中國儲能網(wǎng)訊：回望歷史，中國風(fēng)電發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。起步于三北，經(jīng)歷“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的快速發(fā)展，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)從無到有，市場規(guī)模成長為全球第一；2011年以安徽來安首個低風(fēng)速風(fēng)電場投運為標志，風(fēng)電發(fā)展進入低風(fēng)速時代，中東南部地區(qū)6米/秒以下風(fēng)資源開發(fā)成為可能并不斷下探，屢創(chuàng)全球新低；2017年底，全國首個分布式風(fēng)電項目在江蘇江陰投運，出口電壓10千伏的中壓風(fēng)機直接接入配電網(wǎng)，所發(fā)電量自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，打破了經(jīng)濟發(fā)達城市人口集中區(qū)域無法開發(fā)風(fēng)電的傳統(tǒng)認知，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迎來第三次變革。
2018年是中國分布式風(fēng)電元年。中東南部可開發(fā)風(fēng)資源和可利用土地減少，電力市場化改革逐漸深入，長期以來的風(fēng)電固定電價政策即將被市場競價所替代，風(fēng)機設(shè)備制造企業(yè)靠成本和規(guī)模這兩大優(yōu)勢形成的競爭力難以為繼，技術(shù)創(chuàng)新是唯一選擇。
分布式風(fēng)電代表最先進的生產(chǎn)力，它還原了風(fēng)電利用的本質(zhì)屬性——技術(shù)驅(qū)動。通過智能化、數(shù)字化的先進技術(shù)提高可靠性和經(jīng)濟性，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，推動產(chǎn)業(yè)更加理性嚴謹，與青山綠水、美好生活和諧發(fā)展。
分布式風(fēng)電提出了最嚴格的安全性要求。通過智能技術(shù)確保分布式風(fēng)電絕對安全，是對所有參與主體的基本要求。分布式風(fēng)電要求參與企業(yè)夯實提高技術(shù)能力，強化企業(yè)社會責(zé)任感。分布式風(fēng)電需要加強行業(yè)自律，分布式風(fēng)電運行信息公開透明。以迎接分布式風(fēng)電時代來臨為契機，以智能技術(shù)實現(xiàn)航空級安全，促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步升級，共同努力實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費革命的美好能源愿景。
一、分布式風(fēng)電時代到來
眾所周知，全球變暖和極端天氣顯著增多，使各國政府愈發(fā)重視對能源系統(tǒng)碳排放總量的控制。當(dāng)前最有效的碳減排手段就是增加可再生能源特別是風(fēng)能和太陽能的利用,以降低對化石能源的依賴。
新能源汽車的迅速發(fā)展，加快了以電氣化交通為代表的電能對化石能源的深度替代，在終端消費環(huán)節(jié)將形成可再生能源的消費動力，再次推動全球范圍內(nèi)風(fēng)能、太陽能的開發(fā)利用。
2020年,中國非化石能源占一次能源消費總量的比重達到15%，到2030年達到20%，這是我國政府對國際社會的莊嚴承諾。中國將繼續(xù)扮演在全球可再生能源領(lǐng)域毫無爭議的領(lǐng)跑者角色，貢獻40%左右的清潔能源電量。
技術(shù)的快速進步讓可再生能源在經(jīng)濟性和環(huán)境友好性上的競爭力突顯。分布式作為可再生能源的主要形態(tài)，通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進數(shù)字技術(shù)，匯聚百川成江河，是我國能源供給側(cè)的新生力量，將有效推動電力市場化進程。分布式能源將成為推動綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)，滿足人民群眾對美好生活向往的有效舉措。
