在中國(guó)“3060”目標(biāo)以及“構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)”目標(biāo)指引下，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速演進(jìn)。國(guó)家電投黨組提出：要打造智慧化場(chǎng)站，爭(zhēng)取到2025年智慧化水平走在國(guó)內(nèi)前列；以“智改數(shù)轉(zhuǎn)”推動(dòng)集團(tuán)公司存量提質(zhì)、增量做優(yōu)。上海成套院作為專業(yè)化公司，利用自身深厚技術(shù)積累和已有創(chuàng)新成果，以“可靠、安全、提效、降本”為原則，集合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)，研發(fā)風(fēng)電智能體、風(fēng)電智能運(yùn)維與健康管理系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部缺陷檢查機(jī)器人、風(fēng)電智能爬塔機(jī)器人，涵蓋智能控制、智能運(yùn)維和智慧運(yùn)營(yíng)，為風(fēng)場(chǎng)提供智慧場(chǎng)站技術(shù)解決方案，可以有效提升風(fēng)場(chǎng)的安全管理水平和效率，以數(shù)字化、智能化助推綠色低碳發(fā)展。

智能控制：基于深度智能控制優(yōu)化的風(fēng)電智能體

上海成套院自主研發(fā)的風(fēng)電智能體“成風(fēng)一號(hào)”采用人工智能技術(shù)，通過(guò)融合運(yùn)行機(jī)理和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、分析、建模與尋優(yōu)智能算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行偏航誤差自動(dòng)識(shí)別校正，最佳槳距角、最佳葉尖速比等運(yùn)行參數(shù)識(shí)別與修正，從而提高機(jī)組風(fēng)能捕獲效率，有效增加機(jī)組發(fā)電量，提升風(fēng)電場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)收益。此外，風(fēng)電智能體可基于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行最佳運(yùn)行參數(shù)的持續(xù)跟蹤，實(shí)現(xiàn)機(jī)組全生命周期內(nèi)的智慧高效運(yùn)行。 

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1、開(kāi)發(fā)測(cè)風(fēng)誤差智能識(shí)別尋優(yōu)控制算法，有效確認(rèn)測(cè)風(fēng)誤差角度并在線自動(dòng)實(shí)現(xiàn)尋優(yōu)校正。2、開(kāi)發(fā)槳距角和葉尖速比尋優(yōu)控制算法，開(kāi)展最佳槳距角和最佳葉尖速比自尋優(yōu)，識(shí)別并反饋控制實(shí)現(xiàn)最優(yōu)發(fā)電。

風(fēng)電智能體先后在國(guó)家電投河南公司富風(fēng)風(fēng)電場(chǎng)及重慶公司五洞巖風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展掛機(jī)測(cè)試應(yīng)用。其中在河南公司的掛機(jī)測(cè)試經(jīng)整機(jī)商評(píng)測(cè)，測(cè)試期間增功比例2.92%。

智慧運(yùn)營(yíng)：風(fēng)電智能運(yùn)維與健康管理系統(tǒng)

上海成套院自主研發(fā)的風(fēng)電智能運(yùn)維與健康管理系統(tǒng)，通過(guò)融合機(jī)理分析、人工智能與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)、性能在線評(píng)估以及故障預(yù)警、輔助運(yùn)維等功能，有效減少機(jī)組非停、降負(fù)荷和重大事故，幫助風(fēng)電企業(yè)全面提高設(shè)備的可靠性及機(jī)組出力水平，降低運(yùn)維費(fèi)用和運(yùn)維工作量，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的統(tǒng)一健康管理，提升風(fēng)電企業(yè)設(shè)備管理的精細(xì)化和智能化水平，助力智慧場(chǎng)站建設(shè)。 

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

1.支持多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，配套全國(guó)產(chǎn)化軟硬一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，全時(shí)全量采集，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性及有效性，筑牢智慧場(chǎng)站數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.涵蓋了運(yùn)行載荷計(jì)算分析、發(fā)電性能評(píng)估、整機(jī)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)、關(guān)鍵部件壽命預(yù)測(cè)以及AI故障預(yù)警等先進(jìn)算法，全方位掌控風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。

3.國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的基于北斗的塔筒監(jiān)測(cè)與偏航優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)塔筒姿態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)合預(yù)測(cè)性維護(hù)，避免風(fēng)機(jī)倒塔事故，并通過(guò)偏航優(yōu)化提升機(jī)組發(fā)電量。

4.基于光纖光柵的智慧葉片監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片損傷、覆冰、葉片載荷及葉片平衡等狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并幫助運(yùn)維人員提前發(fā)現(xiàn)葉片法蘭處螺栓斷裂和松動(dòng)現(xiàn)象。

