如今，在中國(guó)大陸綿延1.8萬(wàn)千米的海岸線上，當(dāng)你來(lái)到黃海之濱的小城——如東，你會(huì)被眼前人與自然和諧發(fā)展的風(fēng)景所吸引。

潮水慢慢退去，露出一片片金黃色的沙灘，勤勞的人們便開(kāi)始了忙碌的下海作業(yè)：搭紫菜架、撿文蛤等，拖拉機(jī)成為了他們通往大海的交通工具。不遠(yuǎn)處，一臺(tái)臺(tái)風(fēng)機(jī)如海上燈塔屹立在沙灘上，葉片隨風(fēng)舞動(dòng)，如海鷗般翱翔在大海上空，有人戲稱它們?yōu)闀?huì)發(fā)電的“電風(fēng)扇”。而這里，便是國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電的發(fā)源地……

iGO

隨著技術(shù)日益成熟，中國(guó)海上風(fēng)電也逐步從如東潮間帶延伸至更深的海域。在那里，這些風(fēng)電機(jī)組接受著更嚴(yán)酷的海洋環(huán)境的挑戰(zhàn)。與陸地相比，海洋復(fù)雜多變的地質(zhì)、氣象條件極大地增加了風(fēng)機(jī)建設(shè)及運(yùn)維的難度。

競(jìng)價(jià)上網(wǎng)、平價(jià)上網(wǎng)是新能源發(fā)展的終極目標(biāo)，海上風(fēng)電也不例外。然而，中國(guó)沿海不同海域嚴(yán)苛的環(huán)境條件使得開(kāi)發(fā)成本相差較大，單位千瓦造價(jià)也是從14000元到22000元不等。因此，需要根據(jù)不同海域的情況，選擇不同的施工工藝和運(yùn)維策略，從而有效提升施工效率和運(yùn)維效率，提升發(fā)電收益，降低度電成本。

針對(duì)如何提升海上風(fēng)電的施工安裝運(yùn)維效率，提升發(fā)電量等一系列問(wèn)題，新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）認(rèn)為，發(fā)電量提升不僅需要通過(guò)運(yùn)維階段精益化、智能化等管理手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)貫穿風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)、施工階段精益交付管理、運(yùn)維階段精細(xì)化管理的所有環(huán)節(jié)。CWP2017期間，金風(fēng)科技重磅推出iGO（海上風(fēng)電智能管理系統(tǒng)），基于海上風(fēng)電場(chǎng)的精益交付及精益運(yùn)維給出了解決上述問(wèn)題的落地“良方”。

iGO之

精益交付——提供一體化的運(yùn)輸安裝整體解決方案

iGO（intelligent Goldwind Offshore），意為海上風(fēng)電智能管理系統(tǒng)，主要包含運(yùn)輸安裝和智能運(yùn)維兩大核心模塊。

“風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)緯度、離岸距離、碼頭位置、整機(jī)及基礎(chǔ)生產(chǎn)基地位置……”在iGO的操作頁(yè)面上，當(dāng)你輸入你所關(guān)注的海上風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)信息時(shí)，通過(guò)iGO后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)分析，便能形成一份詳細(xì)直接的數(shù)據(jù)報(bào)告。

通過(guò)該報(bào)告，業(yè)主或工程施工方可掌握該風(fēng)電場(chǎng)的有效作業(yè)時(shí)間窗口以及不同開(kāi)工日期對(duì)施工總工期的影響，為業(yè)主和施工方提供施工組織計(jì)劃決策依據(jù)。這樣，就可較大限度地利用有效時(shí)間窗口合理安排運(yùn)輸及吊裝作業(yè)面，使整個(gè)工期及吊裝成本最優(yōu)。

以往在海上風(fēng)電的施工安裝中，作業(yè)時(shí)間敏感，安裝費(fèi)用高，時(shí)間緊風(fēng)險(xiǎn)大……這些都是每個(gè)海上風(fēng)電工作者心頭的“老大難”。基于解決這些問(wèn)題的初衷，同時(shí)提高施工效率，實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)試和并網(wǎng)，保障施工安全。來(lái)自金風(fēng)科技海上風(fēng)電設(shè)計(jì)研究院的工程師們絞盡腦汁，終于在iGO中對(duì)上述問(wèn)題找到了解決辦法。

