面對新能源全電量入市的深遠挑戰,國家電投集團正努力以智慧場站建設為契機,進行一場新能源生產運營體系重塑。
湘中大地逶迤的群山中,海拔1200米的漣源龍山綿延伸展。山巔上巍然矗立的25座風機迎風舞動,位于山腰的少人(無人)值守風電場站中,視頻監控、自動消防、電子圍欄一應俱全,生產運營數據正同步傳輸到距此一百多公里外的國家電投集團五凌電力長沙新能源生產運營中心。
湖南長沙新能源生產運營中心如同“大腦”和“神經中樞”,對漣源龍山風電場風機的振動、齒輪箱油溫等核心參數變化進行著毫秒級的采集,通過在線監測、故障診斷、大數據分析等新技術應用,漣源風機故障識別準確率高達98.6%。
“如腦使臂,如臂使指”。如果說長沙新能源生產運營中心是“大腦”,湘中維檢中心就是落實“大腦”指令的手臂。“大腦”如果對龍山風電場發出了任何故障預警,都將被轉發至距風電場幾十公里外的五凌電力湘中維檢中心的智慧大屏上。在那里,維檢中心負責對周邊7座新能源場站的“區域維檢+場站安保”,值班人員可以遠程完成故障診斷,維檢團隊將第一時間驅車奔赴現場。
由此,五凌電力通過將長沙新能源生產運營中心作為湖南新能源生產運營“中樞大腦”,實現了“集中監控”;通過將維檢中心所轄場站運維人員集中管理,實現了“區域維檢”。而五凌的這一套智慧場站建設新模式,正是國家電投集團新能源生產運營體系重塑的一個縮影。
集中指揮,握指成拳
2023年12月20日,國家電投集團全面啟動智慧場站建設,從頂層設計、重點任務、典型方案、推進落實和檢查驗收等方面全面推進各項工作。而這一戰略背后,是國家電投集團踐行“智改數轉”,從而實現新能源產業提質增效、體大身強的迫切心情,更是落實“均衡增長戰略”,重塑新能源生產運營體系的堅定決心。
日前,國家電投集團剛剛舉行2025年新能源產業年度專題會。會議指出,2025年,新能源全電量入市影響深遠、挑戰與機遇并存。集團各有關單位要切實增強使命感、緊迫感,全面推進新能源智慧場站建設和“2+N”(生產運營中心+電力交易中心+N個區域維檢中心)生產運營管控體系優化,以改革思維加快推進“省為整體”,推動重點省份區域維檢、委托運維取得突破,深化業務管理流程再造,形成適應于市場驅動的智慧化管控體系。
五凌電力作為國家電投集團智慧場站建設的“急先鋒”,則成為了該集團新能源生產運營體系重塑的樣本。
國家電投集團五凌電力目前是湖南省最大的清潔能源供應商,清潔能源占比達92%。截至目前,五凌電力管理總裝機1444萬千瓦,其中水電540萬千瓦、火電120萬千瓦、風電331萬千瓦、光伏423萬千瓦、儲能30萬千瓦,遍布湖南、貴州、寧夏、山西等國內22個省(自治區)、以及孟加拉國。
2016年10月,五凌電力建成長沙新能源生產運營中心,成為我國首個實現省級全域新能源集中調控的示范工程,中心采取“省內全采全控+省外遠程監視”雙模覆蓋,通過部署27000余個智能感知終端,實現對122座新能源場站的智慧管控。
2022年11月,五凌電力湘中維檢中心在湖南婁底建成,并陸續將周邊2小時路程之內的漣源龍山風電場、紫云山風電場等7個場站,全部納入該中心管控范圍,實現“區域維檢”。由此,湘中維檢中心與長沙新能源生產運營中心形成遠程集控運行管理的協同,實現了“如腦使臂,如臂使指”的集中指揮。