分布式風(fēng)電時代已經(jīng)到來。
二、什么是分布式風(fēng)電
風(fēng)能作為一種能源形式被加以利用歷史悠久，但將風(fēng)力轉(zhuǎn)化為電能的應(yīng)用歷史不過短短數(shù)十年。相對我國北方地區(qū)的集中式風(fēng)電開發(fā)，分布式風(fēng)電是指不以大規(guī)模遠距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入配電網(wǎng)，就近利用的風(fēng)電開發(fā)形式。
環(huán)境友好性。相比中東部地區(qū)的火電、熱電和燃氣發(fā)電，分布式風(fēng)電的碳排放為零；占地面積小，利用負荷中心的閑散空地，最大化利用土地資源，保護青山綠水。
經(jīng)濟性。風(fēng)能資源免費，就地消納電量充分利用，節(jié)省遠距離輸電的損耗和過高的建設(shè)成本，顯著降低當(dāng)?shù)赜秒婋妰r。
需求及時響應(yīng)。分布式風(fēng)電縮短了電源生產(chǎn)和消費的距離，能夠做到需求快速響應(yīng)、及時調(diào)整，滿足用戶實時變化的用電用能需求。
社會資本廣泛參與。吸引社會資本進入，形成星星之火可以燎原之勢。自發(fā)自用模式使開發(fā)主體和用電主體合二為一，將會對我國能源生產(chǎn)和消費的整體格局產(chǎn)生深遠影響。
三、什么是智能分布式風(fēng)機
不是所有的風(fēng)機都是分布式風(fēng)機！
分布式風(fēng)電地處人口密集區(qū)域，必須用智能技術(shù)徹底杜絕倒塔、葉片甩落等惡性事故發(fā)生的可能性，將安全技術(shù)標準提升至航空等級?；谙冗M傳感與人工智能技術(shù)的安全狀態(tài)直接監(jiān)控防護，確保分布式風(fēng)電絕對安全、環(huán)境友好、省心高效。
全面智能防護系統(tǒng)確保智能分布式風(fēng)機絕對安全。
1、機頭前部雷達測風(fēng)
遠景智能分布式風(fēng)機的機頭罩內(nèi)裝備有精密激光測風(fēng)雷達。這與飛機機頭前部的設(shè)計類似。激光雷達要實現(xiàn)360度無遺漏測量每個扇區(qū)的獨立風(fēng)速與風(fēng)向。風(fēng)輪平面內(nèi)保持100個測點，完整刻畫風(fēng)輪前方的風(fēng)況全貌。
激光雷達系統(tǒng)作為智能防護系統(tǒng)的重要技術(shù)，可精準規(guī)避風(fēng)險，大幅抑制風(fēng)速湍流對風(fēng)機機械結(jié)構(gòu)的潛在沖擊和影響。預(yù)測湍流抵達風(fēng)輪時間的誤差小于1秒，先進智能控制保證風(fēng)機遭遇湍流時運行平穩(wěn)無沖擊。
2、超低轉(zhuǎn)速葉片安全靜音運行
相比集中式風(fēng)電機組的風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度，智能分布式風(fēng)機的葉片運行在更低的轉(zhuǎn)速，這不僅可以讓機組運行噪音更低，更重要的是顯著降低機組結(jié)構(gòu)的承載，顯著提升結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計的安全裕量。
3、機器視覺24小時智能監(jiān)測葉片質(zhì)量與運行狀態(tài)
遠景葉片在線監(jiān)測系統(tǒng)集成了機器視覺、噪聲，形變傳感系統(tǒng)。通過機器視覺可感知葉片氣動性能和剛度的持續(xù)變化，監(jiān)測葉片內(nèi)部的細微結(jié)構(gòu)性特性的持續(xù)動態(tài)變化，通過運行噪聲可識別葉片的表面的異常變化。
4、智能傳感確保關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)連接安全
