信息化如何助力風電運維

文 | 黨亞賓，李恒

風電信息化程度不僅是對風電場運維體系的變革，更是承接了電網無人值守觀念的變革，通過信息化的手段可以將長期在風電場工作的員工從值班、倒班的工作中解脫出來，投入到維護發(fā)電設備的工作中去。作為公司運營的主體，在風電信息化程度足夠高的時候配合風電行業(yè)先進的運維理念，逐漸嘗試變電站無人值守、風電機組預防性維修，不僅減少了工作人員重復工作的次數，而且能有效提高企業(yè)運行管理水平。

目前，發(fā)電公司多數都采用大型火電的管理經驗，在電廠內設置運行、檢修等崗位，風電場由于地理位置偏僻、占地范圍較大、機組分散等原因，風電場即使有中央監(jiān)控系統(tǒng)也由于升壓站位置偏僻，必須長期堅守在風電場。

縱觀電網公司變電站發(fā)展歷程可以看到，電網公司110kV、35kV變電站已經有一大部分實現無人值守，風電由于發(fā)展時間較短，沒有從信息化上逐漸挖掘改善潛力，通過信息化的手段解決風電機組遠程集控的問題，不僅增加了風電場內人員的工作負擔，而且增加了企業(yè)的運營成本。2010年之后采購的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，大多數都支持最新的智能變電站規(guī)約，為風電場集控已經做了很好的技術鋪墊。

最近國家能源局下發(fā)的《風力發(fā)電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)程》中，對區(qū)域風電集控中心進行了定義，山東電網公司、遼寧電網公司也從電力政策上統(tǒng)一和支持新能源發(fā)電企業(yè)進行區(qū)域集中監(jiān)控中心的建設。

建設區(qū)域集中監(jiān)控中心，實現風電場變電站無人值守已經是風電運營商提升管理能力、減少重復建設、降低人力資源成本、增加運行維護管理水平的重要手段。

理論分析

一、總部風電數據管理系統(tǒng)的作用

為實現對下屬風電場風電機組數據的統(tǒng)一管理，各新能源公司都以自己的管理為基礎，建設了以區(qū)域公司或者集團總部集中監(jiān)視為主的監(jiān)控中心，用來監(jiān)視風電機組的運行狀態(tài)。公司總部集中監(jiān)控系統(tǒng)建設中由于各風電機組廠家提供的數據接口不一致、數據規(guī)范不一致，導致多數風電運營商僅能收到風電機組廠家設備中風速、功率、發(fā)電量等簡單數據，無法實現對數據的分析、統(tǒng)計。

華潤新能源在經過4年的技術積累之后，建立了華潤新能源總部端的數字化風電場運行管理系統(tǒng)。目前，系統(tǒng)已經接入風電機組超過2000臺，接入變電站數據超過35個，采集各類型風電場數據點35萬點，日處理和存儲數據超過1億條，日存儲數據容量超過1.3G，已經具備了包括系統(tǒng)實時監(jiān)控、數據趨勢分析、風電功率預測、風電機組趨勢預警、運行檢修管理、物資管理、數據報表統(tǒng)計為一體的數據綜合分析系統(tǒng)，成為“云”端數據存儲和分析的主要平臺。

總部數字化風電場管理系統(tǒng)由于集成項目繁多，接觸的是最詳細、最原始的設備運行數據，需要專業(yè)的維護團隊每日對數據進行維護、整理?？偛考刂行挠捎谌藛T限制、網絡限制等，必然只能關注風電機組的重要信息，對一般信息管理精細程度不高，難以滿足對機組監(jiān)控的需求。

二、區(qū)域集控中心風電管理系統(tǒng)的作用

目前，公司總部端的風電管理系統(tǒng)已經具備和滿足了絕大多數風電數據收集和查看的需求。鑒于網絡結構和網絡安全方面考慮，無法做到在滿足電網公司相關安全標準的前提下，對變電站內電氣設備和風電場內風電機組進行遠程控制。要實現無人值守變電站，不僅要實現風電機組的監(jiān)視和控制，還要實現對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的控制。建立風電場區(qū)域集控中心不僅有利于公司減少風電場運行值班人員的數量，也有利于電網公司對區(qū)域電網進行集中調度，從而在保證電網安全穩(wěn)定運行的前提下，讓電網更多的接納風電，減少調度次數。

目前，隨著電網公司建立的風功率預測系統(tǒng)、自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）、自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）的不斷投入、風電機組廠家對啟停機、復位控制命令的開放和新能源在信息安全方面的持續(xù)投入，風電場在進行一定技術改造之后可以滿足風電場區(qū)域集中集控中心對風電場內電氣設備和風電機組的遠程集中監(jiān)控，為最終做到風電場無人值守提供了有利的技術積累和保障。

