智慧风电场的远距离控制与运维管理技术分析

智慧风电场的远距离控制与运维管理技术分析

唐熙然

华能云南滇东能源有限责任公司风电分公司 650000

摘要：近年来，风电场数量增多，规模持续扩大，自动化、智慧化程度稳步提升。如今，智慧风电场已经成为新能源产业的重要支柱，电场运行质量会直接影响风力发电质效，保证智慧风电场安全稳定运行，成为推动风力发电降本增效的基本要求。基于此，本文聚焦智慧风电场运维管理，从实际出发，对智慧风电场远距离控制与运维管理技术要点加以分析，以期为提高技术应用水平提供辅助。

关键词：智慧风电场；远距离控制；运维管理；风力发电；技术要点

前言：作为可再生的清洁能源，风能应用范围遍布生产生活各个领域，尤其在电力事业发展中扮演重要角色，已经成为支撑电能生产的重要能源。随着风电事业飞速发展，风电场运营模式陆续更新换代，智慧风电场成为主流。在智慧风电场管理中，实现“无人值守”是关键，而想要达到该目标，需要积极探索远距离控制技术，并且不断推动运维管理技术优化升级。

1智慧风电场的远距离控制技术要点

从本质上来看，智慧风电场的远距离控制技术属于智能运维技术，该技术的应用目的是基于远程控制满足机组的自动化控制需求，使风电场控制不再依赖人工调度，能够实现远程操作。与火力发电厂相比，风电厂大多位于人迹罕至的海上或高原地区，这些区域的自然地理条件适合开展风力发电，但却不适合人工作业，所以智慧风电场内的风电机组运行控制需要以远距离控制形式开展。为满足远程控制需求，应当采用智能风机技术，基于风电机组的自适应控制策略保证偏航、变桨以及运行环境自适应，实现设备健康度自检测；还要借助智能场群控制技术实现风电场内的所有智能风机综合控制。

同时，想要实现智能风电场的远距离控制技术也要合理利用北斗技术，基于我国自行研制的北斗卫星导航系统实施精准高效的风电场远程控制。北斗技术拥有高精度定位的功能，可支撑智能风机组运行状态的实时监控以及运行故障的精准定位，是智慧风电场数字化管理以及精细化运营的重要帮手。利用北斗技术，智慧风电场远距离控制将拥有精确的数据支持，该技术与其他通信技术的有机结合将进一步增强远程控制实效性。结合实践可知，运用远距离控制技术需要以减少人工运维工作量和工作难度，切实提高风电机组控制与运维效率为目标。所以，在利用这种技术时必须改善物质环境，为实现风电机组远距离自动化控制提供有利条件。

比如，加强智慧风电场通信网络建设，完善区域通信网络，并利用5G、物联网技术、WiFi技术实现风电机组无线连接，保证所有设备接入。这样一来，可为设备故障信号的自动化采集传输提供技术支持，技术人员可根据信号分析中心接收的信号内容完成精准判读和远距离控制。实践中，还需利用“信号加强技术+噪声滤除技术”构建智慧风电场远距离控制的信号传输保障技术；也可借助数值仿真技术以及参数调整的方式加强故障信号波形匹配管理，以便精准判断故障成因。智慧风电场远距离控制期间，还可采用自适应技术以及远程参数调整技术修复机械设备的参数设置故障。

2智慧风电场的智能运维管理技术要点

正如前文所言，智慧风电场的运维管理过程中，远距离控制技术扮演重要角色，但除此之外还有许多其他类型的智能化运维管理技术。在智慧风电场运维管理过程中，做好运维技术选择、搭配和应用，打造个性化智能运维管理体系应成为相关工作人员的实践重点。为此，笔者结合实践经验简单总结智慧风电场的智能运维管理技术要点。

