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【文字直播】未来风电场专题论坛——远景能源俞乐:数字化风电场设计降低度电成本

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-24  来源:能见  浏览次数:55  
核心提示:今天分享主题是“从指挥风场谈风场开发智能化趋势”。我们身处智能化时代,身边很多行业被智能化潮流所冲洗,甚至一些传统行业被智能化颠覆,比如说智能驾驶,如果未来智能驾驶的时代到来是否很多老司机即将无用武之地了。再看风电行业,能否赶上智能化风口,或者风电行业是否会面临淘汰?今天讨论的是未来的风电场,我有这样一个论点,如果在未来中国的风电行业能够存在,并且能够持续发展,它必然在诸多能源竞争中能够胜出的,度电成本必然是低于绝大多数的竞争能源形式,比如说火电、光伏,所有从业人员将来的生活、工作中必然更加舒适、更加方便
  11月22-24日,“2017全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛” 在浙江杭州市召开,本届年会以“绿色制造 绿色发展 绿色未来”为主题。大会共邀请来自业内的四十余位专家、主题对话与分享,参会人数超500人。
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远景能源(江苏)有限公司系统工程产品总监俞乐先生
  
  俞乐:
  
  尊敬的各位领导、来宾、朋友们,大家好!
  
  今天分享主题是“从指挥风场谈风场开发智能化趋势”。我们身处智能化时代,身边很多行业被智能化潮流所冲洗,甚至一些传统行业被智能化颠覆,比如说智能驾驶,如果未来智能驾驶的时代到来是否很多老司机即将无用武之地了。再看风电行业,能否赶上智能化风口,或者风电行业是否会面临淘汰?今天讨论的是未来的风电场,我有这样一个论点,如果在未来中国的风电行业能够存在,并且能够持续发展,它必然在诸多能源竞争中能够胜出的,度电成本必然是低于绝大多数的竞争能源形式,比如说火电、光伏,所有从业人员将来的生活、工作中必然更加舒适、更加方便,设计更加快速、高效,建设过程会更加舒适。
  
  但是在当下风电行业是怎样的现状?可以说现状比较残酷,电价逐年下降,甚至有取消补贴的趋势,建设环境更加恶劣,以前在戈壁滩上搞风电,每天可以调一台风机,吊车、叶片、机舱可以随便放,但是现在到河南地区、山东地区,甚至吊车可能摆放稍微凌乱一些就得为多征的地付钱的。风资源越来越差,可开发风速越来越低,我们面临的投资环境和以前完全不一样,几年讨论要不要投资一个风电场,是讨论到底赚的多还是少,但是现在讨论要不要投资一个风电场,真的可能绘本。这种现状要求我们必须满足三个关键词:“精准”、“降本”、“增效”。风速预算做的更加精准,在开发的过程当中,在整个设备要实现降本,生产建设要实现降本,设计降本、运维降本。还要做到增效,从风电场宏观选址到微观选址、到设计、建设、并网,整个周期更加短,这样才能够把精力发出来做风电场。
  
  为了做到以上三个关键词,远景通过数字化方式、智能化方式实现刚才所说的的精准、降本增效,比如说智能风机技术,现在风机1312.2机组,比起去年流行的1152.2,发电量提升很多,风速已经发电量提高很多,现在的控制算法能够使设备成本达到一定程度的下降。
  
  智能化的开发,远景格林威治平台基于超算技术,基于更先进的CFD模型,把整个风电场的发电量以及每个机位点测的更加精,资源定位更加准,评估误差很低。
  
  智慧风场产品,在设计阶段做到智能化、数字化,在一个平台上可以做到一体化设计,能够使设计成本做到更低,能够使整个设计的过程变的更短,在交付过程中如果出现设计变更可以更快速的响应。最终在致力于智能化运维,做到发电量损失做到最低,运维成本更少。
  
  下面具体通过智慧风电场的产品平台向大家更细致的描述一下最近做的一些实践以及我们对未来的展望。
  
  第一,基于单个风电场,基于一些机器学习的算法,基于大数据技术,基于超算技术,3D模拟技术,能够使风电场设计过程当中完全实现数字化,能够使风电场设计做到精准。在开发非常前期的时候,大家可能会遇到这样一个场景,在前期的时候想收购一个资源的时候非常想了解这个风场到底花多少钱,但是这个时候预可研无法给我们,但是利用这样一个平台,希望非常前期的时候能够得出相对精准、相对细致,甚至细致到某一个螺栓、精距的风电场开发成本。
  