目前,湘中維檢中心管控容量達到42.5萬千瓦,通過智能視頻監控、圖像識別、智能物聯、大數據分析等技術,實現了設備數據的實時監測和各設備之間智能聯動功能,場站數字化水平和工作效率得到大大提升,為這一新能源管控模式的重塑奠定了基礎。
據介紹,五凌電力目前已擁有4個維檢中心,分別位于湘中、湘南、中衛和玉溪。完成10個場站智慧化改造,實現“設備集控、場站集群,人員集中,技術集享”,打造了新能源運維檢修“2小時工作圈”。
業務流程重塑的核心,在于維檢中心實施的“區域維檢+場站安保”集中運維管控模式。在保障安全生產的前提下,推行“核心+外委”運維檢集約化管理。五凌電力新能源分公司副總經理、生產運營中心主任李賢明表示,2023年,該公司僅湘中區域即實現20位運維人員下山進城,兆瓦用工降幅約38%,綜合人工成本減低約800萬元/年,全面推廣后將有力提升新能源項目區域統籌能力和資產管理質量。
與此同時,五凌電力所轄規模龐大的水電業務,可與其新能源業務形成多能協同模式。1986年從長江水電站起步建設的五凌電力,下設五強溪、三板溪、白市和托口等大型水電站,并與黔東火電廠形成水火互補。
在此基礎上,五凌電力創建了“6+4”區域維檢網絡,以3個核心新能源維檢中心輻射湘中、湘南、湘西北,以及即將投運的湘東北等3個中心與4個“水電+新能源”復合基地提供調峰支撐,湖南省域內形成2小時應急響應圈,由此實現對國家電投集團區域集約化管理的扎實落實。
硬核“黑科技”助力體系重塑
五凌電力新能源生產運營體系的重塑,除了集團戰略自上而下的推動,還依靠的是智能巡檢、故障預警等自主研發的硬核“黑科技”的支撐。
無人機巡檢大隊是五凌電力新能源場站巡檢的主力軍。場站采取“一人一機”的移動式巡檢策略,無人機沿工字形路線采集數據,通過衛星中心定位,成功起飛后按航線采集數據,將飛行實況畫面實時傳回長沙生產運營中心。由此,傳統人工巡檢無法全面覆蓋的問題得到了徹底解決。巡檢的同時,中心結合SCADA技術(數據采集與監視控制系統)進行多元數據分析,最快1天便可出具巡檢報告,可精準迅捷地發現組件缺陷。
然而,無人機結合SCADA技術還只是五凌電力智慧場站建設中最基礎的一環。據五凌電力科技公司董事長萬元介紹,五凌電力自主研發的新能源智能運維系統,可實現集中式風電、光伏資產的全景監測、智能預警、專家分析、能效分析及設備狀態評估。
該系統自2024年6月上線應用以來,已推廣應用到53座風電、10余座光伏場站,通過系統預警提前發現風電齒輪箱失效、軸承磨損、變槳軸承斷齒等各類風電設備缺陷300余項,避免設備故障損失約500萬元;通過無人機巡檢、圖像識別、紅外熱成像技術應用,提前發現光伏組件、逆變器等各類設備缺陷近萬余處,挽回發電損失約1200萬千瓦時。
2016年,新建成的長沙新能源集控中心實現“全采全送、全監全控”;2022年起,通過數智化改造,開展風機大部件、逆變器、組件等主設備問題專項治理,提升設備可靠性;完善主設備狀態監測,實現“全景化感知”等一系列“數智化”成效,為“2+N”生產運營管控體系打下堅實基礎。截至2024年底,在運122座新能源場站接入長沙新能源生產運營中心,裝機容量約718萬千瓦。
同時,五凌電力科技公司還有諸多為自身新能源場站量身定做的“黑科技”武器,極大地提升了智能巡檢的便利性。例如,湖南以分布式山地光伏為主,山體和植被對組件的遮擋情況時有發生。公司通過自研算法,可利用無人機識別光伏組件組串數據,判斷遮擋情況,并建立模型研究遮擋程度,預計可提高發電量5%左右。