該系統(tǒng)能夠改變計(jì)劃?rùn)z修和被動(dòng)故障處理的常規(guī)管理模式，實(shí)時(shí)掌握全場(chǎng)風(fēng)機(jī)的整體情況，基于主要矛盾和演化趨勢(shì)，有效地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)防性、針對(duì)性設(shè)備管理，提升機(jī)組利用率約1%。同時(shí)，提高實(shí)際功率曲線與保證功率曲線的符合度，提升機(jī)組的發(fā)電量不低于2%，為風(fēng)場(chǎng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

風(fēng)電智能運(yùn)維與健康管理系統(tǒng)委托江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì)進(jìn)行了鑒定，認(rèn)為項(xiàng)目科技成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。系統(tǒng)已在國(guó)家電投集團(tuán)濱海頭罾和濱海振東風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)500萬(wàn)元，獲德國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境氣候保護(hù)部授予創(chuàng)新能效項(xiàng)目獎(jiǎng)。

智能運(yùn)維：風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部缺陷檢查機(jī)器人

上海成套院自主研發(fā)的葉片內(nèi)部檢測(cè)機(jī)器人采用高清內(nèi)窺攝像裝置、紅外攝像裝置、激光測(cè)量等多樣化檢測(cè)手段對(duì)葉片內(nèi)部的鼓包、褶皺、脫膠、裂痕等缺陷進(jìn)行全方位檢測(cè)，運(yùn)用基于人工智能（AI）算法的深度圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，準(zhǔn)確識(shí)別葉片內(nèi)部缺陷，并對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)定位，大幅提高葉片檢查效率和缺陷定位精準(zhǔn)度。主要應(yīng)用于葉片出廠檢測(cè)和日常運(yùn)維中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況高效合理化使用。 

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1、可根據(jù)場(chǎng)景需求，使用多樣化檢測(cè)手段對(duì)葉片內(nèi)部缺陷進(jìn)行全方位檢測(cè)。3、建立了葉片內(nèi)部健康評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)故障早期預(yù)警，及時(shí)消除隱患，提升機(jī)組的運(yùn)行可靠性和本質(zhì)安全水平。

2023年7月中旬，在青海黃河某風(fēng)電場(chǎng)完成了風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部缺陷檢查機(jī)器人的實(shí)地測(cè)試，智能識(shí)別出多臺(tái)風(fēng)機(jī)的透光、褶皺、缺膠等多種缺陷，可以有效替代葉片內(nèi)部人工巡檢。

智能運(yùn)維：風(fēng)電智能爬塔機(jī)器人

風(fēng)電智能爬塔機(jī)器人采用模塊化封裝技術(shù)、陀螺儀車(chē)身穩(wěn)定技術(shù)及鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包含清洗模塊、無(wú)損檢測(cè)模塊、打磨模塊及補(bǔ)漆模塊四部分，能夠解決人工高空作業(yè)存在的危險(xiǎn)性高、成本高及效率低等共性問(wèn)題，助力風(fēng)場(chǎng)智慧運(yùn)維，減少風(fēng)場(chǎng)人工投入，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高維檢效率。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1、機(jī)器人機(jī)身創(chuàng)新性采用鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使機(jī)器人可有效貼合非完全垂直曲面；2、采用高性能磁性模組和陀螺儀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在曲面塔筒表面的可靠吸附及直線行走；3、清洗功能采用“高壓水/蒸汽+污水回收+過(guò)濾重復(fù)利用”模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)頑固油漬的有效沖刷，污水回收率超過(guò)80%；4、檢測(cè)模塊利用先進(jìn)TOFD超聲檢測(cè)技術(shù)，在耦合水作用下，可有效探測(cè)塔筒焊縫缺陷，且無(wú)需打磨壁面原有油漆。

2023年8月，風(fēng)電智能爬塔機(jī)器人在內(nèi)蒙古公司電力分公司D廠開(kāi)展示范應(yīng)用，完成6臺(tái)機(jī)組的清洗、打磨、補(bǔ)漆及焊縫檢測(cè)等測(cè)試工作。

上海成套院堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、科技先導(dǎo)，以創(chuàng)新技術(shù)能力為支撐，以客戶需求為導(dǎo)向，不斷通過(guò)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新能力，提供智慧風(fēng)場(chǎng)一體化技術(shù)方案，為集團(tuán)公司智慧場(chǎng)站建設(shè)貢獻(xiàn)更多力量。（韓峰 方超）

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