風(fēng)機結(jié)構(gòu)通過高強度螺栓組合連接，構(gòu)成風(fēng)機的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。螺栓作為結(jié)構(gòu)安全的重要部件意義重大，特別是連接旋轉(zhuǎn)葉片的連接螺栓以及變槳軸承的設(shè)計形式。
遠景螺栓狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)針對不同的大部件特點，采用機器視覺、金屬監(jiān)測、位移監(jiān)測、沉降監(jiān)測等多種科技手段，覆蓋了整體承載結(jié)構(gòu)所有關(guān)鍵部位運行狀態(tài)指標的實時監(jiān)測。該系統(tǒng)作為整機運行控制系統(tǒng)的一部分與風(fēng)機安全系統(tǒng)聯(lián)動運行，百分之百確保智能分布式風(fēng)機在城市能夠以航空級安全標準持續(xù)運行。
5、葉片融冰功能
智能分布式風(fēng)機的葉片必須配備結(jié)冰監(jiān)測和保溫抗冰凍的功能，在凍雨和冰雪天氣，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)機葉片結(jié)冰跡象，自動切入保溫抗冰凍模式，阻止附冰形成，消除高空墜物風(fēng)險。
6、頂級智能電傳系統(tǒng)全面提升各種風(fēng)況發(fā)電效率
和所有的復(fù)雜系統(tǒng)一樣，控制系統(tǒng)的先進程度將直接決定風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的效率和性能。智能分布式風(fēng)機近負荷區(qū)，其風(fēng)資源稟賦相對“三北”地區(qū)較差。因此智能分布式風(fēng)機的控制系統(tǒng)智能化需要有更為先進的技術(shù)支撐。通過激光雷達等智能傳感和數(shù)據(jù)融合技術(shù)、并建立高保真的氣動、機械傳動鏈和電氣傳動鏈模型、以及基于模型的最優(yōu)控制，使得各系統(tǒng)的協(xié)同得到顯著優(yōu)化，提升能量轉(zhuǎn)換效率。
7、仿生學(xué)葉片讓風(fēng)機運行更安靜
NASA的研究顯示，“靜音”之王貓頭鷹經(jīng)過億萬年的進化保持旺盛的生命力，得益于羽毛對空氣旋渦的碎渦效果。當(dāng)氣流經(jīng)過翅膀后緣發(fā)生渦旋脫落分離時，后緣穗狀須邊使脫離過程變離散，抑制了渦流脫離引起的氣動噪聲，令其能在夜間安靜飛行，捕捉獵物。
遠景仿生學(xué)葉片設(shè)計，通過航空風(fēng)洞單獨的實驗驗證，讓風(fēng)機運行更加安靜。
8、發(fā)電機出口電壓直接達到10千伏無縫連接本地配電網(wǎng)
常規(guī)風(fēng)機出口電壓為690伏，為此還需要額外配備占地空間為30平米的箱式變壓器，再加上配套電纜的線路通道，占地更多。由于箱式變壓器的防火風(fēng)險，放入塔筒底部或風(fēng)機內(nèi)部來節(jié)省用地也并不是理想的選擇。
10千伏分布式風(fēng)電接入是配電網(wǎng)接入的典型重要場景。遠景創(chuàng)新研發(fā)智能分布式風(fēng)機，發(fā)電機的直接出口電壓即為10千伏，可無縫連接配電網(wǎng)，無需變壓器及配套電纜，顯著降低占地空間，消除防火風(fēng)險以及風(fēng)機外安裝電氣設(shè)備可能的觸電風(fēng)險。
9、集成一體化配電功能無需占地
傳統(tǒng)集中式風(fēng)機為滿足電網(wǎng)分布式接入要求部分場景下需額外配備開關(guān)站，成本高達數(shù)百萬元，還需要尋找數(shù)百平米建設(shè)用地。智能分布式風(fēng)機實現(xiàn)在風(fēng)機內(nèi)部配備集成智能接入裝置，幾乎不需要額外占地空間，通過靈活組態(tài)設(shè)計，無需額外配備開關(guān)站，適用分布式電網(wǎng)接入的絕大部分應(yīng)用場景。
10、智能維護簡便保養(yǎng)
