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东润环能:给新能源插上科技的翅膀

2014-02-23本刊赵靓薛辰

风能 2014年9期
关键词:风电场风电调度

本刊 |赵靓 薛辰

东润环能:给新能源插上科技的翅膀

本刊 |赵靓 薛辰

“给新能源插上科技的翅膀”是东润环能董事长邓建清常常挂在嘴边的话。就目前看来,这家在新三板刚刚上市的企业对于这句话的践行是踏实而有力的。

“如果能做好电网优化调度,对风电发展会有很大助推作用。”东润环能并网调度产品总监周云蔚面对记者回忆该公司立项开发“风电并网调度支持系统”的初衷。在他看来,通过IT及系统集成技术使风电成为友好型电源,在实践中促进风电行业的良性发展具有重要意义,况且,这也会为公司带来一个好的业务发展方向。

几年前的风电占比很低,电网公司对风电调度并不是很重视。随着风电等新能源发展及并网运行,为目前仅针对常规电源的电网调度模式提出挑战。建设适应风电等新能源发电新特点的调度管理需求日益明显、尤为紧迫,这正是东润环能所看到的市场机会。新能源并网调度技术支持系统应运而生。

然而,由于各地、各级调度对风电认识不一,在推动该系统的同时,东润环能更多的工作是进行引导和铺垫,积极参与科技项目实施,以及电网公司对风电等新能源并网接入标准的制定。

“我们在推广前进行了大量调研,并请各领域专家一起论证,首先在技术上达成共识,然后再根据要求不断修改产品方案,方案出来后还要请专家再审。这样尽可能在技术层面保持与客户的同步和一致;同时在项目实施的过程中,也充分得到电网公司用户的业务指导,使产品能够很快达到工程实用化的要求,为后期的批量推广打好基础。”周云蔚说。

随着光伏、生物质、垃圾发电以及分布式光伏的规模化发展,为了满足电网公司调度部门对新能源的综合调度管理需求,该公司在风电并网调度支持系统的基础上,于今年6月份推出了3E-8000能源并网调度支持系统(V1R2),可满足省级、地市级以及县级电网公司的调度机构实现对多种新能源并网调度管理应用,已在多个项目成功上线运行。到目前为止,东润环能的3E-8000能源并网调度支持系统的已在国家电网、南网电网均有应用,包括东北电网、广东电网、云南电网等省级电网公司调度应用,以及汕尾电网、珠海电网、杭州电网、宁波电网,浙江象山、临安等地县级电网公司的应用。随着国家对大力发展新能源的政策支持,其市场应用或将逐年倍增。

一般情况下,电网作为一个半封闭管理的系统,技术壁垒比较高,民营企业的产品想要进入似乎并不容易。东润环能得以成功的为多个地区的电网调度安装这套系统,除了对方有“痛点”、有“刚需”外,还与这家公司之前的在新能源行业的技术积累有关。

“准确地预测风电、光伏等新能源功率成为解决安全并网难点的技术关键,该系统继承公司在全国各地数百套功率预测的成功经验,结合自学习、置信度评价及修正等技术手段,大大地提高了新能源发电功率预测的准确性”。”周云蔚说。

据了解,国内的风功率预测技术一般由两方面组成。首先是气象源,也就是气象信息,这是预测的基本依据。由于风电场是固定的,预测公司通过定点购买国内外机构提供的气象信息来支持其预测体系,因此预测精准度对结果影响很大。

“我们通过大气所,以及西班牙和丹麦的气象源来支持预测体系。在确定一个坐标后,国外的卫星路过时也能覆盖到。但有的地方是国外的气象信息精度高,有的地方国内精度高,例如当地的气象局,对本区域里的地形和地势可能更清楚。”东润环能项目工程部总监李峰说。

其次是风功率预测的核心算法——预测数学模型。主要是指获得气象数据后,由模型算出未来风功率的预测值,因此预测数学模型是否适用当地环境,也决定了预测的精确度。由于风电场在地理环境、气象特点等方面有差异,一个模型只能用在一个风电场上。因此,对每个项目的数学模型进行不断地修改,使精确度不断提高,是一个风功率预测项目的长期工作。

对数学模型的修改基于历史数据,能够更早、更多地拿到历史数据对修模工作很重要。因此在一个新的风电项目之初,风功率预测公司往往会频繁地修模,随着历史数据不断的增加,模型的精度也将逐渐提高,修模的频率会有所减少。

“比如拿前天预测昨天的历史数据,与昨天的实际功率作对比,如果发现差别较大就要去修。历史数据虽是过去的而不是未来的,但其中展现了一些趋势,风功率预测就是一个趋势预测。”东润环能预测产品线经理李小康解释。

因此,在东润环能初创时,专修模型的团队就达到了20余人,同时还有一些合作单位及兼职人员。

显然,风功率预测实际上是对风电进行调度的依据;更显而易见的是,只有掌握了尽可能多的风功率预测资源,才能做好诸如新能源调度支持系统一类基于该数据的其他产品。因此风功率预测项目的市场占有率,将直接影响新能源调度系统的性能。

