智能風(fēng)電難服中國水土

當(dāng)風(fēng)吹動風(fēng)力發(fā)電機時，產(chǎn)生的不只是電能，還有海量的數(shù)據(jù)。

在歐洲，風(fēng)電整機廠商通過收集這些數(shù)據(jù)，不僅能夠提升投資者的資產(chǎn)回報率，還能反饋到研發(fā)和運維領(lǐng)域，為下一代產(chǎn)品的改進和升級提供參考。

這些數(shù)據(jù)，包括風(fēng)電機組的發(fā)電指標(biāo)、關(guān)鍵零部件的實時運行參數(shù)、此前十年的氣象資料……以及在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)綜合作出的判斷和預(yù)測。

風(fēng)機廠商每豎起一臺風(fēng)機，就好像建立了一個小型的數(shù)據(jù)中心。在北京東三環(huán)一座寫字樓的辦公室里，維斯塔斯（中國）風(fēng)電技術(shù)公司的技術(shù)人員在接收全球4500萬千瓦裝機量的風(fēng)電機組運行參數(shù)，以及來自6000個氣象站的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選與整合后，再通過大型計算機的處理，最后形成可視化的圖表，用來指導(dǎo)運維團隊的工作。

不過，這項高技術(shù)含量的產(chǎn)品和服務(wù)，在中國推行起來似乎并不順利。截至今年秋季，大多數(shù)維斯塔斯的客戶在風(fēng)機過了質(zhì)保期之后，并沒有續(xù)簽合同。這意味著他們放棄了維斯塔斯基于智能化平臺的運維服務(wù)，轉(zhuǎn)而投向更有價格競爭優(yōu)勢的中小運維團隊。

在中國，金風(fēng)科技（002202.SZ，02208.HK）和江陰遠(yuǎn)景能源科技有限公司（下稱遠(yuǎn)景能源）等富有先見之明的中國風(fēng)電整機商，也正在進行這方面的嘗試，但業(yè)務(wù)進展未有想象中順利，原因是它們的客戶亦在觀望。

風(fēng)電“大數(shù)據(jù)”

智能風(fēng)機，在中國還是一個新潮的詞匯。風(fēng)電整機廠商通過收集風(fēng)機和氣象數(shù)據(jù)，能夠提供一套從前期選址到后期運維的系統(tǒng)化管理方案，幫助客戶盡可能地提升投資期內(nèi)的收益。現(xiàn)在，相當(dāng)一部分風(fēng)機在出廠時，會在葉片和齒輪箱等關(guān)鍵位置安裝傳感器，通過收集溫度和振動等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，來判斷風(fēng)機的運行狀況。此外，安裝在風(fēng)機外部的雷達(dá)，可以監(jiān)控風(fēng)機所在地的氣象情況。

傳感器和雷達(dá)收集的數(shù)據(jù)，將暫時存儲在風(fēng)電場的數(shù)據(jù)采集器中，然后通過互聯(lián)網(wǎng)匯總到后臺服務(wù)器，最終接入超級計算機進行處理。

加拿大的Gastops公司，原先為F-22和臺風(fēng)戰(zhàn)斗機等軍用飛行器的發(fā)動機提供軸承檢測服務(wù)，現(xiàn)在他們將這種技術(shù)移植到了風(fēng)電領(lǐng)域。

和飛機的發(fā)動機一樣，齒輪箱堪稱風(fēng)電機組的心臟，大多數(shù)整機商在風(fēng)機出廠時都會安裝針對齒輪箱的傳感器。不過和市場上大多數(shù)產(chǎn)品不一樣，Gastops生產(chǎn)的在線油液金屬顆粒檢測儀（MetalScan）檢測的不是振動，而是金屬顆粒的數(shù)量。

Gastops中國區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)李明東告訴《財經(jīng)》記者，顆粒檢測能比振動檢測更早地發(fā)現(xiàn)問題，并及時發(fā)出預(yù)警信號?！爸灰X輪箱工作就會出現(xiàn)磨損，磨損就會產(chǎn)生金屬顆粒，但只有磨損到一定的程度，才會在振動上體現(xiàn)出來?！?/p>

通過收集檢測數(shù)據(jù)，運維團隊所做的工作不僅是事后應(yīng)對故障，而是事前預(yù)測問題?！翱梢詫栴}扼殺在萌芽狀態(tài)，或者選擇恰當(dāng)?shù)臅r機排除問題?！本S斯塔斯中國服務(wù)部總監(jiān)曾思萌介紹。