智能分布式風(fēng)機維護性體現(xiàn)在狀態(tài)可視，故障提前預(yù)警，消除非計劃性維護。智能分布式風(fēng)機全面采用風(fēng)冷設(shè)計，免除液冷系統(tǒng)的復(fù)雜的維護需求；關(guān)鍵螺栓連接防松設(shè)計和安全裕度增加，延長維護周期和減少維護數(shù)量；變槳、偏航，軸承完全自動潤滑，降低維護人員要求。
風(fēng)機智能監(jiān)控方案實時精確感知風(fēng)機各部件狀態(tài)，并通過EnOS?構(gòu)建云端數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)一鍵報表，讓專家系統(tǒng)在云端管理全面維護計劃，主動推送狀態(tài)維護通知。
四、智能分布式風(fēng)機需要安全運行機制
類似航空業(yè)對飛機的安全要求，智能分布式風(fēng)機需要關(guān)鍵安防配置部件參數(shù)、生產(chǎn)序列號、關(guān)鍵出廠測試數(shù)據(jù)等信息可被第三方監(jiān)管機構(gòu)存儲和追溯，形成每臺風(fēng)機獨一無二的數(shù)字指紋。需要連續(xù)發(fā)送安全運行狀態(tài)信息可被第三方監(jiān)管機構(gòu)接收并存儲和追溯。
分布式風(fēng)電需要建立類似飛機的運行安全關(guān)鍵狀態(tài)信息實時發(fā)送和歷史存儲機制，實現(xiàn)類似航空飛機“黑盒子”的安全監(jiān)管和追溯功能。
五、分布式風(fēng)電能為我們帶來什么
綠水青山。分布式能源與自然和人類社會有機融合、協(xié)調(diào)發(fā)展，是分布式能源發(fā)展的初心和基本要求。在我國中東南部植被覆蓋較好的區(qū)域，減少風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)，因地制宜利用田間地頭、港口碼頭的閑散空地，建設(shè)分布式風(fēng)電，不僅能夠就近提供清潔電力，同時最大程度讓可再生能源發(fā)展融入我國生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的偉大進程。
在十三屆全國人大一次會議上，全國人大代表、遠景能源CEO張雷提出了包括《打破綠色發(fā)展的體制“玻璃門”，讓分布式能源成為電力市場化的有生力量》在內(nèi)的多項建議，引起社會廣泛熱議。
據(jù)測算，每臺遠景能源智能分布式風(fēng)機發(fā)電期能有效減少二氧化碳排放9萬噸，平均一個縣域的分布式風(fēng)電資源可減少二氧化碳排放200萬噸以上，社會效益巨大。
金山銀山。分布式風(fēng)電投資收益可觀，依托電力市場化推進，可有效降低居民和企業(yè)的用電成本。電價每降低一分錢，社會經(jīng)濟運行成本就能降低100億元。
以江蘇省江陰港港口集團項目為例，利用港口的堆場零星土地安裝智能分布式風(fēng)機，提供的綠色電力可達港口運營所需電力的一半以上。同時用電成本最多可降低20%，創(chuàng)造經(jīng)濟效益高達數(shù)千萬元。
六、開發(fā)分布式風(fēng)電需要哪幾步
分布式風(fēng)電項目的開發(fā)建設(shè)，需要具備多種能力和專業(yè)知識，是一個系統(tǒng)工程。
經(jīng)濟分析：先進的氣象技術(shù)、借助大數(shù)據(jù)云計算支撐的精準風(fēng)資源評估、專業(yè)的土地數(shù)據(jù)庫快速確認建設(shè)可行性、專業(yè)智能云平臺快速精準完成項目經(jīng)濟性評估、全方位支撐項目核準流程。
項目設(shè)計：組態(tài)化設(shè)計靈活適用各種電網(wǎng)接入需求，專業(yè)智能云平臺自動高效完成項目塔筒基礎(chǔ)、電氣工程、土建工程、電網(wǎng)接入全套工程設(shè)計。
采購施工：標準化運營體系高效支撐工程采購、工程招標、工程建設(shè)。
運行維護：全面為智能分布式風(fēng)機打造的智能維護軟硬件體系保證二十年全生命期設(shè)備維護。
七、如何認識你上空的風(fēng)資源
中國大地幅員遼闊，環(huán)境千變?nèi)f化，風(fēng)資源千差萬別，精準的風(fēng)資源評估是分布式風(fēng)電開發(fā)成功的前提條件，由此邁出最重要的第一步。