“我们总共装了600多套新能源功率预测系统,其中风电400多套,扩容后的风电场项目,只要属于同一个业主和升压站的,我们都算做一个项目。以此计算,全国有1200左右的项目安装了功率预测,大概占了三分之一以上。”东润环能市场部经理韩东升介绍:“另外,从市场区域来说也比较均衡,即使是江西这样风电较少的省份也有我们的项目。”

其实,气象源与预测数学模型是每个风功率预测公司都需掌握的“看家本领”,而能够拿到更多的市场份额,则需要有一些与众不同的东西。

东润环能技术人员在做设备调试>

为客户做软件调试

“我们能够在风功率预测市场确立一定的地位,第一是起步比较早,第二是走得比较快,第三是服务跟得上。”李小康坦言。

2009年就进入风功率预测市场,意味着东润环能具有了先发优势。从技术积累角度看,后进企业在风功率预测的数据源相比早期进入的企业会稍微欠缺一些,因为进入较早的企业可以通过更为完整的数据进行模型修正,“这就像滚雪球,精度的雪球会被越滚越大。”李小康比喻。

当然,进入得更早也就意味着要做更多市场开拓工作。早在2010年以前,东润环能就已经完成了技术储备,但由于国家和行业并未对此出台任何规范,风功率预测系统到底是什么样,怎么做,缺乏任何依据。同时,由于国家和电网公司也没有提出有关要求,不少开发商企业认为没必要安装这样一个系统。此时的开发商和电网对未来能够发多少电几乎没有概念,唯一的信息源是天气预报。为此,东润环能副总经理刘丹带着销售团队,不断地与潜在用户进行沟通,讲解这样一个系统“能够干什么,国外怎么做,未来会怎样。”

“我们不断地做服务,包括跟客户沟通,建议安装一套系统看看效果是否对管理有作用。”东润环能采供总监邓云说。

由于技术储备先行,东润环能的发展极为迅速。这家2009年6月成立的公司,在当年12月份便签得了第一单,为内蒙古深能义和风电场安装了风功率预测系统。据了解,这套系统在工程实施完毕后,连续3个月风功率预测精度达到85%以上,并一次性通过了业主验收。

2011年,国家能源局发布“国能新能177号”文,要求所有并网运行的风电场均需具备风电功率预测预报的能力。而此时的东润环能,已经积累了近30余个风功率预测项目的业绩和经验,在技术、经验、品牌认知等众多方面领先起跑。到2014年6月,这家成立刚满5年的公司总部,从两间办公室扩大为一层楼;由年收入数百万元增长到连续三年超过1亿元;团队规模由初创时的30人增加到240人。

实际上,东润环能能够如此迅速地发展,并占有30%以上的市场,也与其营销和服务水平关系密切。

“我们营销团队铺得很广,而且营销团队与实施团队是同步的。”韩东升说。

据了解,东润环能有50多名营销人员散布在全国,并设立了7个办事处。为了响应的及时,该公司同时设立了7个服务大区,服务人员可以在24小时内到达自己所在服务大区的任何一个项目现场,实际上,这些服务人员很少在办事处办公,一年在项目现场的时间达10个月以上。在大区中的人员保持相对固定,从而更熟悉当地的项目情况和调度政策。

在2012年以前,东润环能的服务工作可谓是靠“双腿跑”,因为需要频繁修模,服务人员需要到风电场去更换模型,既不安全成本也高。之后东润环能开发了集中预测系统,解决了新模型必须在现场更换的问题。业主方将数据导出后,通过互联网传给东润环能北京总部修模,修正后的模型能在无人工干预的情况下自动更新到电场系统中。

其实,集中预测只是东润环能小试牛刀,在修模的自动化、网络化和数据化上,其并未止步,研制出具备智能化的自适应平台。

该平台通过被输入的一些参数,自动完成修模,节约了大量时间和人力。由此带来的直接好处是可以加大修模的频率,从而尽快提升风功率预测的准确率。

“自适应修模算法是由人不断丰富的,从而使人的工作从修模的前台转向完善计算机修模算法的后台。”李小康说。

因此,集中预测和自适应平台不但降低了人力成本,并且提高了模型更新速度,从而受到业主的欢迎。

“预测产品的门槛有多高?市场上有不少公司都在做,但做得好与不好是有差异的。我们在各地都有本地化的服务团队,出了问题很快就能跟进。同时对各地电网对风电的要求也都非常熟悉,使产品在各地风电场应用没有任何障碍。”李小康说。

通过与电网、业主企业的紧密合作,以及占有大比例的风功率预测和可再生能源调度系统市场,东润环能的整体实力在不断增强。与此同时,这家以IT结合能源管理技术见长的公司,也并未固步自封,只在一个小圈子里打转。如果说风功率预测是该公司发展的基础,而新能源调度管理系统是风功率预测业务的升华,那么对风功率预测业务所产生的大数据进行有针对性的挖掘,则使东润环能的市场定位产生了蜕变。该公司总经理邓建清将其形象地比喻为“给新能源插上科技的翅膀”,以及“大数据构建新能源产业互联网智慧服务”。

