宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏回族自治区银川市 750004
摘要：随着经济和科技的快速发展，海上风电智慧调度系统，实现人员的安全管理以及船舶调度。通过海上风电雷达多源跟踪及边界警示系统，实现海域船只全范围跟踪，并确保海上风电场的风机及海缆安全。通过风机平台的海上风电场风机平台作业监管系统，实现风机作业人员在风机平台的全面管理。
关键词：海上风电；智慧运维；管理系统
引言
随着技术的不断变革，新能源作为我国能源革命的主战场，发挥着越来越重要的作用。但我国新能源发电企业项目开发模式粗放、风电机组可靠性差、运维管理水平差、安全生产基础薄弱等问题也逐渐凸显。国家能源集团陕西新能源公司也开启了变革之路，从“风电机组、场级控制、管理决策”3个维度深耕建设智慧风电场之路，探索了单机性能提升、智慧风场建设、一流企业建设的一体化新模式，初步实现了“安全可靠、管理精细、指标先进、环境优美、队伍一流”的创建目标。
1技术优势
对于智能化技术来说，将其应用于风电系统中，能够为相关人员的管理决策提供重要帮助，随着风电系统数据的快速增长以及设备容量的急剧增加，应用智能化技术能够实时获得发电机组的运行数据以及各种影像数据，这些数据会通过智能化技术来进行筛选与分析，进而为风电系统的各种运行工况提供必要协助与服务。此外，智能化技术还能使风电系统具备许多个性化功能，通过大数据技术能够获取风电系统的各项运行数据，并将这些信息汇总后按照个体对象来生成档案，以此制定出具有较强针对性的服务策加热器，以此确保单个风力发电机的高效运行。近年来，风电系统在服务方式及业务上得到了不断的创新，智能化技术则为风电系统发展提供了有力的技术支持，使风电系统能够以网络平台为立足点，进而为管理者能够在许多方面进行高效的管理，例如异地管理、网络管理等。
2海上风电场智慧运维管理系统概述
通过海上风电智慧调度系统、海上风电雷达多源跟踪及边界警示系统、海上风电场风机平台作业监管系统，搭建出海上风电场智慧运维管理系统。1）通过陆上集控中心的海上风电智慧调度系统，实现人员的安全管理以及船舶调度。2）通过海上风电雷达多源跟踪及边界警示系统，实现海域船只全范围跟踪，并确保海上风电场的风机及海缆安全。3）通过风机平台的海上风电场风机平台作业监管系统，实现风机作业人员在风机平台的全面管理。
3风电智慧调度系统
3.1视频监控
视频监控系统包括具备透雾功能的远红外热成像摄像机，用于观测整个海上风电场区域的海域船只情况。视频监控系统与人员急管理系统、船舶管理调度系统有机结合，自动实现动态目标捕捉、坐标捕捉。一旦人员落水，通过个人急示位标的发送位置，海域视频监控系统自动锁定其位置，并进行视频实时观测。系统通过AIS系统的接口，能够在海图上设置电子围栏区域。当船舶靠近、闯入区域或非法锚泊时，系统发出告警提示，以声光方式通知值班用户，并记录报警信息。同时通过光电联动跟踪功能，通过摄像头实时跟踪危害船舶，并进行视频录像保存。
3.2在建项目创新应用智能化风机
随着风电产业在技术上日益成熟，机组的发电效率和可靠性得到大幅提升。新能源公司先后在5个在建项目使用联合动力UP115/S-2000风电机组、UP2000-121S风电机组、UP3000-156风电机组、UP3200-156风电机组。