太陽輻射和地球自轉(zhuǎn)的綜合作用形成了地球上的大氣運動——風(fēng)。而分布在廣袤大地上的海洋、陸地、城市和森林，也在對風(fēng)的時空分布特點產(chǎn)生重要的影響。
遠景能源應(yīng)用業(yè)界領(lǐng)先的中尺度天氣預(yù)報模式，并嵌套流體力學(xué)模型提升風(fēng)資源評估的分辨率達到百米級別，同時融合遠景掌握全國規(guī)模最大百米高空上萬測點的實際觀測數(shù)據(jù)，開發(fā)出國際領(lǐng)先水平的格林威治風(fēng)場評估和設(shè)計云平臺。從氣候環(huán)境到廠房建筑，精準刻畫出全國風(fēng)能分布。對全國范圍內(nèi)任意一點，都能夠一鍵式獲取高精度的風(fēng)能信息，高效精準評估風(fēng)電產(chǎn)能和投資收益。
八、讓分布式風(fēng)電成為城市新坐標
不同于三北地區(qū)風(fēng)電場的“人跡罕至”，智能分布式風(fēng)機靠近人群，對這個“龐然大物”的視覺美感提出了更高的要求。遠景能源聘請法拉利汽車設(shè)計團隊為智能分布式風(fēng)機設(shè)計外形,使其外形像天鵝般高貴優(yōu)雅，盡顯現(xiàn)代工程設(shè)計建造之美。
每一個城市都有獨特的性格，每一臺風(fēng)機都站立在截然不同的土地上。智能分布式風(fēng)機不做冷冰冰貿(mào)然闖入城市的陌生人，它的理想是精心構(gòu)思、巧妙融入現(xiàn)代城市的新坐標。智能分布式風(fēng)機不僅考慮到與城市規(guī)劃有機結(jié)合，考慮到附近建筑群空間的組織、色彩、地形和自然環(huán)境，也考慮到當(dāng)?shù)氐臍v史文化和風(fēng)土人情。在此基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代城市美學(xué)和全球前沿設(shè)計元素，從葉片到塔筒的定制化設(shè)計和量身打造，與城市和美好生活緊密融合。
九、EnOS?協(xié)同管理分布式能源
可再生能源逐漸成為主流能源，能源系統(tǒng)的分布化、碎片化和波動性不可避免，傳統(tǒng)的集中式計劃性的能源運行機制將無法應(yīng)對以分布式可再生能源為主的能源世界。如何動態(tài)高效協(xié)同分布式形態(tài)下的發(fā)電、用電、充電和儲電等環(huán)節(jié)成為目前能源進化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點。碎片化的能源系統(tǒng)構(gòu)需要智能物聯(lián)網(wǎng)平臺在數(shù)字世界里將其協(xié)同和統(tǒng)一。
遠景依托在智慧能源領(lǐng)域的多年深耕與全球卓越實踐，基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)，構(gòu)筑了全球首個智能物聯(lián)網(wǎng)平臺EnOS? ，整合包括氣象數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù)、用電數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)在內(nèi)的各類數(shù)據(jù)源，連接超過5000萬個智能設(shè)備，協(xié)同管理著100GW的全球能源資產(chǎn)。
遠景EnOS?作為智慧能源世界運行的基礎(chǔ)設(shè)施，有效打破分布式風(fēng)機與分布式光伏，樓宇、工廠、園區(qū)間的信息壁壘，協(xié)同管理各垂直能源系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式能源的綜合管理，并基于平臺上的發(fā)電與負荷預(yù)測，需求側(cè)響應(yīng)等高級應(yīng)用，為分布式風(fēng)電各參與方實現(xiàn)電費收益的最大化。
無論在城市還是鄉(xiāng)村，一臺臺智能分布式風(fēng)機將以前所未有的速度，連接起你我，能源與生活，綠色與科技，共同協(xié)奏美好未來。
讓我們攜手分布式風(fēng)電，共同展開一幅幅新能源、新技術(shù)、新城市、新農(nóng)村、新生活的美好畫卷。