很多人都清楚，海上風(fēng)場(chǎng)施工與陸地風(fēng)場(chǎng)施工有很大區(qū)別。但事實(shí)上，實(shí)際情況比想象中更為復(fù)雜。

海上風(fēng)場(chǎng)施工效率由環(huán)境信息、單臺(tái)風(fēng)機(jī)海上作業(yè)時(shí)間、供貨及倉(cāng)儲(chǔ)能力、施工計(jì)劃、安裝船舶這幾方面因素決定。

比如在海上風(fēng)電機(jī)組運(yùn)輸方案上，以往有“駁船運(yùn)輸+安裝船模式”和“安裝船自航運(yùn)輸模式”兩種模式。

業(yè)內(nèi)通常用的是“駁船運(yùn)輸+安裝船模式”。這一方式具有使用方式靈活，考慮安裝船速度及費(fèi)用、甲板載荷及面積、風(fēng)機(jī)部件尺寸的特點(diǎn)，但也存在海上部件轉(zhuǎn)移次數(shù)多，容易發(fā)生碰撞的不足。

而另一種，“安裝船自運(yùn)輸模式”，具有海上部件轉(zhuǎn)移次數(shù)少的特點(diǎn)，但是費(fèi)用高。

很多時(shí)候，海上風(fēng)電的工程師們光為了選擇哪種運(yùn)輸方式，就已經(jīng)大為費(fèi)神。

而現(xiàn)在，通過(guò)iGO，工程師們可以根據(jù)項(xiàng)目周邊的環(huán)境信息，選擇最為合適的運(yùn)輸方案。

在吊裝方案領(lǐng)域，工程師們通過(guò)iGO，可以針對(duì)不同項(xiàng)目，采取不同吊裝方案（三葉式安裝或單葉式安裝），實(shí)現(xiàn)效率最大化。

不僅如此，iGO海上工程精益交付還可以通過(guò)對(duì)工程海域水文氣象環(huán)境要素分析，對(duì)工廠產(chǎn)能、碼頭堆場(chǎng)排布、運(yùn)輸及吊裝船舶選型等要素進(jìn)行統(tǒng)一建模，以降本增效為目的，為客戶提供一體化精益交付方案。

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精益運(yùn)維——打造海上風(fēng)電運(yùn)維數(shù)字化運(yùn)維策略解決方案

一直以來(lái)，海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維成本占海上風(fēng)場(chǎng)全生命周期總成本的25%~30%，如何有效提升海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)電收益，降低運(yùn)維成本，已成為國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)議題。

隨著國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電的快速發(fā)展，正逐步形成江蘇、福建、廣東典型的區(qū)域化、集中化、規(guī)?；暮Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)，為有效降低海上風(fēng)電運(yùn)維成本提供良好土壤。

如何降低海上風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維成本？金風(fēng)科技的工程師認(rèn)為，基于發(fā)電量及運(yùn)維出海成本最優(yōu)的運(yùn)維策略，有助于降低海上風(fēng)電場(chǎng)度電運(yùn)維成本。

然而，目前裝備及技術(shù)輸出的運(yùn)維策略方案，可達(dá)率或者運(yùn)維成本或風(fēng)險(xiǎn)控制無(wú)法達(dá)到預(yù)期值時(shí)，需要進(jìn)行針對(duì)性的輸出可行的技術(shù)方案以及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。

而iGO的出現(xiàn)，則為實(shí)現(xiàn)運(yùn)維策略最優(yōu)提供了最好的落地方案。

↑基于機(jī)組狀態(tài)的海上風(fēng)電運(yùn)行維護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維策略涉及多數(shù)據(jù)源分析，包括氣象、船舶、通訊、機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)、機(jī)組維護(hù)數(shù)據(jù)等。