不過，風(fēng)電行業(yè)的智能化，并非是只關(guān)注設(shè)備數(shù)據(jù)的集中——把風(fēng)機從它運行的自然環(huán)境里拿出來分析，沒有多大意義。自然環(huán)境可以產(chǎn)生更大的數(shù)據(jù)庫，即包含風(fēng)和地形在內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)。有實力的整機廠商除了利用風(fēng)機收集數(shù)據(jù)之外，還會在全球部署氣象站。

相比風(fēng)機的運行數(shù)據(jù)，這些風(fēng)資源數(shù)據(jù)的數(shù)量級要大得多。遠(yuǎn)景能源的解決方案及軟件產(chǎn)品管理總監(jiān)李恒認(rèn)為，企業(yè)要做好風(fēng)電資產(chǎn)管理，必須要把設(shè)備運行和自然環(huán)境的數(shù)據(jù)匯總處理。建立風(fēng)電場的數(shù)值模式，進而實現(xiàn)高精度的資產(chǎn)運行水平評估。

將風(fēng)資源數(shù)據(jù)和風(fēng)電機組運行數(shù)據(jù)相結(jié)合，整機廠商可以繪制出一張風(fēng)資源分布地圖。其不僅包括風(fēng)能的分布，也包括地形、地貌、地表覆蓋、交通條件，甚至土地性質(zhì)和電網(wǎng)條件。業(yè)主可以在這個地圖上理性地選擇什么樣的廠址才是最適合的投資地點。

李恒介紹，“這里面最難的是風(fēng)能分布。要做到這一點，意味著你要把歷史上風(fēng)能的數(shù)據(jù)做一個氣象模型的反演，并且變成一個可以像自來水一樣的數(shù)據(jù)庫，工作量巨大。”

智能風(fēng)電領(lǐng)跑者

丹麥維斯塔斯的智能化管理平臺，其作用貫穿于風(fēng)機的全壽命周期。該公司與IBM合作開發(fā)了Firestorm超級計算機，用于進行風(fēng)電數(shù)據(jù)的計算和分析。在其智能化管理平臺上，技術(shù)人員開發(fā)出了數(shù)十種工具，對遍布全球的維斯塔斯風(fēng)電機組和氣象站進行監(jiān)測。這些數(shù)據(jù)最后全部指向關(guān)鍵運行指標(biāo)LPF（Lost production factor），即發(fā)電損失系數(shù)，這個數(shù)據(jù)越低越好，可以直觀地反映客戶因故障損失的發(fā)電量，能比風(fēng)機可利用率更精確地反映風(fēng)機運營情況。

在某種極端情況下，風(fēng)機可利用率很高，但發(fā)電量卻不高，因為風(fēng)機在風(fēng)況好的情況下正好處于故障維修中，而無風(fēng)時卻正常運轉(zhuǎn)，這時候風(fēng)機的發(fā)電量損失系數(shù)會很高。

為了保證較低的發(fā)電量損失系數(shù)，需要整機廠商精準(zhǔn)分析預(yù)測發(fā)電量的情況，集中管理和計劃服務(wù)訂單，降低非計劃風(fēng)機故障的次數(shù)，做好預(yù)防性維護，并制定更合理的維修計劃，這些都需要智能化管理平臺的指導(dǎo)。

在宏觀層面，維斯塔斯智能化平臺可以精確告訴投資者，如何在一大片區(qū)域里，選擇效率最好的風(fēng)電場場址。在微觀層面，智能化平臺還可以精確告訴投資者，應(yīng)該如何設(shè)計風(fēng)場，在某一點應(yīng)該采用哪種類型的風(fēng)機更合適。

各個機位應(yīng)如何選擇塔筒高度，最優(yōu)化的風(fēng)場布局是怎樣的，如何能確保風(fēng)電投資的回報等等，“基于大數(shù)據(jù)的預(yù)測非常重要?！本S斯塔斯中國技術(shù)部經(jīng)理孫立告訴《財經(jīng)》記者，預(yù)測可以幫助運維團隊提前判斷風(fēng)機性能變化的趨勢，從簡單機械地應(yīng)對故障轉(zhuǎn)變?yōu)樘崆邦A(yù)知故障，并制定最合理的解決方案。

智能風(fēng)電技術(shù)在中國的運用才剛剛起步。這一概念的國內(nèi)主要倡導(dǎo)者，是近年來異軍突起的風(fēng)機整機制造商遠(yuǎn)景能源，堪稱中國風(fēng)電行業(yè)“新貴”。

2012年，遠(yuǎn)景能源全年新增裝機量為54萬千瓦，位居全行業(yè)第七。但今年這一數(shù)據(jù)預(yù)計將超過200萬千瓦，躍居行業(yè)前三。

