海上風電場智慧風電場設計方案

概述概述海上風電場特點離岸遠離岸遠，人員出海限制因素多，可達性差一般采用少人或無人值守管理內(nèi)容多，類別多，包括風機運行狀態(tài)、結(jié)構(gòu)安全、運維人員、通航調(diào)度、備品備件等管理與技術(shù)的融合其它"智慧化"管理平臺海洋環(huán)境統(tǒng)一運行監(jiān)控海上風電人為活動管理主體統(tǒng)一調(diào)度指揮海上風電人為活動管理主體統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一故障分析統(tǒng)一設備管理統(tǒng)一運維調(diào)度統(tǒng)一通航監(jiān)控大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云智能風機智慧風場很簡單，已有成熟系統(tǒng)很簡單，已有成熟系統(tǒng)《關(guān)于福建XX海上風電場工程可行性研究報告的審查情況的報告》（大唐科研院技[2016]104號文》《中國大唐集團公司信息化項目建設管理辦法》相關(guān)會議紀要>海上風電場項目位于福建省福州市平潭縣北部的長江澳以東0~8km海域,工程涉海面積約13平方公里,水深20~25m,場址內(nèi)有自冰島及部分水下暗礁存在,海底地形較為復雜。>現(xiàn)擬分期開發(fā),后續(xù)待山洲列島海洋保護區(qū)規(guī)劃調(diào)整后,開發(fā)剩余區(qū)域。工程一期裝機容量185MW,本階段擬安裝37臺單機容量為5.ovw的風電機組,設置一座220kv陸上升壓站。風電場37臺風電機組本期初擬設置7回35kv集電線路,各聯(lián)合單元由1回35kv集電線路接至220kv升壓站35kv配電裝置,匯集后由2臺220/35120MVA主變壓器升壓至220KV,擬由架空線送至平潭地區(qū)電網(wǎng)。風機基礎為高樁承臺基礎,風機安裝采用分體式安裝的方式。>集中監(jiān)控中心>工程管理中心>技術(shù)演示中心>運維培訓中心一體化原則智能化原則模塊化原則實用性原則開放性原則安全性原則可行性前瞻性示范性提升可靠性和發(fā)電量降低建設和運營提升可靠性和發(fā)電量提升安全等級提高出圖效率，減少多專業(yè)協(xié)調(diào)溝通成本和錯誤智慧風場的基礎，靈魂物理風場數(shù)字化風場數(shù)字化三維數(shù)字化技術(shù)三維數(shù)字化技術(shù)移動互聯(lián)技術(shù)移動互聯(lián)技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控智能地線智能安全仿真培訓智能設備智能巡檢設備檢修智能運行立體檔案三維可視化數(shù)字化智能型風場專家知識庫、大數(shù)據(jù)分析…信息系統(tǒng)服務商設備生產(chǎn)廠商設計單位信息系統(tǒng)服務商設備生產(chǎn)廠商設計單位監(jiān)理單位…基建階段信息系統(tǒng)服務商信息系統(tǒng)服務商…設備生產(chǎn)廠商生產(chǎn)階段生產(chǎn)階段地理信息模型；地質(zhì)信息模型；設施信息模型物理風場數(shù)字化風場物理風場數(shù)字化移交三維數(shù)字化技術(shù)移動互聯(lián)技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)三維數(shù)字化技術(shù)移動互聯(lián)技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)說明文件合同文件廠家信息說明文件合同文件廠家信息圖紙檔案圖紙檔案設計信息建造信息設計信息建造信息三維模型進度信息三維模型進度信息智能運維裝配信息智能運維裝配信息智能設備智能設備設備運行分析數(shù)據(jù)設備運行分析數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理成本信息生產(chǎn)管理成本信息的資金定期保質(zhì)的完成建設任務是管理的難點2、海上施工風險高、工藝復雜，超重、超高、超長、超大設備安全風險系數(shù)高3、工程項目涉及管理對象眾多，需要業(yè)主單位、設計單位、施工單的資金定期保質(zhì)的完成建設任務是管理的難點2、海上施工風險高、工藝復雜，超重、超高、超長、超大設備安全風險系數(shù)高3、工程項目涉及管理對象眾多，需要業(yè)主單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位協(xié)同作業(yè)海上風電項目管理4、工程建設過程中積累大量的文檔，資料的查找，竣工資料的整理移交是一個 復雜的工作5、臨近項目尾聲需要投入大量的人力和 時間整理歷史資料做竣工決算項目信息自上而下與自下而上暢通、一致、及時大幅減少項目管理成本提升工程質(zhì)量實現(xiàn)了項目知識經(jīng)驗的積累、分享及復用為智慧運維奠定基礎工程項目現(xiàn)場管控云平臺是以項目為中心、以現(xiàn)場管控為重心、以適用易用為目標、系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同的工作平臺。