摘要：从国家国家电网公司的泛在物联网建设与新风电技术结合运用的必要性出发，阐述智慧风电场建设的意义。并围绕新能源场站集控运维感知层建设、新能源场站集控运维网络层建设、新能源场站集控运维平台层建设、新能源场站集控运维应用层建设四个层面阐述基于泛在电力物联网的新风电运维的管理策略，旨在促进新能源发电主动融入泛在电力物联网生态圈，实施共享泛在电力物联网，降低运维成本。
关键词：泛在电力物联网；大数据；云计算；新风电运维技术
一、引言
自从《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（2015）发布后，电力交易市场化进程得以加快。《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》（2019）要求推进风电、光伏发电平价上网项目以及低价上网项目。2019年，国家电网在两会报告提出“三型两网”（两网即坚强智能电网和泛在电力物联网）战略。这就要求电网公司积极地融入泛在电力物联网生态圈，探索风电运维管理技术，以促进智能电网性能的进一步优化。
二、泛在电力物联网与新能源风电运维
（一）泛在电力物联网
泛在电力物联网即围绕电力系统各环节，结合人工智能、移动互联等现代信息与通信技术，实现电力系统的万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。其基本架构包括四层：第一层，感知层；第二层，网络层；第三层，平台层；第四层，应用层。
新能源发电应用的提高，使得电网形态更加复杂，电力潮流与电网故障演化机理由可预见演变为难预见，这对电网的安全稳定运行提出了更高要求。基于互联网经济背景，国家电网提出加强“两网”运营，从工程驱动转向客户价值驱动，实现数据驱动业务转型。规划2021年基本实现业务协同和数据贯通，初步实现统一物联管理，各级智慧能源综合服务平台具备基本功能，支撑电网业务与新兴业务发展，到2024年全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理，公司级智慧能源综合服务平台具备强大功能，全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈。
基于此，对泛在物联网的总体要求是：感知层重点统一终端标准，推动跨专业数据同源采集，深度覆盖配电侧、用电侧采集监控，提升终端智能化水平；网络层重点建设电力无线专网和终端通信，实现深度全覆盖；平台层重点实现超大规模终端统一物联管理，深化建设数据中心，推广应用“国网云”平台，提升数据高效处理与云雾协同力；应用层重在全面支撑核心业务智慧化运营，全面服务能源互联网生态，促进管理提升和业务转型。
（二）新能源风电运维方式
新能源风电场分布广，自然环境较恶劣，单个场站规模小，机组量大。场站装机规模普遍在49.5MW-400MW，且随分布式能源发展，小规模电站会并入电网运行。风电场运维管理采用以单个风电场为生产单位开展管理，大量生产人员分散在各场站，组成小群体独立完成场站生产经营任务，致新能源场站员工多，业务杂，专业技术水平低且运维成本高。新能源项目快速发展，专业人才需求增加，对高质量专业人员需求更迫切。风电场设备维护管理、运行管理要求逐步提高，逐步增加了数据分析及故障处理的能力要求，风电场单场运维模式劣势逐步显现。区域集中监控运维系统是一个解决方案，目的在于集中运维实现精益运营、调控一体化、备品备件联合储备。传输现场数据到云端计算，实现设备故障预警，真正到达设备状态检修和寿命管理，通过云端气象数据计算，高效精准预测功率，电网适应性良好。区域集中监控与运维现场配套IT高端技术支持，包括风机、变电站远程监控，资产全寿命周期信息化及数字化管理，远程视频技术支持，设备巡视与检修工单的移动办公，设备巡点检以及结合车辆、人员GPS定位等辅助系统，实现风电场数字化管理。
三、基于泛在电力物联网的新风电集中运维管理
