新闻聚焦

数字化风电为绿色奥运保驾护航
2022-02-18
来源: 金风科技

2022年冬奥会吸引全球目光,璀璨的灯光、光洁的赛道,甚至是机器人奉献的美食,都令人赞不绝口。这一切都源于绿色电力的强大支撑。在绿色电力的家族中,风电始终扮演着主角的硬核身份。“张北的风”是如何点亮“北京的灯”,数字化风电系统将这一切尽收眼底,运筹帷幄之间,为绿色奥运保驾护航。

与奥运两次结缘 

北京作为唯一举办过夏季与冬季奥运会的国际大都市,其绿色办奥理念一脉相承。新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)作为全球清洁能源和节能环保领域的领跑企业,两次与奥运结缘。早在2008年,金风科技的33台1.5MW风电机组即矗立在北京官厅风电场,为北京奥运场馆20%的电力供应提供了绿色保障。14年来,仍以每年约1亿千瓦时的发电量输送着绿色电力,可满足10万户家庭生活用电需求。

官厅

北京作为唯一举办过夏季与冬季奥运会的国际大都市,其绿色办奥理念一脉相承。新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)作为全球清洁能源和节能环保领域的领跑企业,两次与奥运结缘。早在2008年,金风科技的33台1.5MW风电机组即矗立在北京官厅风电场,为北京奥运场馆20%的电力供应提供了绿色保障。14年来,仍以每年约1亿千瓦时的发电量输送着绿色电力,可满足10万户家庭生活用电需求。

京能张家口张北郝家营项目-1

数字化让预测更精准

几时来风?几时风停?风力多大?能发多少风电?奥运绿电对电网的安全性和稳定性提出了更高要求,需要更加精准地预测天气、风功率、发电量。面对风电行业的技术难点,金风科技与中国气象局、美国国家大气研究中心、欧洲中期天气预报中心等权威气象机构合作,借助覆盖全国的高密度测风网络,实时获取千余座测风塔及万余台机组测风数据。凭借海量的权威预测数据及实测数据融合,结合上百种算法模型,将风功率预测准确率由82%提高到87%。看似不起眼的5个百分点,难度却相当之大,其价值也更加凸显。以西北一座10万千瓦的风电场为例,在现行标准下,预测准确率每提高1%,仅考核费用一项即可为业主全年节约约18万元。强大的预测能力既可以满足电网对于波动性和间歇性风电的更优调度,提升电网对风电的消纳水平,还可以使风电出力与用电负荷更好的匹配,从而保障奥运绿色电力的安全稳定供应。

数字科技武装智能风机

与夏季奥运会相比,冬奥会中赛场的制冰造雪等工作产生更多碳排放。中国风电行业不断取得的技术突破,使得为奥运提供容量更大、可靠性更高、更加智能的创新产品成为可能。

新时期的风电机组武装了更多的数字黑科技,每台机组配置200+智能感知装置,300+设备失效预警模型,元件级在线实时监控,毫秒级自动控制及安全保障,可采集最小颗粒度的数据,实现发电机组7×24小时的安全运行平台与动态健康管理。可以说,借助这智能设备,风电机组有了“千里眼”“顺风耳”,即便相隔百里,它的一举一动尽在掌控之中。

据悉,金风科技为张北可再生能源示范项目提供智能风电机组近260台,装机容量近80万千瓦,年发电量合计超过21.75亿千瓦时,合作伙伴包括京能集团、三峡能源、协和新能源、特变电工新能源、华电冀北新能源、大唐新能源等多家企业。此外,金风科技还自建了张北两面井天润平价项目,20台2.5MW智能风电机组于2021年10月顺利并网,年发电量可达1.8亿千瓦时。

京能张家口康保项目京能张家口张北大囫囵项目京能张家口张北郝家营项目-2张北两面井天润平价项目

数字科技武装的智能风电机组使冬奥大规模使用风力发电成为可能,仅计算金风科技的装机数据,为2022冬奥供电的风电装机量达到2008奥运会的16倍以上。

京能(张家口)绿电集控中心

在为张北可再生能源示范项目供应风电机组的同时,金风科技提供的新型集控中心方案成功中标并高标准交付京能集团“京能(张家口)绿电集控中心”建设项目,打造“绿色奥运”“数字风电”综合运营管理平台,实现京能张家口区域4个风电场共计289台风电机组、115万千瓦风电集群的数字化管理,发挥集中监控、运营管理、应急指挥的一体化协同管理作用。实现风电场“无人值班、少人值守”、区域共享检修团队、统筹物资管理的运营模式。

 “绿电控制中心相当于4个风电场的中枢神经,以往4个风电场需要4个升压站、4个中央监控室,且无法实现信息共享。基于数字化和电网安全的需求,我们将这些风电场的管理集中到一个平台上。不但节省了人力成本支出,运营成本也降低了20%以上,运行工作人均劳效提升30%。发掘并主动探知发电潜能5%以上,释放更多机组的资产效能。有效提升了风电场资产运营质量、安全与经济效益。”金风科技全资子公司——北京金风慧能技术有限公司解决方案中心副总经理马辉向《风能》表示。

软件系统只是一个工具,要真正实现数字化、产生价值,进而释放业务潜力,必须充分融合客户现有的管理端。从前期的咨询策划,到统一采集数据标准,梳理各自的管理体系,并由此上溯至生产管理体系都要一一对接。其最直接的效果是在管理上实现数据的标准化、透明化,可用于更多精准的评估、设计评价指标等。马辉向记者解释道:“这项工作花费了大量精力,因为每台风电机组都有数百个采集点。经过反复沟通梳理,借助这项工作,京能集团也在全国风电项目中建成了企业内部统一的设备数据指标体系,管理水平得到很大提高。”

值得一提的是,这套集控中心管理系统是金风科技在其上百套集控中心管理系统基础上的“升级”版,目前技术已经迭代到第三代。依托新的技术手段,风电场运维管理模式更加高效。专业人员也将逐渐集中于中心,为现场的运维人员提供专业的线上指导。未来,现场运维人员通过佩戴AR眼镜,即可获得线上专业的工作指导,进而完成现场的作业任务。

在冬奥会之后,不停旋转的风电机组将持续为北京地区输送清洁能源,服务“双碳”目标。“而数字化风电也将发挥更大价值。”马辉认为,“一是精细化运营,数据驱动透视成本结构,并通过主动技术监督动态管理价值损失与资产潜能,为投资商带来更多收益回报。例如基于数字化开发的售电辅助交易软件,能够帮助企业在电力现货交易中实现最大价值。二是通过对数据的深度挖掘,将价值链延展至风电投资保险、采购、财务、人员绩效、生产管理等全产业链生态中,提高资产运营与价值转化效率。”

“更快、更高、更强、更团结”,在助力北京2022年冬奥会首次实现100%绿色电能供应的目标中,金风科技与开发企业协同创新,同样诠释着奥林匹克精神。