三、建設區(qū)域集控中心風電管理系統(tǒng)的思路

建設區(qū)域集控中心風電管理系統(tǒng)的思路有以下幾點：

（1）通過與綜自廠家和電網公司溝通，確認集控中心可以通過遠程操作五防系統(tǒng)和綜自系統(tǒng)進行35kV/10kV裝置的倒閘操作。（根據國家能源局下發(fā)的相關文件《風力發(fā)電場遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)程》）

（2）建立和制定遠程操作技術規(guī)范，從公司管理制度上支持風電場實現無人值守。（例如規(guī)定變電站SOE故障的復位權限和不同等級故障處理流程，做好預防性檢修。）

（3）通過與風電機組廠家溝通，完全開放風電機組啟停機、復位控制權，制作華潤新能源自有知識產權的風電機組啟停機控制系統(tǒng)， 通過開發(fā)ClientServer客戶端實現對同區(qū)域內不同種類風電機組的遠程啟停機控制。（選擇ClientServer客戶端的原因是Web客戶端請求效率和兼容性較差。另外區(qū)域集中運維中心通過使用ClientServer客戶端可以通過軟件授權增加安全等級）。

四、總部數據管理系統(tǒng)和區(qū)域集控中心管理分工

總部數據管理中心主要是高端云計算服務和支持，相對于風電場實時監(jiān)控系統(tǒng)來說，總部數據能保存大量的風電機組歷史數據，能為運營管理提供有效數據支撐。

區(qū)域集控中心主要是實現對變電站的遠程倒閘操作、風電機組的啟停機控制實現與調度，不負責存儲風電機組數據。

在分公司層面實現為無人值守變電站提供有效技術支撐和日常站內巡檢、風電機組設備巡檢、風電機組設備檢修等工作。

在電網調度方面實現風電機組負荷統(tǒng)一調度，減少單個風電場調度次數，增加電網穩(wěn)定性。

五、風電場內變電站和風電機組監(jiān)控系統(tǒng)作用

實現設備日常數據采集、測量、參數調節(jié)、事故報警和各種風電機組基礎數據存儲等工作，如果出現網絡異常或者數據異常需要以現場數據為基礎數據進行分析。

六、總結

隨著風電項目建設的深耕發(fā)展，其必然呈現項目集中化，但變電站零散化的趨勢，這樣的局面不僅不利于電網公司統(tǒng)一管理，而且不利于發(fā)電企業(yè)有效、合理地配置人員結構，極大地浪費了專業(yè)人員的有效工作。很多專業(yè)人員將精力投入到了客戶關系、日常行政等工作，進行集中管控之后，通過總部集控中心監(jiān)控機組狀態(tài)收集機組數據、區(qū)域集控中心控制設備運行及增加與電網公司話語權，完全做到無人值守的理念必然是今后風電發(fā)展的方向。

公司只有在不斷創(chuàng)新中才能在行業(yè)保持領先地位，以達到或超過歐洲的風電機組管理水平。相信在合理的運維體系的支撐下，通過信息化的手段，一定能為公司創(chuàng)造更多的價值。

結語

隨著公司風電場日益增多，風電場的智能化和數字化越來越受到公司領導的重視，遠程集控系統(tǒng)、風電場AGC/AVC系統(tǒng)、風功率預測系統(tǒng)等在風電場少人值班和無人值班方面起到了越來越大的作用。華潤新能源在不斷開拓進取的同時，也非常重視信息化工作，使得公司信息化管理水平時刻處于行業(yè)領先位置。在公司領導的大力支持下，通過不斷推進公司信息化，華潤新能源已經建立了以數字化風電場管理系統(tǒng)為技術支撐的國內一流的數據收集和展示平臺。希望通過不斷的數據挖掘、優(yōu)化、信息化，能為公司減少風電運維成本，為公司增加管理效益提供有效支撐。

目前隨著公司三級運維體系的不斷推進，信息化也在其中起到了巨大作用，從硬件建設上不僅搭建了風電場內無線網絡、建設了單兵系統(tǒng)、移動開票系統(tǒng)、巡點檢系統(tǒng)，而且從軟件上不斷更新改進，以適應不斷發(fā)展的風電運維理念和思想。我們身處于大數據時代，只有將最新商業(yè)管理理念與信息化水平不斷提升，才能不斷地推動風電運營水平的提高，相信將來的日子里，信息化不但會在風電運營中起到作用，更會在風電機組后評估、風電機組功率預測中起到更多的作用。