“我们不是传统的电力设备企业,新产品设备级的比较少,都是以系统级和数据服务为重点的。以提供基于大数据的新能源产业互联网应用服务而成就客户为经营目标,除了对公司自己提供科技支撑外,还会为整个行业提供科技支撑。”东润环能副总经理戴钟海解释。

就目前看来,通过大数据挖掘,东润环能拓展出最显而易见的业务是机组诊断和智能化运行维护。

东润环能的机组诊断业务,实际上来自于一次巧合。有一个业主在利用历史数据与预测数据进行比对后发现,东润环能的风功率预测并不准确,仔细分析后获知,实际上是一些风电机组因为较老而检修停机,而调度方并不知情,使得预测数据并未扣除维修停机的功率损失。由此分析出一些风电机组在运行上存在问题。同时,由于风功率预测数据与实际发电功率非常接近,且需要掌握实际发电功率进行修模,这使东润环能实际掌握了很多风电场运行数据,通过对这些数据的分析,能够清楚地了解一个风电场甚至每台风电机组的情况,从而为业主提供智力支持。

此外,智能化运行维护也是东润环能正在大力推进的工作。

由于风电场地处偏远,难以留下高水平的运维人员,使运维经验和处理故障的能力很难得以传承,从而造成了运维成本高企。为帮助业主集约化运行,提高人员能力和机组发电能力,东润环能开发了一套智能运维系统。其智能化充分体现在能够利用软件信息流一体化,帮助风电场摆脱成本高昂的智力投资,利于经验传承。

“我们是做软件起家,而且是做与风电场高度结合的软件。包括风功率预测系统、机组的振动监测系统、集控管理系统等,能够对风电场情况有一个充分的了解,我们可以根据新能源智能化运维系统的后台,通过数据的挖掘和提取,识别哪里的机组容易坏,什么时间可能坏,从而提前准备施工和预备备件采购。”东润环能智慧运维产品线经理史龙伟认为这是东润环能区别于其他备品备件公司的特点与优势。

据了解,东润环能涉足智能运维系统始于2012年,我国第一个海上风电场——东海大桥海上风电场所使用的场站级风电机组智能监控系统,便是由该公司所搭建的,目前位于上海市区。与此同时,该套系统还囊括了除东海大桥外周边一些风电场,如崇明北沿、崇明东滩、南汇风电场的综合监控,以及即将接入的东海大桥二期项目。

“通过机组的运行状态,我们可以实时获得数据,然后综合判断机组未来的情况和检修的时间节点,因此完全能够掌握机组什么时间检修,人、财、物在什么时间到位,从而把企业的管理职能全部贯通到信息化流里。它不需要通过人为传播,而只需要打开手机或电脑,所有的任务和列表会自动推送到维护人员的眼前,他们只需要去执行就行。人、财、物在同一个时间点恰当地结合,既能减少库存又能保证机组维修的及时率。”

史龙伟所提到的运维管理方式,目前已经有了很好的例证,能够实实在在地帮助业主省钱。例如,在其3月份做的一项方案中,虽然业主方只是换修某直驱风电机轴承,便停机326.6个小时,经济损失累计达96.38万元。而采用东润环能的智能运维系统,其只需实际停机20个小时,从而降低损失38.68万元。

而这套系统更智能的地方,则体现在其结合了风功率预测的优势上。通过提前判断资源情况,可以了解到未来几天是否会有较大的风或很小的风,从而保证维修工作不会耽误发电,其所节约的经济成本相当可观。

这似乎在投运时间较久的风电场尤其适用。据了解,广东南澳的5个风电场在选择了此种模式,并安装了东润环能这套智能运维系统后,获得了业主集团领导的充分认可。资料显示,这5个风电场共安装了91台风电机组,基本为兆瓦级以下机型,甚至有一些品牌的机组厂商目前已经不存在。正是得益于智能运维系统的帮助,使这些设备老旧且备件复杂的风电场得以焕发新生。

“除了在运行环节把大数据和产业互联网技术深挖下去,我们还希望通过科技来覆盖新能源从规划到并网的各个环节。”戴钟海并非说说而已。目前的实际情况是,在东润环能已经帮助锦州、张家口、依兰、延庆等地政府做新能源城市规划与咨询工作,“政府有需要,企业有回报,我们做桥梁。”

与此同时,东润环能也在通过技术支撑和设备引入等方式,将服务延伸到相关地区的并网、运行环节。这个过程中,该公司也发现了一些好的机会,从而进入了风电场和光伏电站的投资领域。目前,其在山西浑源的一个5万千瓦风电场项目已经得到核准,位于甘肃武威的10万千瓦的光伏电站已经开始发电。

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