今年10月，遠(yuǎn)景能源第一次參加在北京舉行的國際風(fēng)能大會，便吸引了最多眼球。在風(fēng)能展上，遠(yuǎn)景能源發(fā)布了風(fēng)電智能化管理平臺“格林威治”。

近年來，風(fēng)電行業(yè)在中國發(fā)展迅猛。在部分業(yè)內(nèi)人士眼里，新興的智能化風(fēng)機既是一個金礦，也是一片蠻荒之地。

李恒介紹，遠(yuǎn)景能源最初進入風(fēng)機行業(yè)時，和國內(nèi)一家主流業(yè)主開發(fā)一個安徽的低風(fēng)速項目。項目建成后做后評估，遠(yuǎn)景能源和業(yè)主一起在現(xiàn)場分析了整整5個GB的電腦數(shù)據(jù)。分析一個星期后，才找到該區(qū)域項目投資需要認(rèn)真關(guān)注的風(fēng)險點。

“我們一評估才發(fā)現(xiàn)，完全手工的方式根本無法滿足科學(xué)決策的要求?！崩詈慊貞?，“雙方匯聚了最精銳的團隊，在現(xiàn)場拼了一個星期。這么常規(guī)的一個分析，居然要動那么大的干戈?！?/p>

李恒介紹，中國每年新增上百個風(fēng)電項目，存量資產(chǎn)已達(dá)數(shù)千個。若每個項目都這樣去手工分析是不可能的，“整個行業(yè)處于比較茫然的狀態(tài)，對項目的深入分析不具備技術(shù)和信息化條件”。

遠(yuǎn)景能源創(chuàng)始人、CEO張雷對《財經(jīng)》記者說，在風(fēng)機上安裝傳感器以及部署智能控制算法，只是智慧能源的第一階段，形象地說只是“單機版”，但這畢竟是“互聯(lián)網(wǎng)能源的開端”。

經(jīng)過七年的發(fā)展，遠(yuǎn)景能源日前聲稱，通過“格林威治”平臺，可以運用云端計算分析、智能控制技術(shù)、數(shù)據(jù)分析專家系統(tǒng)、主動性能控制和基于可靠性的決策算法，使得發(fā)電效率比同類產(chǎn)品高出20%。

除了遠(yuǎn)景，國內(nèi)排名第一的風(fēng)電整機商金風(fēng)科技，亦在積極涉足這一領(lǐng)域，他們更強調(diào)對核心數(shù)據(jù)的精細(xì)化把控。

通過對機組運行數(shù)據(jù)進行分析，金風(fēng)科技提取出發(fā)電機等設(shè)備異常狀態(tài)的特征值，并將這個數(shù)據(jù)分析的過程轉(zhuǎn)化成模型，以“規(guī)則”的形式嵌入到全球監(jiān)控中心的軟件平臺中，最后進行批量的自動預(yù)警。發(fā)現(xiàn)設(shè)備的不正常狀況之后，金風(fēng)的運維團隊提前邀請專家介入分析、通知備件倉庫準(zhǔn)備供貨，并進行合理的時間規(guī)劃。

金風(fēng)科技的技術(shù)人員告訴《財經(jīng)》記者，智能化應(yīng)用后的結(jié)果是避免了重大質(zhì)量事故的發(fā)生。目前已經(jīng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析預(yù)警準(zhǔn)確率，一般在90%以上。

金風(fēng)科技的高管認(rèn)為，大數(shù)據(jù)的核心其實是“小數(shù)據(jù)”——如何從海量的數(shù)據(jù)中挖掘出最關(guān)鍵的核心數(shù)據(jù)，這是一個由繁入簡的過程。

風(fēng)電高科技中國水土不服

理論上，一個風(fēng)電項目，從前期的宏觀選址到后期的風(fēng)場運維，都需要基于龐大數(shù)據(jù)的高性能計算，進而通過建立流體模型對選址進行科學(xué)決策。但是，野蠻生長的中國風(fēng)電行業(yè)，并不按照這樣的套路出牌。

在歐洲純熟運用的智能化風(fēng)電技術(shù)，在中國少人問津。維斯塔斯技術(shù)經(jīng)理孫立表示，在歐洲國家，風(fēng)機質(zhì)保期過后，客戶總是愿意與維斯塔斯續(xù)簽服務(wù)合同，而且一簽就是十年。但在國內(nèi)，維斯塔斯還沒有遇到過這種情況。