  第二,基于批量化风电场开发趋势可以实现高效复制,这个风电场做的设计。
  
  (PPT图示)这是格林平台智能风电场产品家族,分为技术产品线、管理产品线,技术产品线的图建产品和电气产品,技术产品线聘请了很多国际国内专家,将标准及经验提炼成算法,以软件的形式展现出来。为了支持风电场全面数字化开发了数据产品,包括从可研阶段,可研可以实现自动化可研、数字化科研,到数据产品库以及交付过程,精确到每一个螺丝螺母所有数据,都可以实现数字化管理,所以流程、交易范围、执行人定义清楚以后可以形成对应的EPCM管理软件。
  
  EPCM软件能够实现采购和施工建设打通,和运维打通、和调试并网打通。
  
  下面,基于几个常用的模块给大家做一些更详细的讲解:
  
  第一,道路平台产品模块。大家知道风场开发进入山地,整个道路成为开发者心中的痛,产品非常高,征林征地有很多纠纷,及时是平原也会涉及到很多纠纷,包括高压线路、路边变电房、水井等等。我们致力于通过三维模拟方式把一个道路平台到底修成什么样的形状,到底多大的面积,用三维方式呈现出来。我们可以发现模拟的一个结果是不规则的现状,并且可以实时计算出需要多少面积,在3D运输当中道路到底修多宽、破度是修多少,转弯半径是多大。有人说现场施工结果和设计图纸不符合怎么办?所以数字化不能停留在设计阶段,要打通整个设计过程,可以看到有一个运输系统,左边是实景,右边是手机APP以及后台界面,可以实时关注运输车辆是否安全,运输工艺到了某个位置后轮转向角度是否按照我的工艺执行,包括叶片有一些传感器可以实时监控叶片是否和树林、山体产生接触,可以实时报警。
  
  (PPT图示)这是安徽一个项目,在今年6月份并网,基于这样一个山体的等高线的测绘图,因地制宜给出了每个机位不同形状,包括平台上的布置基础在哪里,吊车应该放在什么位置,吊装方式是所有塔筒都放在这个基础上还是一节塔筒来了以后车盘起吊的方式。可以看到这里是一节塔筒,这里是一节塔筒,中间是基础,中间是机舱和轮毂,叶片没有体现出来,我们选择了叶片到了以后再组装。基于这样一个数字化的设计思路,我们实现了在这个风场有49块钱每千瓦的道路成本的节约,包括新建道路、改建道路、平台等等。
  
  (PPT图示)这时已经发布的软件产品平台实际项目的操练过程。机位已经确定了,风场范围通过数字化方式输入进去,这是在平台设计之前选择的平台机位点以及数据约束,比如说平台选择到底是什么样的吊装方式,多大的吊车,可以很快的基于每个机位点实际的地位条件给平台的面积、挖方量、填方,基于单价水平挖方多少钱、填方多少钱,可以给出一个概算。这是道路路径设计,可以自动辨识哪些是已有道路,哪些需要新修,优先选择已有道路,可以实现路径最短,一则复杂的山地可以实现工程量最少,我会把一些设计约束放进去,比如说哪些区域是公益林不能修路,哪些是限建,可以自动输出所有图纸。这是在格林平台中展示的,也可以导出成CAD的图纸。当然,我们的功能还在不断完善,将来会把所有的功能开发给全行业,让全行业共同把这个软件做的更好,让这个行业变的更繁荣。
  
  第二,电气类产品,主要分为三个部分谈:升压站选址,升压站选址决定道路、线路、送出总成本。我们对于新型升压站研究,比如说预装式升压站节省成本,当然集电线路优化也是重头戏。
  
  我在一个风场中哪些地方可以放升压站最合适,我们基于这个软件能够实现的是把所有能够放升压站的点全部选出来,每一个点线路多少钱、道路多少钱、多少工程量,现在很多送出线路和业主自己修建的,如果考虑送出线路会把送出线路所有成本算出来,比如说把其中前100个点都选择出来,在100个点根据一些经验,不是所有的点都适合做升压站,比如说业主有特殊需求,希望升压站放在风水比较好的地方,这样有一些特殊需求可以充分考虑。当然,软件只考虑哪一个点是最优的,经济性最好的。
  
  (PPT图示)可以实际看一下针对这样一个风电场怎样在软件平台中完成这得一个操作,要选择很多的约束条件,因为每一个点都要做线路计算、设计计算,比如说测绘度、地形资料、等高线的资料,升压站到底多大,是传统升压站还是预装式升压站,是220还是210,容量是多少,都要定义清楚,还有一些特殊区域,比如说公益林、居民区、矿产,要避过去的,可以看到蓝色的点都是选出来可以放的升压站的位置,其中排在前5用红色的点加注出来了,可以把所有点工程量、造价、坐标点等等都通过Excel表示出来。
  