2.1集中控制技术

从当前情况来看，智慧风电场的远距离控制与运维管理强调无人值守，所以运用集中控制技术、落实CMO管理模式十分适合[1]。这种模式可借助远程集控中心、智慧运管中心以及区域检修维护中心的协同作业，保证风电场远程智慧运维管理质量，开展过程中必须做好远程集中控制系统开发和智慧运维管理平台建设。实际作业环节，必须保证智慧风电场的远程集中控制系统与风机运行状态监测控制系统有效连接，还要借助智慧运维管理平台实现风电场管理数据的统一管理和集成化应用。智慧运维管理平台设计人员可遵循一体化、模块化以及层次化原则设计平台架构与功能（如图1），平台建设必须满足信息共享性要求和安全性要求。需要注意的是，智慧风电场集中控制技术应用环节，也必须强调五防系统、二次安防系统以及通信传输系统建设，充分运用风（光）功率预测技术以及远程诊断技术。

图 1 智慧运行维护平台架构

2.2“5G+”智慧运维技术

以5G技术支撑智慧风电场远距离控制与运维是实现风电场智慧化、精细化管理的重要方式，在此期间必须发挥5G技术优势构建可控化智慧运维管理模式。具体表现为，基于5G技术与其他先进技术的有机结合增强风电区域信号强度，提高信息传输可靠性、时效性，保证全范围跟踪控制实现全覆盖运维管理。通常来说，5G技术支持下的智慧风电场运维管理会采取以下集中复合技术：

1.“5G+无人机”技术

无人机技术在远程自动化管理领域应用广泛，借助该技术可更为高效便捷地开展信息采集，尤其是在无人值守区域利用无人机能完成精细化多方位巡检，从根本上保证机械设备运维管理质效。智慧风电场的远距离控制与运维管理期间，相关工作人员可借助5G技术、无人机技术的有机结合构建无人机智能感知系统，并在使用这一系统的过程中引入其他先进技术，为高质量开展智慧运维管理提供保障

[2]。比如，借助“5G+无人机+工业物联网”技术实现风电机组叶片故障智能化识别。

2.“5G+虚拟现实”技术

基于“5G+AR/VR”技术构建智慧化检修维护平台，依托于多种技术的应用优势为开展精细化检修管理，实施精准维修、可视化故障处理和实时化运维管理奠定坚实基础。在5G技术的支持下，智慧风电场检修人员能够更加快速、准确地获取故障信息，挖掘安全隐患；而且，在确认故障位置与成因后，也能基于AR技术辅助更为精准地制定维修养护方案。虚拟现实技术的有效融入让机械设备维修保养变得更具直观性，相关工作人员能利用技术专家实时对讲接受远程检修指导，可从根本上促进现场检修维护提质增效。

3.“5G+巡检机器人”技术

近年来，以巡检机器人代替巡检人员进行生产区域巡查管控成为智慧化生产管理的常见方式，巡检机器人的加入为提高探伤质量与实时性反馈管理水平提供了有力支持。在智慧风电场远距离控制与运维管理环节，巡检机器人同样可发挥重要作用，能为塔筒运行安全管理提供保障。实践中，以“巡检机器人+超声检测装置”实现塔筒探伤，再基于“5G+巡检机器人”技术构建塔筒智慧巡检模式十分必要。5G技术的加入能让塔筒巡检反馈的信息采集质量进一步提高，可实时回传塔筒表面处理图像，帮助远程控制人员更为准确地了解实际情况，从而发布针对性指令让巡检机器人完成特定区域的表面喷漆与清洗，提高塔筒运行安全性。

结束语：综上所述，智慧风电场运行管控期间有效应用远距离控制与运维管理技术能实现无人化、自动化、智能化运维管理提供有力支持，是构建无人值守运维管理模式的重要基础。智慧风电场的远距离控制以及运维管理需要以物联网、5G、大数据、人工智能等先进技术为依托，相关技术的价值展现必须以智慧运维管理系统为载体，该系统具备集成管理、智能决策以及智慧化运维的功能。

参考文献：

[1]韩斌,刘洋,赵勇.海上风电场无人值守管理模式的探索与应用[J].船舶工程,2023,45(S1):1-6.

[2]王燕,童博,李佳东.5G技术在海上风电场智慧运维中的应用现状及展望[J].船舶工程,2021,43(S1):130-133.