近日，由国电电力宁夏新能源开发有限公司独立完成的《数字化风场电站的建设与应用》项目，获2016年电力行业信息化优秀成果一等奖。该项目是国电集团唯一获此殊荣的新能源信息化科技成果。
整合风机“信息孤岛”
风电、光伏设备自动化程度较高，但品牌型号、投产时间和配套设备的技术差异，很难形成一套标准、统一、高效的监控系统，这样就形成了许多“信息孤岛”，严重制约了机组发电能力的最大化。
以宁夏新能源石板泉风场为例，分四期建设的风电项目虽然都是联合动力的机组，但由于机型和投产时间的不同，同一个风场使用了三代互不兼容的控制系统。风场配电设备所采用的控制平台也是各自为伍、相互独立，每天116台发电机组的数千个参数都要分别采集，极大影响了风场运行的分析和处理效率。
长期以来，新能源的生产集控系统一直以火电模式为蓝本，“数字化”在新能源并未得到充分发挥，缺乏有针对性的创新。面对光伏和风电机组动辄上千条数据的管辖规模，需要及时处理的信息量远大于传统火电。
为深挖风机效益，该公司组织专项课题组，多次前往厂家、设计和科研单位学习调研，整合不同设备的后台参数，尝试引入“大数据”分析的概念，并结合一线生产职工多年来积累的经验和“妙招”，进行二次开发。
通过一系列的理论分析和研发测试，系统历经三期升级建设，该公司在新能源运行集控系统应用方面取得多项重大技术发明和创新，新能源数字化集控运行技术跻身行业领先水平。仅去年一年，通过“新”集控系统的使用，该公司年发电量同比增加950万千瓦时，检修时间同比缩短2310小时，年综合厂用量减少50万千瓦时，直接创造经济效益550万元。
为每台风机建“健康档案”
宁夏新能源牛首山风场投运之初，年利用小时始终在1600小时上下浮动，不仅在国电电力风电场年度排名垫底，还把宁夏新能源第一次被逼到亏损边缘。
知耻而后勇。排除风资源的不利因素，要从提升单机效率下功夫，无论如何也不能让“投产即亏损”的一幕上演！
要解决自身缺“钙”的问题，就要全面“体检”。首先是摸清设备的健康状况，该公司从各个风场抽调了多名拥有20年以上生产经验的老电力人，会同联合动力区域检修技术人员组成课题组，对牛首山99台风机的所有可能影响发电效率的因素进行逐一排查。三个月集中“体检”，课题组检查出数十个工程遗留缺陷和安全隐患，也发现许多风机自身的设计缺陷，全面掌握了机组的真实性能状况。
课题组对比了同等条件下消缺前后风机的生产指标，将存在明显差异的共性缺陷统计分类，结合集控系统的开发，将其纳入缺陷数据库。同时将可靠性指标、气候指标和风机性能指标全面分析对比，形成单风机性能分析报告，利用信息化平台对各项指标进定量和定性分析。通过攻关，牛首山风场利用小时有了显着提高，区域对标排名也一跃领先，扭转了投产初期的被动局面。
尝到甜头的宁夏新能源没有止步不前。一个风资源平平的风场尚且能有这么大潜力，如果推而广之，让每一台风机都做一次“体检”，所产生的长期效益该多可观！沿着这样思路，该公司在每一个风场都开展了机组性能摸底。
如此一来，不仅风机设备性能有了“健康档案”，该公司电量、利润指标也屡创新高，创造了首年盈利、连年盈利、连续四年超额盈利的辉煌成绩。
让风机享受“私人订制”
最了解设备的人永远是一线的职工。
有了大数据高科技平台和专题攻关的成果做铺垫，该公司集控系统的数字化进程已颇具规模。然而面对复杂的实际故障和风机设计缺陷，最终解决问题还要靠人。如何实现人工智能，让设备变得更“聪明”，成了该公司集控建设的一项重点课题。
由于风电机组的高度自动化，其自身的控制系统对用户来说是不能更改的。然而面对复杂的气候环境，风机表现往往有些“水土不服”。譬如在牛首山，由于地形起伏较大，低风速下的风向变化无常，风机在这种情况下大部分时间都在自动“对风”，不仅不能发出高质量的电能，还消耗了大量的网购电，严重影响全年的经济效益。
面对这种情况，该公司一线职工展现出了难能可贵的敬业精神。他们通过多次对比实践发现，暂时将部分风机“切出”，待风向、风速稳定到平衡点后再“切入”，这样的“妙招”大大提升了单机的实际效益。
受此启发，宁夏新能源集控系统的研发团队运用概率学的“随机变量函数分布”理论，结合一系列统计学、数理学原理进行曲线拟合，建立了适应单台机组的功率数据模型。通过软件实现对每台风机的智能监控，让风机享受“私人订制”般的待遇。
此外，通过生产历史数据的采集，研发团队还针对这些“存量数据”进行了归类统计分析并存入数据库，建立了风机数据实时存储、实时分析的工作模式，让风机具备“自学习”功能，机组的智能化水平及各项生产、性能指标大幅提升。
从一线职工中汲取的智慧还远不止这些。针对风机实际运行中出现的各类故障，研发团队广泛征集一线职工的处理经验，储备到“知识库”。集控系统对共性、频发性故障自动生成典型故障分析，有效的控制了设备故障时间。而且随着“知识库”的积累，职工们的宝贵经验得到了汇集、继承和普及，该公司的生产管理水平也得到了整体提升。
构建“物联网+”模式
为了进一步实现“远程集中监控、现场少人职守”，宁夏新能源在远程集控平台建设过程中，将风场、电站各类设备通过专线和WiFi互联互通，尤其是在风机机舱、塔筒、配变电设备等环节安装全方位监控探头，360度监控设备运行状况，真正实现了“视频检修”，大大提升了生产现场的运检效率。
与此同时，远程集控平台建设还将语音电话、信息系统、数字电视、视频监控、视频会议等数字化信号打包整合，无缝对接，构建出了一个完整的宁夏新能源版的“物联网”。所有生产经营有关的信息、数据和参数都可以即时互联互通，真正实现了生产管理的信息化、现代化。
据悉，目前该公司正在利用“物联网”拓展线上线下的管理维度，相关功能正在向企业管理的方方面面延伸。下一步，在现有技术的基础上，宁夏新能源进一步探索智能、高效、便捷、非接触式的管理模式，通过科技创新，科学管理设备和资源，挖掘潜在效益，打造一流的新能源企业管理品牌。
