新能源大项目风起云涌的背景下,国家电投集团率先破局,以五凌电力试点为基础,开始推行“2+N”生产管控优化,着力打造行业领先的智慧运营管理。近期,《国资报告》杂志第5期刊登了原创文章《五凌电力:为新能源场站配上“智慧大脑”》,以供参考。
伴随着“开机,起飞,巡护”的指令,无人机飞向涟源龙山风电场开启了场站巡检,几十千米外湖南省娄底市的湘中维检中心大屏上,山间25座风机设备状况清晰可见,风机叶片不停旋转,风速时大时小:4米/秒、5米/秒、6.8米/秒……大屏的数据飞速变动——这是国家电力投资集团有限公司(简称“国家电投集团”)所属五凌电力有限公司(简称“五凌电力”)涟源龙山数字化风电运维现场的日常工作情景。
在新能源大项目风起云涌的背景下,国家电投集团率先破局,2023年底在五凌电力启动了核心发电设施——新能源智慧场站建设,以数字化运维技术解决传统场站的运维成本高、效率低下等痛点,构建运维检修“两小时工作圈”,助力产业全寿命周期精细化管理。
如今,以五凌电力试点为基础,国家电投集团已经开始推行“2+N”生产管控优化,着力打造行业领先的智慧运营管理。国家电投集团相关负责人表示,智慧场站是国家电投集团数转智改的具体实践,也是推动国家电投新能源产业提质增效、体大身强的关键一招。
运维上“云端”
五凌电力目前是湖南省最大的清洁能源供应商,清洁能源占比达92%,管理总装机1555万千瓦,遍布湖南、贵州、宁夏、山西等国内22个省(自治区)以及孟加拉国。2016年,五凌电力建成了首个省级电网调度批复的新能源集控中心——长沙新能源生产运营中心,相当于业务数据中台。
有了新能源场站的远程集控中心,五凌电力开始着手区域维检中心建设。以目前五凌电力最大的湘中维检中心为例,2022年11月建成后,便将运维业务辐射到周边车程不超2小时的涟源龙山风电场、紫云山风电场等7个场站,设备故障时,维检人员可以及时到达现场处理。场站实施无人或少人值守,智能巡检准确率高达95%。
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五凌电力新能源分公司总经理李贤明介绍,集团部署了“2+N”智慧运营管控体系:集控中心+电力交易中心+N个区域维检中心。根据这个战略要求,新能源智慧场站的建设采取了新能源场站远程集控中心——区域维检中心——新能源场站“三步走”,实现设备集控、场站集群,人员集中,技术集享,运维检修控制在“2小时工作圈”。
目前,五凌电力共建成投运4个维检中心,分别位于湘中、湘南、中卫和玉溪,完成10个场站智慧化改造,已有122座新能源场站接入新能源生产运营中心,装机容量约718万千瓦——大约是三峡发电站总装机规模的1/3。
升级智慧场站后,一旦有风力发电机出现异常系统立刻有弹窗警报,长沙新能源生产运营中心可以“隔空把脉”,从故障预警开始,数据分析、远程指导,到现场核实、故障消除及结果反馈,全流程业务在线闭环管理,百里之外也能为设备开出对症“药方”。
基于这种维检模式,五凌电力实现了区域内的“技术大合唱”,区域内技术监督力量共享、技术人员灵活调用、物资采购标准统一,打破了过去单个场站“各自为战”的局面,运营效率显著提升。
据统计,智能运维系统上线后,五凌电力运维人员比传统配置下降63%,故障处理效率提升了5倍。
人员减少了,但与智慧场站相匹配的技术人员门槛并没少。湘中维检中心运维核心管理人员邹宇翔说,传统的维检方式是驻守山上的场站当守山人,场站智慧化改造后维检人员更多的是像“云管家”。
为此,湘中维检中心建设了湖南首家双馈、直驱风电机组的实训基地,包括风力真机实训平台结合VR眼镜的应用,为风力发电的教学和培训提供了全新的沉浸式体验。学员可以近距离学习高压电线、大型机械设备等危险设备有关知识,在虚拟环境中进行模拟演练,无需担心操作风险。
夯实技术支撑
建设智慧场站,除了国家电投集团的战略布局,还需要扎实的硬科技做支撑,通过高度准确的监测数据,把发电设备、N个场站以及后台数据中心全面互联,一起送上“云端”。
记者从五凌电力科技公司了解到,该公司为自身新能源场站量身定做了一套科技方案,保障了业务精准匹配和安全性。长期看既能规避“卡脖子”风险,又能形成差异化竞争。
在基础的智能巡检方面,五凌电力科技公司采用“无人机+AI”的立体巡检模式。无人机巡检大队作为场站巡检的主力军,实施一人一机的移动式作业,通过北斗精准定位,沿预设的工字形航线采集数据,将实时画面回传至长沙生产运营中心,彻底解决了传统人工巡检覆盖面不足的难题。
五凌电力科技公司物联支持工程师陈金鑫介绍,结合SCADA系统等多元数据分析能力,最快可在1天内出具精准的巡检报告,大幅提升缺陷识别效率。这些技术投入使用后,累计发现各类组件缺陷32000多处,预估年挽回损失电量超过5000万千瓦时。
在核心的智能系统方面,五凌电力科技公司研发的新能源智能运维系统,构建了全景监测、能效分析、智能预警、专家分析、故障诊断、设备状态评估等9大功能。该系统自2024年6月上线应用以来,相当于为风机和光伏组件配上了“健康管家”,累计提前发现风电场设备异常73项、光伏电站组件及跟踪支架缺陷5000多项,预计可增发电量超过1300万千瓦时。
这些技术应用凝聚了深厚的“高”“新”技术力量。
陈金鑫以智能巡检举例说,湖南以分布式山地光伏为主,山体和植被对组件的遮挡情况时有发生。结合省情公司自研的算法,用无人机识别光伏组件组串数据,判断遮挡情况,并建立模型研究遮挡程度,预计可提高发电量5%左右。
不止这些,该公司还融合了AI算法,让光伏支架智能跟踪太阳角度、阴雨天气适当微调,使光伏板保持最佳发电倾角,提升发电效率;研发了具有国际领先水平基于TDLAS技术的变压器油光谱在线监测装置,实时监测故障气体含量、准确评估变压器健康状态;在升压站部署毫米波雷达及视频融合预警系统,替代红外对射、电子围栏、视频摄像头等传统的周界防范,预警准确率高达98%。
“作为国家高新技术企业,公司重点培养了清洁能源产业数智化、电力物联网技术及应用等核心能力。”五凌电力科技公司董事长万元介绍。
目前五凌电力科技公司拥有261项知识产权,技术储备充足,研发团队架构完备,有全国能源化学地质系统“大国工匠”、全国技术能手和电力行业技术能手各一名。该公司的创新动力强劲,接下来将继续探索通过AI人工智能等提升功率预测、电量交易辅助决策准确性,持续深化智慧运营系统建设,为推动产业高质量发展作出更大贡献。