當(dāng)前海上風(fēng)電運(yùn)維管理主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)，如出海運(yùn)維計(jì)劃安排、機(jī)組故障診斷等，由于人員經(jīng)驗(yàn)差異而產(chǎn)生的運(yùn)維計(jì)劃排布偏差，會(huì)使得風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維收益產(chǎn)生偏差。同時(shí)，由于人工對(duì)故障和預(yù)警的誤判，也往往導(dǎo)致出海未能有效完成機(jī)組維護(hù)作業(yè)。

金風(fēng)海上風(fēng)電場(chǎng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)（iGO）數(shù)字化解決方案在設(shè)計(jì)和執(zhí)行中始終圍繞兩個(gè)原則，一個(gè)是需求源自于業(yè)務(wù)一線痛點(diǎn)，另一個(gè)開(kāi)發(fā)的解決方案一定能在業(yè)務(wù)一線有效的落地。談及業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，將運(yùn)維業(yè)務(wù)拆分成三個(gè)環(huán)節(jié)：計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)估。

在金風(fēng)科技看來(lái)，海上風(fēng)電運(yùn)維數(shù)字化運(yùn)維策略解決方案，無(wú)論直接還是間接，最終的用戶還是項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)一線運(yùn)維人員。

通過(guò)iGO，金風(fēng)科技的工程師們是如何從計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)估三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)字化運(yùn)維的？

第一，運(yùn)維基礎(chǔ)信息化。金風(fēng)科技的工程師通過(guò)iGO，可以將場(chǎng)址環(huán)境、機(jī)組、水文氣象、通訊、船舶、人員、物資等所有運(yùn)維資源都集成在平臺(tái)，建立海上運(yùn)維一次完成率體系，并建立運(yùn)維人員能力數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)0.5h內(nèi)完成出海任務(wù)的分配、運(yùn)維資源的調(diào)度，提高運(yùn)維效率15%~20%。

第二，運(yùn)維計(jì)劃智能化。iGO通過(guò)對(duì)運(yùn)維資源的參數(shù)化建模，引入人工智能和離散事件模擬，實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化排布運(yùn)維計(jì)劃，消除由于人員能力差異而導(dǎo)致運(yùn)維計(jì)劃合理性偏差，最終相比于人工排布計(jì)劃，系統(tǒng)自動(dòng)排布能提升年度發(fā)電收益1%。以金風(fēng)科技某海上項(xiàng)目為例，在2018年1月~2018年6月期間，運(yùn)維時(shí)使用人工排布計(jì)劃與運(yùn)維計(jì)劃自動(dòng)排布驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比顯示：歷史模擬和歷史實(shí)際只差0.27%，這說(shuō)明iGO方法可信度及軟件準(zhǔn)確率高。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上完成優(yōu)化模擬，減少50%的發(fā)電量損失和20%的出海次數(shù)。

第三，機(jī)組故障及預(yù)警智能診斷。iGO通過(guò)結(jié)合SCADA數(shù)據(jù)，機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，機(jī)組故障庫(kù)數(shù)據(jù)，機(jī)組維護(hù)歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)和人工智能手段，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)診斷故障分析根因，并對(duì)預(yù)警信號(hào)作出判定給出維護(hù)建議，盡可能將非計(jì)劃性工作轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)劃性工作，降低運(yùn)維成本15%~20%。

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新技術(shù)——背后先進(jìn)技術(shù)的支撐

iGO作為金風(fēng)海上風(fēng)電場(chǎng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)，之所以能實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電的智能運(yùn)維，一大“秘訣”就在于其背后強(qiáng)大的相關(guān)技術(shù)的支撐。

“千里眼”：水文氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集階段，金風(fēng)科技自主研發(fā)的海上風(fēng)電場(chǎng)水文氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)能對(duì)氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和把握，就如同“千里眼”一般，為海上風(fēng)電運(yùn)維提供了解決路徑和落地方案，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

通過(guò)該系統(tǒng)獲得的風(fēng)資源和水文數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步分析項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，并為海工結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行水動(dòng)力分析、運(yùn)維方案分析、運(yùn)輸?shù)跹b方案分析。

而當(dāng)該系統(tǒng)建立完善后，可根據(jù)當(dāng)天的風(fēng)速、風(fēng)向、浪高、浪向、流速、流向以及運(yùn)維機(jī)組的機(jī)位點(diǎn)制訂出最佳的運(yùn)維船只航行路線，提高運(yùn)維效率。