最新联合动力风力发电机组采用高度集成的在线状态监测系统，能够对机组的基础沉降、塔筒螺栓、塔筒倾覆、传动链运行状态、发电机位移、主轴与叶轮连接螺栓、叶片叶根螺栓及叶片的运行状态进行全时段的在线状态监测，为风电场做到少人值守和无人值守提供技术支撑。通过对2011年投运的繁食沟风电场UP82-1500风电机组和2019年投运的新庄风电场UP2000-121S风电机组2020年平均风速、发电量、五大损失电量、综合厂用电率、利用小时、累计盈利、单机综合发电量、单机综合利润等对标，新建新庄风电场五大损失电量、综合厂用电率低，单机综合发电量、利用小时数、单机综合利润高，充分说明新建项目设备智能化水平高度集成、能耗低、效率高。
3.3以智能化技术运用TCP/IP传输协议进行数据整合
对于风电系统来说，要想实现系统的数据传输功能，便需要应用到物理链路及设备等传输系统，通过在风电系统中应用智能化技术，将使得系统在数据传输过程中能够采用TCP/IP传输协议来达到该目的。该传输协议在进行标准化后，同样能够在传输系统中进行共享，只需配置相应的网络设备和独立的综合布线系统，便可使不同系统在通信过程中存在的各种问题得到有效解决。以公共局域网为基础的智能化系统是可以在相同传输网络中进行共享的，从其技术应用层面上可以了解到，宽带路由器、公共局域网能够和互联网云端服务器进行连接，这样便使得风力系统具备了访问互联网的功能，从而实现对系统的智能化控制。对于可视对讲系统用户终端设备来说，其可看作是安装于用户室内中的一种共享性设备，通过该设备可对风电系统局域网进行访问，而且能够在风电管理系统中利用局域网来对因特网进行访问。
3.4大数据分析技术的应用
智能感知技术虽然很好，但由于需要额外增加传感器，成本偏高且扩展性不足。风力发电机的数据量是相当可观，一个大型风力发电公司管理的风机高达上千台甚至近万台，年产生的数据量都在TB级别以上。因此如果不增加额外的传感设备，可利用新的大数据技术，采集和存储机组数据，通过机器学习、深度学习和自然语言处理等人工智能分析方法，对风机生产运行数据进行挖掘分析，实现设备运行低效分析、亚健康问题预警分析，预防风电机组的关键部件问题，减少电量损失，必将成为了新的热门应用方向。
3.5无人机应用在智能巡检之中
无人机技术具有续航时间长、抗风能力强的特点，应用在风力发电机组智能巡检之中，无人机操作人员能够对其进行适当控制，对指定位置进行拍摄，对风力发电机组实现实时监测，始终确保风力发电机组有序、高效运行状态。无人机拍摄完成之后，能够利用传输系统将拍摄到的图片、视频传输到地面接收系统，技术人员通过对资料的比对，能够分析出风力发电机组是否处于正常运行状态，与传统的人工巡检相比，使用无人机进行智能巡检，能够提升巡检效率与质量，降低巡检成本，提升企业经济效益。
3.6风机配置要求
每台风机配置：一套人脸识别系统、一套智能门禁锁具、一套微波感警示及高音喇叭装置等。同时，对于进入风机的作业人员，配置可视化头盔。1）人脸识别摄像头：通过在塔筒门的人脸识别摄像头，对登上风机平台作业的人员进行身份认证以及实现人脸开锁功能。同时，通过配置可视化头盔，不但可保护作业人员安全，并将风机现场维修、检修的设备画面实时传输至陆上集控中心，为管理人员及专家进行远程指导和监督。2）智能门禁锁具：对各风机塔筒门禁进行闭锁。实现手机蓝牙控制开锁、远程开锁，配置急开锁锁芯，可通过机械钥匙开锁。
结语
近些年，电力企业所面临的生产经营环境复杂严峻，正处于一个关键的变革时期，无论从顺应时代发展、应对形势变化需要，还是从满足企业自身需要的角度看，实施智慧风电场建设的发展战略，持续提升企业核心竞争力都十分必要。使得风电系统在运行过程中产生的各种管理问题得到高效的解决，进而为我国风力发电场可靠、稳定运行提供强有力的技术保障。
参考文献：
[1]彭华东.风电机组故障智能诊断技术及系统研究[J].电网与清洁能源，2020，27（2）：61-66.