“物移云大智”时代，互联网深度融合产业，从而催生了智慧风电场。智慧风电场真正实现了风电场智能控制，智慧发电，以实现发电收益最大化为目标，运维过程中通过有效数据采集、科学的模型建立、算法优化来提高风机设备整体可利用率及其发电效益。泛在电力物联网汇集各方资源，提供规划建设、经营管理、生产运行、新业务新模式、企业生态环境构建等有效信息与数据支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，感知层功能主要在于采集数据，统一终端标准，加强跨专业统筹，推动设备智能化升级，全连接业务终端，提高边缘智能水平。网络层主要是通过数据传输构建“空天地”协同一体化电力泛在通信网，增强网络带宽，提升网络资源调配能力，实现网络深度全覆盖；平台层以数据管理为主，通过“云雾协同”架构，统一管理、高效处理超大规模物联，灵活构建数据融通支持应用；应用层主要解决数据价值创造问题，全面提升核心业务智慧化运营力，积极打造能源互联网生态，促进管理提升和业务转型。
基于泛在电力物联网的新风电集中运维管理主要体现与下述四个层面的建设：
（一）新能源场站集控运维感知层建设
变电站设计阶段关联设备采用统一标准，结合国网公司智能变电站典型设计，采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，具支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能。风电场风机设备则采用配有众多先进传感器、完善通信系统和自适应控制系统的智能风机，能自主感知自身和邻近风机环境与运行，安全、高效生产。且信息自主感知将与系统智能控制形成闭环运行。智能风电是利用先进传感、控制、互联网、大数据技术搭建物联网平台和大数据平台，协同空间分散的风力发电个体，统筹运行、监控、管理、维护、检修，实现运营效益最大化和电网友好化的智能发电运行管控模式。
（二）新能源场站集控运维网络层建设
新能源场站机组正常并入电网运行，场站大量的生产信息通过电网公司已建成安全、可靠的电力专用网络传输到电网数据中心。新能源场站由于数据安全性要求，集控运维网络层建设通过共享国家电网的电力专用传输网络，不但能够实现可靠的安全隔离、快速高效的传输实现数据传输到集控中心的功能，而且也能降低投资成本。
（三）新能源场站集控运维平台层建设
电网公司建设的泛在电力物联网就涵盖云平台建设，平台层建设主要包括国网云一体化云平台、物联管理中心、全业务统一数据中心、企业中台等，重在实现海量电力新能源信息终端物联管理；各类采集数据一次采集、处处使用，挖掘海量采集数据价值，提升平台支撑能力；精细化管理联网设备，提升数据处理效率，实现平台能力开放与共享。新能源场站集控运维建设融入此平台即可，既能满足功能需要，也免重复建设，降低运维费用。
（四）新能源场站集控运维应用层建设
发电公司、设备制造商、专业技术服务公司等共同据客户需求开发应用程序，重点完成设备预警、效能分析，达设备状态检修及设备全寿命周期的管理目标。风电场调度业务通过建设专业后台集中管理，由专业运维公司对接电网公司，所有调度信息来自电网公司互联网。新能源场站通过建设智慧风电场增加传感器布置，获取海量数据，租用电网公司专用网络、国网云平台，开发适合的应用软件，达风电场海量数据传输、计算、分析、应用。实现多系统数据间调用，实时分析，实现数字化平台对风电场信息管理和决策支持、设备预警、专家诊断和智能运维等功能。
参考文献
[1]杨挺,赵黎媛,王成山.人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述[J].电力系统自动化,2019(1).
[2]国网能源研究院有限公司.能源与电力分析年度报告[M].北京：中国电力出版社，2018.
[3]北极星智能电网在线.国家电网泛在电力物联网建设大纲正式发布[EB/OL].[2019-03-11].http://www.chi-nasmartgrid.com.cn/news/201 90311/632172.shtml.
作者简介
包明，男，1968年12月生，河南罗山县人，本科学历，工程师。多年来从事110千伏变电站运行管理、电网工程安全质量管理、积极参与公司智能电网项目研发和推广工作。
孙华伟，男，1976年10月生，河南息县人，本科学历，工程师。主导完成息县“十三五”电网规划工作，项目投运后息县主网结构得到优化。多年来从事电网规划、基建、电网运行技术和智能电网技术研究工作。
论文作者:包明,孙华伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/17
标签：场站论文; 电网论文; 新能源论文; 电力论文; 数据论文; 设备论文; 平台论文; 《电力设备》2019年第17期论文;