看得見摸得著的風(fēng)電場數(shù)字化設(shè)計

2017-12-08 10:06:54 遠(yuǎn)景能源　點擊量：461 評論 (0)

沒做測繪，地圖不夠準(zhǔn)怎么辦？測風(fēng)不滿一年，到底干不干？算出來的電量，到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？看到這，很多有經(jīng)驗的業(yè)主會心一笑，說到心坎上了。在風(fēng)電場選型選址階段，這些確實是非常頭痛的問題。當(dāng)前，一方面風(fēng)電開發(fā)

沒做測繪，地圖不夠準(zhǔn)怎么辦？測風(fēng)不滿一年，到底干不干？算出來的電量，到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？

看到這，很多有經(jīng)驗的業(yè)主會心一笑，說到心坎上了。在風(fēng)電場選型選址階段，這些確實是非常頭痛的問題。當(dāng)前，一方面風(fēng)電開發(fā)環(huán)境日益復(fù)雜成本上升，另一方面可再生能源補(bǔ)貼進(jìn)入下降通道，雙重重壓之下，如何才能做到風(fēng)場開發(fā)容量“多”、建設(shè)“快”、質(zhì)量“好”、成本“省”？

“數(shù)字化、智能化，是價值創(chuàng)造的推手而不是噱頭。我們關(guān)心它能為風(fēng)電行業(yè)解決哪些挑戰(zhàn)和難題，遠(yuǎn)景的智慧風(fēng)電場實踐證明，它能夠帶來更多的可開發(fā)資源、更快的建設(shè)速度和更低的建設(shè)成本。”在12月1日舉行的第三屆遠(yuǎn)景能源技術(shù)高峰論壇上，遠(yuǎn)景能源智慧風(fēng)場解決方案負(fù)責(zé)人裴波說。

剛才提到的問題，相信即便是最有經(jīng)驗的風(fēng)資源工程師，一段時間也只能專注于幾個風(fēng)場的設(shè)計。裴波表示，意識到這一痛點，遠(yuǎn)景能源集成各行業(yè)頂尖人才，通過數(shù)年的研發(fā)投入，打造了格林威治數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品，把數(shù)字化風(fēng)場建模和智能化深度學(xué)習(xí)應(yīng)用到風(fēng)電場設(shè)計中，高效交付可批量化落地的風(fēng)電場設(shè)計方案。

在論壇現(xiàn)場，這一主題報告引起了開發(fā)商代表和設(shè)計院的極大關(guān)注。把粗放定性的風(fēng)電場設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榫娑康亩ㄖ平当驹O(shè)計方案，格林威治數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品如何同時批量滿足這些更多更復(fù)雜的要求？

“首先，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立一個精準(zhǔn)風(fēng)場的數(shù)學(xué)模型，然后用人工智能對這個模型進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。”裴波表示，在深度學(xué)習(xí)的過程中，人工智能不斷加入風(fēng)電場的各種自然環(huán)境和客觀條件，逐步完善這個數(shù)字模型，直到可以模擬真實的風(fēng)電場環(huán)境。在大量的全局尋優(yōu)迭代之后，最終得出一個精準(zhǔn)降本增效的、可批量落地的設(shè)計方案。

2014年至今，遠(yuǎn)景能源格林威治的數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋了整個風(fēng)電場的設(shè)計，平均縮短設(shè)計周期6到8個月，降本增效“多快好省”。

但數(shù)字化風(fēng)場并不止于設(shè)計階段。

數(shù)字化風(fēng)場開發(fā)模型

以風(fēng)資源與選型選址模塊為例，裴波介紹，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的樣本全卷積超分辨率算法，通過大量公共數(shù)據(jù)和少量測繪樣本獲得大量更逼近測繪的地理數(shù)據(jù)，解決測繪前地圖不夠準(zhǔn)的痛點。同時，量化的不確定性評估模型可以根據(jù)測風(fēng)時長的不同，給出量化的風(fēng)速差以及對應(yīng)的投資回報率差異，協(xié)助確定是否先啟動后續(xù)設(shè)計；而CFD模型對于計算出的發(fā)電量是否精準(zhǔn)至關(guān)重要，針對不同的地形和應(yīng)用場景必須選用適配的CFD模型，也就是所謂的因地制宜。

格林威治設(shè)計產(chǎn)品演進(jìn)時間表

復(fù)雜地形和經(jīng)過居民區(qū)時，如何準(zhǔn)確判斷大件運輸?shù)目赏ㄟ^性？如何獲得精益降本的道路平臺設(shè)計并確保施工落地？如何保證物流運輸?shù)陌踩煽浚匡L(fēng)場電氣工程占據(jù)了除風(fēng)機(jī)外20%以上的投資成本，如何選出“好”的升壓站位置？怎么解決特殊情況下的升壓站工期限制？如何進(jìn)行大容量項目集電線路分組？

