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基于安全可控的智能化风电场建设研究与实践

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成果主要完成人

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项目概况

项目背景:近年来,随着信息化技术不断进步,特别是“云、大、物、移”技术的不断成熟,能源行业智能化工作取得了长足发展,推进风电场智能化、智慧化也日益成为风电行业发展的共识。在信息化与工业化深度融合的同时,随之而来是信息安全风险增加,尤其是工业控制安全的风险增大, “震网”、“火焰”、 “Havex”等恶意软件严重影响了关键工业基础设施的稳定运行,网络战造成的“乌克兰大停电”、“委内瑞拉大停电”充分反映了当前电力系统信息安全面临的严峻形势。大唐集团内蒙古分公司赤峰事业部作为大型风电企业,在制定风电场智能化建设规划时将安全可控做为智能化的基础技术要求,并在安全可控方面实现了多项技术创新

大唐集团内蒙古分公司赤峰事业部基于安全可控的智能化风电场建设研究项目以安全可控信息网络为基础,以大数据、云计算、AI技术为手段,基于远程一体化管控平台实现所辖风电场安全、运行、设备等多方面的智能化管理。建设过程中,由于所属风电场均处于远离城市的草原和高山台地中,点多面广,多数风机处于公用移动网络盲区。综合考虑国家、行业对电力系统网络安全的安全技术要求和风电场特点,本项目未采用多点WIFI等安全性能不足、覆盖面积较小的无线网络技术,创新应用TD-LTE 无线宽带通信技术在各风电场建立了安全可控、全域覆盖的无线专用网络,部署了网络安全防护态势感知系统,研发应用了具备全面感知、智能控制、智能检修等功能的精细化管理系统,智能化风电场建设取得了预期成效

创新点1:基于TD-LTE 4G无线宽带通信技术,研发了适用于风电场的Cost231-Hata无线传播仿真模型,提出了应用于风机机舱的全向天线安装方法,实现风电场全域无线专网覆盖,满足信息传输的高带宽与安全要求

创新点2:提出了大型风电企业网络态势感知系统(NSSA)技术分层架构,避免NSSA对工控网络、管理内网、互联网横向隔离的破坏或影响,实现了公司本部与风电场网络安全态势数据互联和集中研判

创新点3:基于大数据、物联网、私有云技术,提出了智能化风电场运维管理一体化平台系统架构,开发了具有全方位感知、交互生产相关数据,实现对海量数据的融合与挖掘,具备自趋优、自诊断等特征的智能发电运行控制与管理系统

创新点4:研发了适用于风电场的多媒体调度平台与移动音视频采集设备,应用GIS人员轨迹追踪技术和图像分析技术,实现了包含远程技术支持、远程监督的智能管控和风电场智能安防

创新点5:研发了智能设备(无人机、机器人)的远程控制与数据交互技术,实现风电场关键发电设备的智能巡检与故障诊断

经济效益和社会效益:通过建立以安全可控网络为基础的智能化风电场运维管理一体化平台系统,有效提升风电场运维效率和运维技术水平,降低生产运营成本,减少故障停机时间,提高风电场发电效益,同时提高运维管理水平和运维人员安全保障水平。成果自应用以来累计新增产值740.73万元,新增利税620.73万元,累计增收节支总额90万元

先进性、可推广性、推动行业进步:该项目已授权发明专利4项,实用新型专利2项,软件著作权4项。项目研究成果为风电场智能力建设提供了有益的参考经验,有效解决了风电场偏远机位移动信号无法覆盖的问题,可实现作业过程的实时监视与管理,包括GIS轨迹跟踪,风机桨叶、集电线路无人机智能巡检,电子化两票,减少运维时间成本。该项目在风电行业具有广阔的推广前景