海上风电场智慧风场方案设计精课件

1、数字化| 信息化 | 物联网| 云计算 | 人工智能 | 大数据 | 区块链海上风电场智慧风场方案设计CONTENTS01PART ONE概述02PART TWO功能模块03PART THREE 性能设计04PART FOUR 费用估算01PART ONE概述海上风电场特点及智慧风电场设计需求离岸远，人员出海限制因素多，可达性差一般采用少人或无人值守管理内容多，类别多，包括风机运行状态、结构安全、运维人员、通航调度、备品备件等管理与技术的融合其它海上风电场特点海上风电场特点及智慧风电场设计需求统一运行监控统一调度指挥统一数据管理统一故障分析统一设备管理统一运维调度统一通航监控“智慧化”管理平台

2、海洋环境管理主体人为活动海上风电海上风电场特点及智慧风电场设计需求设计依据福建大唐国际新能源有限公司平潭海上智慧风电场建设规划方案（大唐新能源研究院）关于福建XX 海上风电场工程可行性研究报告的审查情况的报告（大唐科研院技2016104号文中国大唐集团公司信息化项目建设管理办法相关会议纪要智能风机 智慧风场大数据、人工智能、云计算、很简单，已有成熟系统的集成即可项目概况海上风电场项目位于福建省福州市平潭县北部的长江澳以东08km海域，工程涉海面积约13平方公里，水深2025m，场址内有白冰岛及部分水下暗礁存在，海底地形较为复杂。现拟分期开发，后续待山洲列岛海洋保护区规划调整后，开发剩余区域。工

3、程一期装机容量185MW，本阶段拟安装37台单机容量为5.0MW的风电机组，设置一座220kV陆上升压站。风电场37台风电机组本期初拟设置7回35kV集电线路，各联合单元由1回35kV集电线路接至220kV升压站35kV配电装置，汇集后由2台220/35 120MVA主变压器升压至220kV，拟由架空线送至平潭地区电网。风机基础为高桩承台基础，风机安装采用分体式安装的方式。风博物馆集中监控中心工程管理中心技术演示中心运维培训中心总体设计原则一体化原则智能化原则模块化原则实用性原则开放性原则安全性原则可行性前瞻性示范性数字化风场目标提升安全等级降低建设和运营成本提升可靠性和发电量PART TWO

4、功能模块020 架构图重视数据资产和数据分析1 数字化风场物理风场数字化风场数字化三维数字化技术移动互联技术数据库技术数字化模型和实物资产一一对应数字化模型是行为信息与实物资产的联系纽带数字化模型是一切虚拟化仿真的基础提高出图效率，减少多专业协调沟通成本和错误智慧风场的基础，灵魂1 数字化风场设施数字化设备智能化数字化设计数字化施工数字化制造监控智能化主机设备现地智能化二次辅助设备智能化现地测控数字化数字化移交数据接口和安全防护工程数据中心生产信息化ERP系统生产管理系统基建管理系统协同办公系统财务管控平台应急指挥系统数据接口三维可视化立体档案智能运行设备检修智能设备 。 。 。 数字化智能型

5、风场仿真培训法律法规设计和建设规程规范信息安全评价体系技术规范智能巡检专家知识库、大数据分析基建阶段设计单位施工单位监理单位设备生产厂商信息系统服务商业主单位生产阶段设备生产厂商信息系统服务商业主单位智能安全智能地线智能工器具视频监控1 三维可视化地理信息模型；地质信息模型；设施信息模型1 数字化移交三维数字化技术数据库技术移动互联技术重构数字化移交物理风场数字化风场1 数字化移交内容建造信息合同文件成本信息装配信息生产管理说明文件厂家信息三维模型设计信息图纸档案分析数据进度信息智能设备设备运行智能运维1 数字化案例2 工程项目管理系统5、临近项目尾声需要投入大量的人力和时间整理历史资料做竣工

6、决算3、工程项目涉及管理对象众多，需要业主单位、设计单位、施工单位、监理单位协同作业4、工程建设过程中积累大量的文档，资料的查找，竣工资料的整理移交是一个复杂的工作2、海上施工风险高、工艺复杂，超重、超高、超长、超大设备安全风险系数高海上风电项目管理1、工程项目投资巨大，如何用最少的资金定期保质的完成建设任务是管理的难点项目信息自上而下与自下而上畅通、一致、及时大幅减少项目管理成本提升工程质量实现了项目知识经验的积累、分享及复用为智慧运维奠定基础2 工程项目管理系统工程项目现场管控云平台是以项目为中心、以现场管控为重心、以适用易用为目标、系统实现协同的工作平台。平台涵盖了个人工作平台、综合办公