經(jīng)過研發(fā)和實踐，格林威治的開發(fā)者發(fā)現(xiàn)，降本得益于事前設(shè)計的精準(zhǔn)控制。借助于數(shù)字化路勘及二/三維模擬技術(shù)，準(zhǔn)確識別運輸中的障礙和風(fēng)險，同時為后續(xù)設(shè)計提供精準(zhǔn)輸入；在格林道路智能設(shè)計平臺上，通過添加機(jī)位機(jī)型、禁止區(qū)域、運輸車型等信息，系統(tǒng)自動輸出成本最優(yōu)的道路和平臺設(shè)計方案，再結(jié)合數(shù)字化閉環(huán)驗收系統(tǒng)，確保精準(zhǔn)的施工落地；基于物聯(lián)網(wǎng)的智能工裝車等數(shù)字化物流手段，確保物流運輸?shù)亩说蕉碎]環(huán)控制。

裴波特別強(qiáng)調(diào)，”這個風(fēng)電場的造價很大程度上可能在一開始的升壓站選址階段就被決定了。”因為綜合考慮集電線路、送出線路和場內(nèi)道路的“兩線一路”，升壓站的選址將會成為決定性的前提，而格林升壓站選址模塊，可以精準(zhǔn)、高效推選出綜合”兩線一路”的成本最優(yōu)的升壓站推薦位置排序，在升壓站選址階段就決定了風(fēng)場整體造價最優(yōu)成本方案。

裴波重點介紹了在河南蘭考、安徽靈璧等地已投運的預(yù)裝式升壓站。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的預(yù)裝式升壓站一方面能大幅降低設(shè)計和調(diào)試工期，降低地形的限制。另一方面由于模塊化帶來的批量化，在提升質(zhì)量的同時也可以降低成本。借住于基于機(jī)器學(xué)習(xí)的風(fēng)機(jī)群的分組和優(yōu)化集電線路路徑優(yōu)化和桿塔排布優(yōu)化算法，格林集電線路數(shù)字化設(shè)計模塊可以實現(xiàn)百萬級大基地項目集電線路的快速降本規(guī)劃。

數(shù)字化設(shè)計的塔筒和基礎(chǔ)價值體現(xiàn)在哪里？智能化軟件平臺通過風(fēng)況分析、載荷優(yōu)化，自動進(jìn)行機(jī)位分組和推薦最合適的塔筒規(guī)格和基礎(chǔ)尺寸，大幅度降低塔筒重量和基礎(chǔ)工程量。同時通過格林基礎(chǔ)數(shù)字化設(shè)計模塊，集成了基于有限元模擬的成本尋優(yōu)算法，實現(xiàn)了基礎(chǔ)全局尋優(yōu)、自動驗算等功能，同時支撐擴(kuò)展式基礎(chǔ)，樁基等多種場景。“河南某項目通過載荷定制，EN2.2-121-120HH機(jī)型實現(xiàn)了塔筒和基礎(chǔ)總共降本256.4RMB/kw，設(shè)計結(jié)果得到了設(shè)計院專家的認(rèn)可。”裴波指出。

風(fēng)電場設(shè)計完成后，設(shè)計、采購、制造都有相應(yīng)的要求，如何管理和傳遞大量的設(shè)計數(shù)據(jù)？如何協(xié)調(diào)管理確保現(xiàn)場施工的精準(zhǔn)落地？遠(yuǎn)景建立了數(shù)字化風(fēng)場檔案，從物料、采購文檔、工藝文檔、單位工程、項目等多層級，多視角，多維度地為設(shè)計、采購、交付等環(huán)節(jié)統(tǒng)一語言，實現(xiàn)項目信息流暢、高效、可靠地傳遞，搭建起了數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品和數(shù)字化項目管理的橋梁。即使遇到工程變更、設(shè)計變更等突發(fā)情況，也能實現(xiàn)不同職能間數(shù)據(jù)的高效高質(zhì)傳遞，為整個風(fēng)場的全生命周期資產(chǎn)管理提供完整統(tǒng)一的數(shù)字風(fēng)場檔案。

在項目建設(shè)階段，傳統(tǒng)模式的項目建設(shè)周期長短和質(zhì)量高低更多取決于項目管理人員的經(jīng)驗和責(zé)任心。針對這種情況，遠(yuǎn)景打造了數(shù)字化項目管理產(chǎn)品，將優(yōu)化的數(shù)字項目開發(fā)模型承載在軟件中。同時通過EPCM項目管理工具，將項目管理標(biāo)準(zhǔn)化、項目運營數(shù)字化，實現(xiàn)項目管理的透明、高效，為項目經(jīng)理和管理層提供項目進(jìn)度、成本、風(fēng)險、質(zhì)量和安全等視角的儀表盤，保守估計可以縮短建設(shè)周期2-3月，大幅提升項目執(zhí)行質(zhì)量。

原標(biāo)題:看得見摸得著的風(fēng)電場數(shù)字化設(shè)計

責(zé)任編輯：lixin

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