當(dāng)在運(yùn)維過(guò)程中出現(xiàn)人員落水事故時(shí)，海洋氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)可在很短時(shí)間內(nèi)勾畫(huà)出搜救海域范圍，進(jìn)一步提高搜救效率。

“順風(fēng)耳”：通訊技術(shù)

當(dāng)開(kāi)展海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)運(yùn)維時(shí)，一般通訊工具都沒(méi)法使用，而使用衛(wèi)星通訊成本又過(guò)高，這時(shí)，金風(fēng)科技自主研發(fā)的通訊系統(tǒng)，又稱之為“順風(fēng)耳”，就可大顯身手。

通過(guò)該通訊系統(tǒng)，集控中心人員可與海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維人員進(jìn)行一對(duì)一、一對(duì)多的通訊，保證了信息傳播的私密性和即時(shí)性，便于統(tǒng)一調(diào)度管理，保障運(yùn)維工作正常開(kāi)展。

以金風(fēng)科技響水近海項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目離岸20km，海上升壓站天線30m高度可覆蓋半徑25km范圍，可實(shí)現(xiàn)人員對(duì)講通訊、微信傳輸圖片等通訊功能。

同時(shí)，在興化灣項(xiàng)目上，在部件運(yùn)輸距離大于1000km之時(shí)，通過(guò)船舶上安裝船載臺(tái)及天線，利用衛(wèi)星無(wú)線WIFI通道，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸船舶狀態(tài)及視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

大數(shù)據(jù)分析模型

這里iGO使用的大數(shù)據(jù)分析模型，特指基于多目標(biāo)變量?jī)?yōu)化的海上機(jī)組運(yùn)維計(jì)劃自動(dòng)排布技術(shù)。

當(dāng)使用iGO時(shí)，用戶可從數(shù)據(jù)信息模塊中提取風(fēng)電場(chǎng)特征、水文氣象、人員、物資、船舶等數(shù)據(jù)，導(dǎo)入待辦任務(wù)，并參照標(biāo)準(zhǔn)定義業(yè)務(wù)需求，將錄入的任務(wù)轉(zhuǎn)入運(yùn)維計(jì)劃自動(dòng)優(yōu)化排布系統(tǒng)。自此，系統(tǒng)將自動(dòng)生成未來(lái)一個(gè)運(yùn)維周期內(nèi)的多種出海運(yùn)維方案，同時(shí)還可顯示各種方案出海成本（經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本）及預(yù)期發(fā)電收益。

數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)iGO自動(dòng)排布，可使得單個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量提升1%~5%，年有效利用小時(shí)數(shù)提升10%，出海成本降低10%。而這些長(zhǎng)期積累的實(shí)際數(shù)據(jù)，也將作為運(yùn)維計(jì)劃自動(dòng)優(yōu)化排布系統(tǒng)核心算法模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，金風(fēng)科技的工程師們將定期對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，讓系統(tǒng)更智能，排出的方案更貼合實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)工建設(shè)規(guī)模將達(dá)到1000萬(wàn)千瓦，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦，投資額可超過(guò)萬(wàn)億元。萬(wàn)億元投資的背后，更是對(duì)海上風(fēng)電運(yùn)維的重要考驗(yàn)。

自2007年我國(guó)第一臺(tái)海上風(fēng)電試驗(yàn)樣機(jī)（金風(fēng)科技GW70-1.5MW）在渤海灣矗立，至今已過(guò)去10余年。多年來(lái)，對(duì)于海上風(fēng)電，金風(fēng)科技相關(guān)研究和實(shí)踐從未止步。在海上風(fēng)電這場(chǎng)“長(zhǎng)跑”中，突破海上風(fēng)電產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，打造先進(jìn)的海上風(fēng)電整體解決方案，實(shí)現(xiàn)中國(guó)在風(fēng)電高端制造行業(yè)的全球引領(lǐng)，是全體金風(fēng)人的使命。金風(fēng)科技也將堅(jiān)定不移地跑下去。