福氏新能源周枫:分散式风电的控制和智能运维平台DISOM
2018年10月17日-19日,2018北京国际风能大会暨展览会(CWP 2018)在北京新国展隆重召开。本次大会由中国可再生能源学会风能专业委员会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、全球风能理事会、中国农业机械工业协会风力机械分会、国家可再生能源中心和中国电子信息产业发展研究院(赛迪集团)六大权威机构联合主办。
“分散式风电开发技术论坛”于10月19日上午召开。福氏新能源技术(上海)有限公司周枫博士出席本论坛并作主旨发言。
以下为演讲实录:
今天很感慨,在座的各位坚持到现在很不容易,其实我们这个行业的人都在坚持,希望通过行业内部所有的同仁把风电做的越来越好,福氏作为丹麦的一家公司,也是跟随国内风电发展十几年,这十几年里面,我们也是一步步在进步,我有一个比喻,现在我们提分散式发展,如果说过去的几年一直再大规模的集中式发展,是一个大餐,是牛排,分散式可能就是一个甜点,我们现在在座的很多人都希望把这个甜点做的越来越好,从控制的角度希望提出我们公司的想法,给大家做个分享。
首先简单介绍一下分散式的风电,还有风电的特点以及福氏的解决方案。其实分散式的定义大家很清楚了,相对来说规模要小一点,小于30兆瓦,主要在35千伏或者说110千伏以下并网的概念,特点我总结有两部分,建设特点容量小、占地面积小,选址比较灵活,建设周期比较短,不需要再建升压站,靠近用电负荷。性能上属于是分散接入就地消纳的过程,同时因为是属于在电网末端,对改善电网有一定的帮助,同时便于利用新能源,但是对于一些新技术也有要求,对投资回报有一定的要求。
我就直接说我们公司的一些解决方案,因为整个针对分散式来讲,其实不同的厂家作为整机厂都有各种各样具体的需求来解决它,包括怎么降噪,怎么运行更大捕分效率,叶片更大,塔筒更高,怎么做无人值守,我们作为一个控制器提供商,怎么提供一个可靠的控制器产品,怎么体现多点接入,怎么做无人值守。
福氏从国内开始做风电以来提供我们控制器的产品,现在在国内用的比较广泛,但是实际上它有一些标杆性的数据在这里,比如说有1G双核的CPU,还有比较大的存储区,还有linux的操作系统,这个操作系统非常快,起机系统只有5秒,这是我们的特点,同时它是一个宽温的,从零下40度到80度运行,由于地域的变化、海拔高度的变化,所以我们提供了这么一个硬件的产品来满足各种各样的需求。我们这个标杆海拔是在4000米以下可以用的,而且还有双冗余的操作系统。
下面是我们在控制器的基础上又提供了分散式能源的解决方案,这个产品实际上在整个福氏集团也是使用的比较多,这是举了一个应用场景的例子,右上角是柴油发电机的机组,如果说只是有这个机组,我们可以通过一个ASC的模块根据需求端的负荷调整发电量,引入一个太阳能,通过这几个模块的配套,尽量让可再生能源发的更多,让柴油机组投入的会更少一点,同时还可以投入风电,风电加上储能,这时候可以在用电低谷的时候把绿色能源放在储能里,需要它释放的时候再供给用电端。同时在并网之后还可以把多余的电投到大网上去,如果一旦大网出现问题,我们可以通过这个模块的切换,直接用我们存储的能量和可再生能源的能量,直接供到客户端,实际上这既可以实现就地的消纳,也可以实现各种能源的接入和互相配比的优化,同时我们也可以把多余的电来上网。
下面提出了一个无人值守的概念,分散式风电虽然少,不像集中式建设一个升压站,我们希望通过无人值守的方案实现风机的远程控制,其实这个方案既可以在集中式实现无人值守,或者少人值守,对于分散式更加强调无人值守,主要的结构有这么一个拓扑结构,有三个层面的内容,一个LOCAL的客户端,在整个风场远离风机的位置装一个LOCAL的控制,可以对现场风机做一些远程的控制,同时这些数据我们也可以做一些边缘计算,对一些大部件做一些预警。同时我们可以通过这个系统和集中式放在一起,就是各个分布式的LOCAL系统和其他大的远程集中式LOCAL系统配合在一起,向上送到区域中心,然后再向上可以送到总公司的级别,总公司的级别可以实现对整个公司内部,包括全国区域内风机的调度,这样对总公司来讲可以实现信息的共享,再一个对风机整个运营、风场运营的了解,对后期的合同评审决策都做一些支持工作。
DISOM的特点一个是开放的开发平台,我们是基于C/S和B/S集成的架构,我们充分利用C/S的系统,这样在一些风电现场,特别是一些去windows,可以装上linux运行我们的采集系统,另外引用了一些大数据的系统,用的数据结构和数据库,充分利用了关系数据库和非关系数据库结合在一起,通过这种方式快速实现数据的采集和收集,同时提供了非常多的接口,可以对不同的风场,不同的风机进行接口后可以把整个数据采集上来。跨平台linux和windows都是可以用的,都把它引入进来。另外有个手机客户端,可以来搜集整个区域内或者总公司级别任何一个信息,对管理层、决策层来说可以第一时间了解现场的情况。
我们可以在时间序列上分析数据,一旦风机发生问题的时候,可以快速找到在哪一个点,哪一个信号容易引发故障,便于做后期的故障分析,这是在总公司这一级或者区域公司这一级,可以看到整个在这个区域内或者全国范围内所有风场在哪个位置,可以直接进入这个风场,了解这个风场的信息,同时把整个风场运维管理,包括培训记录、操作票,所有的现场,有可能和运维有关的可以集中在总公司,做一个统计,包括现场用车、用油都可以集成在这里面。
最后介绍一下我们公司,福氏是一家丹麦的公司,成立于1933年,我们主要还是以绿色能源为主,在分布式能源,在国内都是做了比较靠前的,在中国是在上海的张江,主要的产品包括控制器,除了风机的主控之外,包括风机的变桨系统比较完整的核心器件的产品,包括驱动器、包括电机、包括超级电容、超级电容充电机,所以这部分也在国内给大量的客户服务。公司在丹麦的Skive,同时在Silkeborg和Odense有两个有办公室,2017的年的时候收购了一个奥地利的团队,这个团队原来是负责华润风机开发的团队,福氏基本上在载荷设计,在风机的后市场改造,包括风机的算法设计,都是一个非常完整的团队。谢谢大家。