登录 | 注册

基于工业物联网的海上风电智慧化运行平台

181

成果主要完成人

成和祥、董 礼、张雪松、肖擎曜、赵 东、李晓海、何晓凤、贾爱庆、景 洲、张振宇、王雁冰、兰洪涛

项目概况

习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。到2030年,单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。围绕“碳达峰、碳中和”目标,我国海上风电已进入大发展阶段。 海洋气象条件复杂多变,已经成为影响海上风电安全及效益最关键的外部扰动因素,台风、大浪、暴雨、雷电等灾害天气对其安全运行构成严重威胁,并严重影响到海上风电的运行效率。 海上风电智慧化运维平台,围绕海上风电场“安全应急”和“智慧运维”两大场景,应用数值预报、人工智能、物联网技术及最新海上工程气象致灾机理研究成果,构建海上作业人员与岸基监控中心、地方监管部门、社会救助力量的多方互联互通,在保障人员设备安全的前提下,满足海上风电运维“出得去、干得了、回得来”的目标。 利用中国气象局的雷达、卫星、地面自动站、海岛站、浮标站组成的立体观测网,结合风机监控、视频监控、船只自动识别、人脸识别、基于北斗定位的穿戴式救生衣等综合手段,实现海上风电场状态全面感知;考虑设备吊装、船只航行、人员登乘风机等具体作业场景需求,为人、船、设备提供针对性的预报预警服务,并构建运筹学模型,通过寻优算法求解出海运维的最佳方案,帮助运维人员抓住有限的运维窗口;利用移动互联网、甚高频、卫星等多种通信手段,保障岸基监控中心和海上船只通信畅通,支撑人员落水、船只故障等突发事件的自动报警和协同救援;形成事前计划调度-事中安全监控-遇险应急协同-事后反馈分析的全流程闭环,有效保障出海人员安全,实现海上风电建设与运维降本增效。 本成果已在位于江苏、广东、浙江、福建、山东等地的多个海上风电场落地实施,其中包括国内首个符合“双十”标准的海上风电场——中广核如东海上风电场。在“安全生产”与“降本增效”两个方面应用成效显著,实现了灾害风险精准防控及应急事件高效处置,有效避免了重大安全生产事故的发生,充分发挥了安全生产第一道防线的作用。通过精准的作业窗口期预测降低了施工与运维成本约1600万元,通过智能调度、预测性维护和台风期间大风有效利用增加发电收益约1200万元。本平台在实践应用中已初见成效,在“保安全、增效益、降成本、减压力”各方面均有重要作用,可全面提升应急管理水平,有效防御灾害天气,经济和社会价值巨大。未来可在在试点服务的基础上进一步凝练、优化系统,实现产品标准化及面向其他风电企业的推广服务,最终面向其他海上重大工程领域推广服务。