平臺涵蓋了個人工作平臺、綜合辦公、項目資料庫、采購管理、費用管理、進度管理、質(zhì)量QHSE信息其他過程信息采購信息QHSE信息其他過程信息進度信息多方協(xié)同是系統(tǒng)實進度信息現(xiàn)多方協(xié)同的重要功能模塊現(xiàn)多方協(xié)同的重要功能模塊。包括施工方、業(yè)主方、設計方在內(nèi)的其他項目參加單位通過多方協(xié)同工作模塊完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互和相關(guān)協(xié)同多方協(xié)同進度信息設計方設計管理信息通過進度管理實現(xiàn)將項目進度計劃編制、填報反饋、項目跟蹤預警與分析等活動有機串聯(lián)起來,促進項目各級管理人員權(quán)重分明,保證項目進度計劃的順利進行。項目云盤旨在建立一個易于組織、存儲和提取的文件系統(tǒng),實現(xiàn)文件的云存儲、備份,版本管理,在線預覽,外鏈分享,移動辦公等功能。云盤特點:公用互通可追述風電的運行模式,決定了風機業(yè)主需要了解風場運行的營運指標,電網(wǎng)側(cè)也需要通過某些指標考核一個風場的供電質(zhì)量和電源可靠性,所以風電指標分析,是風電場監(jiān)控管理中非常重要的需求。軟件系統(tǒng)功能如下:量通過分析風電場電量、通過分析風電場電量、可利用率、風資源、可靠性等指標,分析可能導致每臺風機發(fā)電量損失的原因,評估發(fā)電低效>數(shù)據(jù)查詢與展示:針對不同類型數(shù)據(jù)指標,提供不同維度、不同方式的數(shù)據(jù)展示,支持一鍵生成報表并下載。>損失電量分析:可能導致發(fā)電量損失的各種情況進行預率數(shù)量量量率了解風場營運指標，分析發(fā)電量損失等生產(chǎn)指標的深層次原因，幫助安排維修計劃等采用新—代高分辨率中尺度預報模型——WRF模預報初值場:美國全球大氣環(huán)流模式GFS預報場同化中國常規(guī)氣象觀測資料進行27km、9km和3km三重網(wǎng)格嵌套風電場區(qū)風速統(tǒng)計訂正:引入極限學習機方法對預報風速進行訂正建立風電場區(qū)輪毅高度風速與全場發(fā)電量的統(tǒng)計預發(fā)電量計算:建立風電場區(qū)輪毅高度風速與全場發(fā)電量的統(tǒng)計預電網(wǎng)要求軟件系統(tǒng)功能如下:>風電場高端氣動動態(tài)模擬>建立高精度天氣預報模型>高精度尾流預測模型>智能風機控制技術(shù)>自適應優(yōu)化控制系統(tǒng)通過高精度的天氣預報技術(shù)，快速的尾流模型分析技術(shù)，結(jié)合基于風資源預測分析和尾流模型的全場自適應優(yōu)化控制技術(shù)，降低尾流影響，提高測試機組效益1.5-3%，降低波動載荷5-10%軟件系統(tǒng)功能如下:>利用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等計算機技術(shù),通訊技術(shù)及控制技術(shù)搭建風機遠程監(jiān)控及運維大數(shù)據(jù)平臺,對風電場實現(xiàn)集中管理并時數(shù)據(jù)分析、故障預警、維護等服務>大數(shù)據(jù)平臺的運用,將大幅降低現(xiàn)場故障率,提高故障解決效率,有效提高風電場的運營管理效率及發(fā)電量,進入智能化風電運維服務時提升效益最直接途徑軟件系統(tǒng)功能如下:>出海人員安全考勤系統(tǒng):人員考勤有助于統(tǒng)籌安排運維人員的日常出海工作,精確統(tǒng)計出海天數(shù),同時可以和人員補貼制度關(guān)聯(lián)。>人員動態(tài)跟蹤系統(tǒng):對于施工期、運維期出海作業(yè)人員進行全過程跟蹤管理,追蹤全程行動軌跡。>人員落水報警系統(tǒng):當人員不甚落水后,實現(xiàn)入員落水后的有效自動AIS預警,有利于周圍的船舶與海事搜救部門及時營救,同時集控中心也會獲得落水位置信號,可采取下一步緊急措施。降低運維成本降低運維成本，運維效率預計可提高3%軟件系統(tǒng)功能如下:1、自動發(fā)電控制(AGC)2、自動電壓控制(AVC)3、通信接口:與調(diào)度,與風機與無功補償設備電網(wǎng)要求常規(guī)變電站各輔助設施系統(tǒng)由視頻監(jiān)控、火災報警、防盜報警、門禁等組成，它們均獨立設置、獨立運行、監(jiān)測信息不共享，沒有實現(xiàn)聯(lián)動，無法實現(xiàn)系統(tǒng)一體化管理，需人為進行大量的系統(tǒng)操作，管理效率較低。智能輔助系統(tǒng)正好解決了這些問題，將運行人員更多精力關(guān)注到生產(chǎn)設備上。