性和安全性。
智能化的电网接入方案可以实现风电场和电网之间的协同调度和控制，提高电网的稳定性和安全性。
5. 安全环保：在风电场建设和运营过程中，需要考虑安全和环保问题。
智能化的安全监控和环保管理系统可以实现风电场的安全监测和环境监测，及时发现和处理安全和环保问题，保障风电场的安全
和环保。
总之，智能化的风电场技术可以实现风电场的高效利用、可靠稳定、多能互补、高效电网接入和安全环保等多方面的优化。
未来，随着技术的不断发展，智能化的风电场技术将会得到更加广泛的应用和推广。
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2018年1月5日
目录
CONTENTS
一、三维数字协调设计
二、大基地智慧化风场建设 三、最新IT技术在风电场中的应用
一
三维数字协同设计
设计施工一体化、全生命周期管理的起点
一、三维数字协同设计
工程数字化是将工程的模拟量信息转变为计算机可以处理的数字信息，从而实现计算机对工程资源的控制、运行 和管理。
中国电力建设集团（股份）有限公司
目录
CONTENTS
一、三维数字协调设计 二、大基地智慧化风电场建设
三、最新IT技术在风电场中的应用
三
最新IT技术在风电场中的应用
智慧化风电场领域最具潜力的应用方向
三、最新IT技术在风电场中的应用
中国电力建设集团（股份）有限公司
三、最新IT技术在风电场中的应用
网络架构
升压站网络拓扑图 风机网络拓扑图
电气接线
电气主接线图
• 风电场风机分布图3
#1主变接线图
中国电力建设集团（股份）有限公司
二、大基地智慧化建设
生 • 实时信息 产 • 风机实时信息 管 • 主变实时信息 理 • 测风塔实时信息
• 110kV线路实时信息
• SVG实时信息
• 风功率预测实时信息
运行指标
风电场运行指标 运行指标日报表 运行指标月报表 运行指标年报表
评价指标
运行维护评价 电量评价
中国电力建设集团（股份）有限公司
二、大基地智慧化建设
运 • 日常运行管理记录 行 • 运行日志 管 • 缺陷申报 理 • 缺陷申报单追踪
• 操作票工作票管理
• 工作任务单追踪
• 完成工作任务单查询
操作票工作票填写 工作任务单 电气操作票 机械பைடு நூலகம்作票 电气第一种工作票 电气第二种工作票 机械工作票 自控工作票
中国电力建设集团（股份）有限公司
一、三维数字协同设计
中国电力建设集团（股份）有限公司
一、三维数字协同设计
虚拟资产的建立 电站投产后，得到两个资产
一个是实物电站（物理资产） 一个是数字电站（虚拟资产）
创建一项物理资产的同时，也有一项相关的 虚拟资产被创建。
中国电力建设集团（股份）有限公司
✓ 数字化模型和实物资产一一 对应
中国电力建设集团（股份）有限公司
一、三维数字协同设计
华东院数字化解决方案
总体规划、分步实施、统筹安排、协调发展
一个平台、一个数据架构、一个模型
以“总体规划、分步实施、统筹安排、协调发展”的原则开展工程三维数字化研究工作，在“一 个平台、一个数据架构、一个模型”的总体构想下，采用三维设计软件、协同设计管理软件和数据库 服务软件等为基础，各专业的生产需求为导向，坚持自主开发，致力打造符合中国工程设计行业一流 的三维数字化设计平台。
提供宝贵数据
中国电力建设集团（股份）有限公司
谢 谢！
从“可见”到“不可见” 从被动响应到主动预测 从基于经验到基于事实 从模糊定性到精确定量 从静态走向东台 从局部优化到全局优化
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三、最新IT技术在风电场中的应用
中国电力建设集团（股份）有限公司
三、最新IT技术在风电场中的应用
1、无人员伤亡问题 2、提升了工作质量和效率 3、有效降低了巡检成本 4、为叶片全寿命的跟踪机制
中国电力建设集团（股份）有限公司
一、三维数字协同设计
显著提升工程设计效率，设计流程和设计周期得到有效控制 打破设计阶段与施工阶段之间的数字墙，使设计成果更好服务于现场施工
工程数字化
数字化施工管理在技术上为施工质量提供了有效保障
动态的工程进度数字化模型，为施工进度提供数字化依据
数字化安全监控及应急处理技术，为工程安全运行保驾护航 把瞬息万变的生产数据信息传递给企业管理层，实现“在线管理”，降低管理成本和劳动 力成本，提高经济效益
工程数字化的业务范围
工程数字化
三维设计 数字采集 模拟仿真 安全监测 建造管理 应急管理 资产管理 智能运维
中国电力建设集团（股份）有限公司
一、三维数字协同设计
目前国内外工程数字化应用及发展趋势主要体现在三个方面： 1、三维数字化协同设计 2、设计施工一体化 3、工程全生命周期管理
工程全生命周期管理 设计施工一体化 三维数字化协同设计
数据 标准
编码 规则
关系 模型
数据 检索
灾害
知识
变更
模拟
设备 性能
管理 数据
发布
影响 分析
数据 接口
工作 流管 理
管理 物料
运行 管理
管理
地质 灾害
数字 化档 案
虚拟 检修
虚拟 巡检
资产 管理
管理
中国电力建设集团（股份）有限公司
二、大基地智慧化建设
风电场 测风塔
实时运行监测
数值气象预报
风功率预测 风机运行效率评估 风资源评估
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二、大基地智慧化建设
中国电力建设集团（股份）有限公司
二、大基地智慧化建设
前期 开发
选址 测风 资源分析 可行性研究
前期 工程
初设审查 确定方案
招标
工程启动 及建设
设计
建设
中国电力建设集团（股份）有限公司
测试验收 及运维
运维 后评估
工程到期
评估残值 再利用
二、大基地智慧化建设
其他统计分析
风电功率预测及在线 监测软件系统
中国电力建设集团（股份）有限公司
能源局 电网调度中心
二、大基地智慧化建设
网站登录界面
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二、大基地智慧化建设
中国电力建设集团（股份）有限公司
二、大基地智慧化建设
综 合
信 息
• 信息汇总
• 风电场综合信息汇总
• 布置图
• 风电场风机分布图1 • 风电场风机分布图2
全生命周期管理系统逻辑结构分为三层，核心层、管理层以及应用层； 工程数据中心是核心，为管理层和应用层提供统一的信息服务 应用层
管理层
核心层
安全 监测
三维 可视 化
虚拟 现实
文档
用户 管理
数据 质量 控制
数字 化移 交
偏差
管理
项目 管理
权限 管理
工程数据 中心
数据 模板
管理
报表 管理
专家
系统
事件 管理
✓ 数字化模型是行为信息与实 物资产的联系纽带
✓ 数字化模型是一切虚拟化仿 真的基础
目录
CONTENTS
一、三维数字协调设计
二、大基地智慧化风电场建设
三、最新IT技术在风电场中的应用
二
大基地智慧化风电场建设
运行管理系统——落地最好，实用性最强和智慧运维的基础
二、大基地智慧化建设
基地信息公共服务平台建设 ☆全生命周期管理 基地风功率预测（能量管理） 基地信息监测（生产运行管理） 数据分析和数据服务