7、、项目资料库、采购管理、费用管理、进度管理、质量管理、HSE管理、多方协同、档案管理和信息管理等功能模块。2 工程项目管理系统施工方设计方业主方采购信息进度信息QHSE信息设计管理信息设计信息多方协同其他过程信息进度信息多方协同是系统实现多方协同的重要功能模块。包括施工方、业主方、设计方在内的其他项目参加单位通过多方协同工作模块完成系统数据交互和相关协同工作。2 工程项目管理系统通过进度管理实现将项目进度计划编制、填报反馈、项目跟踪预警与分析等活动有机串联起来，促进项目各级管理人员权重分明，保证项目进度计划的顺利进行。2 工程项目管理系统项目云盘旨在建立一个易于组织、存储和提取的文件系统，实现

8、文件的云存储、备份，版本管理，在线预览，外链分享，移动办公等功能。云盘特点：公用互通可追述2 工程项目管理系统2 工程项目管理系统工程建设信息门户是一种基于信息技术和互联网技术的项目交流的解决方案，强调以项目为中心，为项目参与各方在互联网平台上提供获取个性化项目信息的单一入口，并为项目的参与各方提供一个高效率信息交流和协同工作的环境，最终为项目业主提供及时、准确的个性化、集成性的项目信息。应用工程建设信息门户主要包含项目文档统一管理、工程信息统一发布等功能，能够解决工程项目，特别是大中型工程项目建设中存在的大量信息交流、协调问题，促进项目的协同工作。3 安全管理系统建立可从基建期平滑过渡到生产

9、期的人员安全管控体系建立满足各类情况（如地质灾害）下的人员安全管控体系可实时掌握作业人员所在地理位置实现监控中心与作业人员的应急通信实现风险的及时预警4 风电场综合评估KPI指标风电的运行模式，决定了风机业主需要了解风场运行的营运指标，电网侧也需要通过某些指标考核一个风场的供电质量和电源可靠性，所以风电指标分析，是风电场监控管理中非常重要的需求。KPI指标上网电量等效利用小时数损失电量场用电量场用电率设备可利用率弃风率功率曲线保证率软件系统功能如下：通过分析风电场电量、可利用率、风资源、可靠性等指标，分析可能导致每台风机发电量损失的原因，评估发电低效机组，提出解决方案。数据查询与展示：针对不同

10、类型数据指标，提供不同维度、不同方式的数据展示，支持一键生成报表并下载。损失电量分析：可能导致发电量损失的各种情况进行预警或方案优化。了解风场营运指标，分析发电量损失等生产指标的深层次原因，帮助安排维修计划等5 风功率预测系统采用新一代高分辨率中尺度预报模型WRF模式预报初值场：美国全球大气环流模式GFS预报场同化中国常规气象观测资料进行27km、9km和3km三重网格嵌套风电场区风速统计订正：引入极限学习机方法（ELM）对预报风速进行订正发电量计算：建立风电场区轮毂高度风速与全场发电量的统计预报方程，进行全场发电量的预报。电网要求5 风功率预测系统软件系统功能如下：实时监视信息：风电场当前的

11、实时气象数据，包括各高层的风速、风向、温度、湿度、压强等；风电场当前的实时电量，包括风电场的实时出力、各个风机的工作状态等。历史信息查看：以WEB形式曲线方式展示实时气象数据，包括各高层的风速、风向、温度、湿度、压强等；风电场当前的实时电量，包括风电场的实时出力、各个风机的工作状态等。预测结果展示：包括所有功率预测的结果，以曲线和二维表的方式展示。误差统计分析：包括功率短期和超短期均方根误差的计算、显示5 风功率预测系统6 风电场风电机组智能优化控制系统软件系统功能如下：风电场高端气动动态模拟建立高精度天气预报模型高精度尾流预测模型智能风机控制技术自适应优化控制系统通过高精度的天气预报技术，快

12、速的尾流模型分析技术，结合基于风资源预测分析和尾流模型的全场自适应优化控制技术，降低尾流影响，提高测试机组效益1.5-3%，降低波动载荷5-10%7 风电机组故障预测系统软件系统功能如下：利用人工智能、数据挖掘、机器学习等计算机技术，通讯技术及控制技术搭建风机远程监控及运维大数据平台，对风电场实现集中管理并提供远程技术支持、故障在线诊断及解决、实时数据分析、故障预警、维护等服务大数据平台的运用，将大幅降低现场故障率，提高故障解决效率，有效提高风电场的运营管理效率及发电量，进入智能化风电运维服务时代。提升效益最直接途径8 人、财、船调度系统软件系统功能如下：出海人员安全考勤系统：人员考勤有助于统