運行監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)整個風場主要生產(chǎn)設備（風機、海纜、變電站設備）信息的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一展示，實現(xiàn)運行監(jiān)視、操作與控制、信息綜合分析與智能告警、運行管理和輔助應用等功能。運行監(jiān)控系統(tǒng)直接采集站內(nèi)電網(wǎng)運行信息和二次設備運行狀態(tài)信息，通過標準化接口與輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測、輔助應用、計量等進行信息交互，實現(xiàn)變電站全景數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視、控制、運行管理等。統(tǒng)判斷結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，減少運維成本，大數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)來源結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)主要包含監(jiān)測內(nèi)容：鋼管樁腐蝕、鋼管樁應力、承臺混凝土應力、承臺混凝土鋼筋應力、高強度螺栓應力、承臺不均勻沉降、承臺混凝土溫度、結(jié)構(gòu)振動以及塔筒傾斜等監(jiān)測項目。>升壓站及升壓站電力設備在線監(jiān)測、機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)變壓器在線監(jiān)測（核心設備）>油色譜在線監(jiān)測>局部放電在線監(jiān)測>智能冷卻控制>開關(guān)在線監(jiān)測>避雷器在線監(jiān)測>機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>升壓站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)>升壓站及升壓站電力設備在線監(jiān)測、機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>變壓器在線監(jiān)測(核心設備>開關(guān)在線監(jiān)測避雷器在線監(jiān)測>機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>升壓站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)>信息集成展示>升壓站及升壓站電力設備在線監(jiān)測、機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>變壓器在線監(jiān)測(核心設備》>開關(guān)在線監(jiān)測>避雷器在線監(jiān)測機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>升壓站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)>信息集成展示>升壓站及升壓站電力設備在線監(jiān)測、機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)>變壓器在線監(jiān)測(核心設備》>開關(guān)在線監(jiān)測>避雷器在線監(jiān)測>機器人輔助監(jiān)測子系統(tǒng)升壓站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)>信息集成展示>生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)>以EAM為核心>集成化應用平臺>由基建期到生產(chǎn)期的資產(chǎn)全生命周期管理>完整的信息支持生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的EAM和ERP集成解決方案應能完整的體現(xiàn)了企業(yè)設備資產(chǎn)生命周期的管理思想>完整的信息支持減少運維管理成本可用性(連續(xù)、不間斷運行):強調(diào)冗余設計實時性:具有很強的實時性能,再輔以實時網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)和高性能人機界面子系統(tǒng),使得系統(tǒng)中基于實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的應用具有很高的性能可移植性:滿足不同用戶對硬件平臺以及操作系統(tǒng)平臺的需求安全性:節(jié)點級安全、數(shù)據(jù)庫級安全、應用級安全、運行級安全可拓展性:不斷進行擴展與更新,不斷跟進新技術(shù)的發(fā)展>設計容量>系統(tǒng)可靠性和使用壽命>系統(tǒng)負荷率指標>性能指標費用估算智慧配套基礎設施類