此外,還有可跟蹤太陽照射角度的光伏跟蹤支架,融合了AI算法,使光伏板保持最佳發電位置,可極大提升光資源利用效率;通過檢測故障氣體評估變壓器健康狀態的變壓器油光譜檢測裝置;以及在升壓站部署的毫米波雷達及視頻融合預警系統,可代替紅外對射、電子圍欄、視頻攝像頭等傳統的周界防范,預警準確率高達98%。
目前,上述自主研發的技術已在五凌電力下屬的余丁、汨羅、石門等10余座光伏電站投入應用,累計發現各類組件缺陷32000余處,預計年挽回發電量損失建議下調至2000萬千瓦時。
由此,憑借先行先試取得的豐富經驗和創新研發獲得的技術積累,五凌電力湘中維檢中心風機實訓平臺與直驅仿真平臺共同搭建了階梯式培訓體系,成為面向國家電投集團、湖南省新能源維檢技能實操實訓基地。
成效提升“看得見摸得著”
體系重塑帶來的是整個五凌電力新能源生產運營體系可感可觸的提質增效。而具體的效能和收益,則體現在成本削減,產銷協同和員工幸福感提升三大方面。
在成本削減方面,據五凌電力新能源分公司生產運營中心副主任、湘中維檢中心主任譚振國介紹,該公司自主研發新能源智能運維系統,實現集中式風電、光伏資產的全景監測、能效分析及設備狀態評估,投運以來推送智能預警工單150余項,發現光伏設備缺陷5000余項,運維人員配置較傳統模式下降約63%,故障消缺效率提升5倍。有力支撐新能源運檢工作,助推無故障新能源場站建設。
中心實行“設備集控、場站集群,人員集中,技術集享”管理,建設區域聯儲聯備倉庫,實現資源共享,場站儲備資金占用降低50%。
同時,湘中維檢中心實施“區域維檢+場站安保”集中運維管控模式以來,通過重塑業務流程,推行“核心+外委”運維檢集約化管理,現場運維人員減少20人,兆瓦用工降幅約38%,減少人工成本約800萬元/年,全面推廣后將有力提升新能源項目區域統籌能力和資產管理質量。
產銷協同方面,五凌電力基于電力交易市場革新與AI決策技術前沿,開拓性建設了湖南區域現貨輔助決策系統,升級湖南省集中營銷管理系統,打破了產銷兩側系統之間的數據壁壘。
2024年,五凌電力調整發電檢修計劃、交易策略256次,多電源品種協同營銷實現新能源減棄增發,更精準響應市場需求,助力“供需協同”為特性的新型電力系統建設。
截至2024年底,國家電投集團的現貨輔助決策系統,已實現了對湖南36座新能源場站發電數據及風光功率預測數據的集中管理,并關聯外部市場供需數據,促進了以省級營銷、運行集控和區域維檢三大中心為核心的生產營銷協同體系落地見效。2024年,國家電投集團在湖南的214萬千瓦市場化新能源集中營銷率達到100%。
在員工幸福感提升方面,五凌電力的智慧場站不僅改變了生產運營方式,更深刻改變了身處其中的每一位員工的生活。
此前一個新能源場站就需要四、五個人在山上輪流值守,員工的學習成長和后勤保障都條件有限。推進智慧場站建設后,員工集中到了維檢中心,實現了“下山進城”和居住升級、配套升級、保障升級,工作狀態和生活品質煥然一新。此前長期困擾員工的“看病難”“婚戀難”等問題也得到了解決。
未來,五凌電力還將探索通過AI人工智能等技術提升功率預測、報量報價影響輔助決策準確性,推進智慧生產運營系統建設,為國家電投集團新能源產業實現提質增效做出更大貢獻。
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