這是因為，在風(fēng)機質(zhì)保期過后，業(yè)主如果還希望整機廠商繼續(xù)提供運維服務(wù)，就必須支付額外的費用。中國諸多風(fēng)電業(yè)主認(rèn)為，整機商提供的后續(xù)服務(wù)費用太貴，遂轉(zhuǎn)而將合同交給收費較低的中小運維團隊。

維斯塔斯曾思萌稱，經(jīng)過精心的計算，國外投資者發(fā)現(xiàn)繼續(xù)購買維斯塔斯的服務(wù)意味著可以使用維斯塔斯全套智能化的運維系統(tǒng)，與服務(wù)費相比，其發(fā)電量的提升更為可觀。

但這種理性邏輯卻在中國水土不服。畢竟，智能化風(fēng)電在中國還是一個新潮概念，大多數(shù)投資商對此并沒有太深的認(rèn)識。一位來自五大國有發(fā)電集團的風(fēng)電業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人告訴《財經(jīng)》記者，他曾看到過西班牙風(fēng)電巨頭歌美颯提供的風(fēng)資源分布圖，“確實牛！但是我們不需要！”

在中國，業(yè)主更關(guān)心的是，能否順利和地方政府簽下風(fēng)電場開發(fā)協(xié)議，這似乎比精確的選址更重要。在這種情況下，選址全憑業(yè)主的感覺。

一般的，“就是聽當(dāng)?shù)厝苏f了，那座山周圍風(fēng)比較大，我們就和當(dāng)?shù)氐恼フ勔徽劇?。如果談判成功，業(yè)主就會找到電力設(shè)計院，在適當(dāng)位置安裝測風(fēng)塔進行測風(fēng)。收集一年的數(shù)據(jù)之后，如果判斷可以投資，才開始進入風(fēng)機招標(biāo)采購的流程。在這種“粗糙”的流程下，智能化管控平臺中強大的測風(fēng)選址系統(tǒng)，毫無用武之地。

在風(fēng)機運維領(lǐng)域，智能化管控平臺的預(yù)警作用也未能充分體現(xiàn)。和測風(fēng)選址系統(tǒng)一樣，安裝有傳感器并配合后臺管理平臺的風(fēng)機，通常售價更高，很多中國業(yè)主在權(quán)衡之后，選擇了放棄。上述業(yè)主人士稱，智能化管控平臺確實可以監(jiān)測風(fēng)機、預(yù)測故障，并提前制作維修方案。“但是，我們通常都在夏天停機維修，因為那時候風(fēng)比較小”。

對此，曾思萌回應(yīng)稱，風(fēng)確實有季節(jié)性變化。在一些地區(qū)，冬季風(fēng)資源充沛而夏季略差，“即使在夏季，一周或一天中的風(fēng)速仍然有可能會有很大變化，基于大數(shù)據(jù)進行分析并實施檢修計劃，就能產(chǎn)生額外的價值”。曾還強調(diào)，僅有智能化平臺是不夠的，還需要將它和設(shè)備、供應(yīng)鏈和人員緊密結(jié)合。

智能化風(fēng)電技術(shù)在歐洲廣泛運用，是其風(fēng)電產(chǎn)業(yè)數(shù)十年發(fā)展積累的成果；而中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，從起步至今也不過十余年。五年前，中國有80余家風(fēng)電整機商，質(zhì)量參差不齊。從2012年開始，風(fēng)電行業(yè)走低，行業(yè)才出現(xiàn)大洗牌?！敦斀?jīng)》記者采訪到的部分中國風(fēng)電業(yè)主坦言，國內(nèi)風(fēng)電開發(fā)的思維尚未達(dá)到國外精細(xì)化的程度，做事比較粗放，仍處于“依賴感覺而非數(shù)據(jù)”的階段。

如今，風(fēng)電運維成了中國風(fēng)電行業(yè)新的焦點，中小運維公司不斷涌現(xiàn)，似乎正在重復(fù)整機商五年前的故事，智能化風(fēng)電技術(shù)的普及，仍需更長的時間。

遠(yuǎn)景能源和金風(fēng)科技等國產(chǎn)廠商在該領(lǐng)域的布局，可以看做是對未來的投資。以中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和規(guī)模來看，智能化風(fēng)電時代并不遙遠(yuǎn)，業(yè)主對于這方面的認(rèn)識正在逐步提升。“從整機到運維再到智能化的管控平臺，這是一個規(guī)律，代表著行業(yè)認(rèn)知水平的不斷攀升?！钡溍揽频わL(fēng)公司分析師孫文軒表示。

實習(xí)生陸余恬對此文亦有貢獻(xiàn)