  升压站如果做的非常小,选择点的时候有更多选择,比如说有三角型地段,路边,位置非常好,但是这个点面积不大,一两千个平方,如果传统升压站3000个平方,装不下了,这个位置就要放弃,如果采用新型升压站设计,预装式升压站其实可以做的更小,一方面是自身降本,另外一方面联合线路、道路送出的综合降本、系统性降本。预装式升压站设计过程非常快,比如说有5万点设,遇到其他项目就直接复制过去,当然升压站设计很灵活,可以设计成长方形和正方形,如果将来实现大批量应用整个供应链会更加便宜。
  
  (PPT图示)这是在安徽的一个项目,最后利用预装式升压站技术,节省了80元/千瓦。
  
  第三,线路设计如何通过软件平台实现数字化。线路首先路径要钻端,还要实现智能化分组,线路一条线兼顾13-14台风机,这样有很多选择,如果用人工确认是没有这样的人力资源可以投入的,但是电脑可以。路径选择成功以后,要实现杆塔排布,采用什么方式,软件会根据我们的算法给出一个相对来说更平衡的解读。
  
  (PPT图示)可以看一个视频,集电线路计算参数配置是需要输入的,就是分场范围是什么,机位有哪些,升压站在哪里,比如说这个风场选择不能使用300以上的电缆,也可以选择进去,可以看到软件自动给了一个它认为最优的路径选择,不同的颜色代表不同的线路。基于这样一个数字化技术,我们在安徽这个项目确实实现了整个路径的缩短,最终介绍将近100块钱/千瓦。
  
  第四,塔筒基础,因为整个风电场塔筒基础也是成本占比很高的,所有行业内的从业者,包括开发商、设计院、风电场家都很认可在一个风电场中一种机型配一套塔筒,比如说一个经典机型设计的风速6.5米,如果放在5.5米的风场只有C或者C-,塔筒需要这么重吗?甚至风机都没有必要这么重,在安徽风场发现只有4个机位,风速6米以上,有10个机位风速在6米以下,如果采用新的载荷计算载荷得到了大幅度下降,在2015年的时候,针对于这个风场做了塔筒定制化以后,从212吨数量降低到201吨,现在已经优化到150几吨了,载荷下降以后基础载荷会变的很小,基础设计自然会得到进一步降低,基础设计看两层:地址条件、风机基础载荷,从580方降到511方。
  
  基础怎样在软件平台上实现数字化设计?通过数字化设计,通过定制+寻优,从511方再一次降低,这个项目只用了621方的混凝土料。
  
  (PPT图示)这是已发布的基础产品模块,只要把输入条件定义好,载荷设置好,每个机位地勘资料、想勘资料,设定一个边界,在所有的约束范围内,可以做上千次计算迭代,因为基础设计先设计一个形体带入到公式算法中,去复核一下设计是否满足要求。但是人不可能做上千次的尝试,但是电脑可以,可以看到自动给出一个最优的设计,自动化的输出了计算报告,这个计算报告显示所有设计都是满足国标要求。
  
  以上就是我想给大家展示的,远景在智慧风场方向上所做的思考、实践以及目前的进展,和对将来的展望,可以想象在将来风机会更新换代,发电量越来越好、控制越来越好,设计基于数字化会大大降低设计成本,缩短建设周期,运维阶段可以降低50%的韵味成本,这样的行情在未来非常有竞争力,利用智能化手段、数字化手段实现与同行业其他能源形式的竞争胜出。
  
  未来在智能化、数字化探索过程当中的理念:
  
  第一,知识软件化。行业内很多专家、很多学者他们所有经验放在脑子里退休了,这是一种浪费,我们用算法工程师把他们脑子里的经验,把他们的一些设计方法形成算法放到我的软件中,把他们变成一个产品和工具,指导新的行业设计,这是我们探索智能化、探索数字化的一条道路。
  
  第二,工程产品化。所有的工程都是不一样的,但是一次定制化,但是这个工程会无限发散,最后无法管控,但是用管控手段,比如说EPCM,每一道工序在哪一个时间点出来都是一丝不差,时间点可以严格按照财务计算核算成本,但是工程很难做到这一点,我们利用数字化手段可以帮助工程加上一个金箍咒,让工程在建设过程当中努力趋向于制造理念,帮助所有的开发商们、建设者们将整个建设周期变的更短。
  
  最后谢谢大家,希望所有从业人员可以共同把自己的才智发挥到数字化、智能化方向中,谢谢大家!

(根据发言整理,未经本人审阅)
 
关键词: 远景能源
 
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