13、筹安排运维人员的日常出海工作，精确统计出海天数，同时可以和人员补贴制度关联。人员动态跟踪系统：对于施工期、运维期出海作业人员进行全过程跟踪管理，追踪全程行动轨迹。人员落水报警系统：当人员不甚落水后，实现人员落水后的有效自动AIS预警，有利于周围的船舶与海事搜救部门及时营救，同时集控中心也会获得落水位置信号，可采取下一步紧急措施。降低运维成本，运维效率预计可提高3%8 人、财、船调度系统软件系统功能如下：风电场电子围栏：系统可自定义设置区域预警，进入/离开这些区域的同时，将会告知集控中心穿越预警区域的目标船只。锚损锚害监测：通过雷达、AIS、震动传感器等监控船舶抛锚对海上风电场的海底电缆的锚损锚

14、害的实时监控。场区附近交通流状况监测：通过雷达、AIS等传感器在标准电子海图上进行周围各类水面上大小物标（船舶）监测。通过VHF高频电话进行相应的与船舶的通信8 人、财、船调度系统软件系统功能如下：实时监视信息：通过技术手段实时监控船舶的所在位置，从而对船舶的安全生产和船期执行情况做到远程实时跟踪。历史信息查看：支持历史航迹记录，历史检修记录，运维船舶状态查询等功能。可维护性方案分析：根据运维检修内容，结合海况、天气预报情况和船舶历史运维统计信息等对可维护性和可达性提供决策参考。8 人、财、船调度系统软件系统功能如下：库存管理模块：入库管理、出库管理统计查询模块：库存查询、备件采购统计、备件消

15、耗统计基础信息模块：项目公司管理、风场管理、仓库管理、备件基础信息管理、供应商管理、系统维护模块：用户管理、用户授权、用户密码修改9 变电站生产监控系统软件系统功能如下：1、自动发电控制（AGC）2、自动电压控制（AVC）3、通信接口：与调度，与风机，与无功补偿设备电网要求10 辅助系统监控平台常规变电站各辅助设施系统由视频监控、火灾报警、防盗报警、门禁等组成，它们均独立设置、独立运行、监测信息不共享，没有实现联动，无法实现系统一体化管理，需人为进行大量的系统操作，管理效率较低。智能辅助系统正好解决了这些问题，将运行人员更多精力关注到生产设备上。11 运行监控系统平台运行监控系统实现整个风场主

16、要生产设备（风机、海缆、变电站设备）信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。 运行监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。010203040506风机基础防腐保护系统12 在线监测系统在线振动监测海底光电复合缆在线监测子系统结构安全监测方案设计叶片监测子系统升压站及升压站电力设备在线监测判断结构健康状态，减少运维成本，大数据分析的重要数据来源12 在线监测系统风机基础防腐蚀保护系统12 在

17、线监测系统风机基础防腐蚀保护系统12 在线监测系统风力发电机组在线振动监测子系统12 在线监测系统海底光电复合缆在线监测子系统12 在线监测系统结构监测系统主要包含监测内容：钢管桩腐蚀、钢管桩应力、承台混凝土应力、承台混凝土钢筋应力、高强度螺栓应力、承台不均匀沉降、承台混凝土温度、结构振动以及塔筒倾斜等监测项目。12 在线监测系统叶片监测子系统12 在线监测系统升压站及升压站电力设备在线监测、机器人辅助监测子系统变压器在线监测（核心设备）油色谱在线监测局部放电在线监测智能冷却控制开关在线监测避雷器在线监测机器人辅助监测子系统升压站设备在线监测系统信息集成展示12 在线监测系统升压站及升压站电力

18、设备在线监测、机器人辅助监测子系统变压器在线监测（核心设备）开关在线监测避雷器在线监测机器人辅助监测子系统升压站设备在线监测系统信息集成展示12 在线监测系统升压站及升压站电力设备在线监测、机器人辅助监测子系统变压器在线监测（核心设备）开关在线监测避雷器在线监测机器人辅助监测子系统升压站设备在线监测系统信息集成展示12 在线监测系统升压站及升压站电力设备在线监测、机器人辅助监测子系统变压器在线监测（核心设备）开关在线监测避雷器在线监测机器人辅助监测子系统升压站设备在线监测系统信息集成展示13 生产信息管理平台生产信息管理系统以EAM为核心集成化应用平台由基建期到生产期的资产全生命周期管理生产管

19、理信息系统的EAM和ERP集成解决方案应能完整的体现了企业设备资产生命周期的管理思想完整的信息支持 获得全面、完整的信息支持减少运维管理成本13 生产信息管理平台生产信息管理系统适用于风力发电企业的ERP系统电力生产经营管理的门户设备资产维护的有力工具13 生产信息管理平台生产信息管理系统工单管理物资管理文档管理运行管理设备维护管理PART THREE性能设计03性能设计可用性（连续、不间断运行）:强调冗余设计实时性:具有很强的实时性能，再辅以实时网络管理子系统和高性能人机界面子系统，使得系统中基于实时数据库管理系统的应用具有很高的性能可维护性:所有应用统一的数据库建模技术保证用户无需对不同应用重复维护可移植性:满足不同用户对硬件平