由國家電投集團(tuán)云南國際電力投資有限公司（以下簡稱“云南國際”）牽頭完成的“高原復(fù)雜地形風(fēng)能高效安全利用關(guān)鍵技術(shù)研究及規(guī)?；瘧?yīng)用”項(xiàng)目，有效解決了高原復(fù)雜地形風(fēng)能利用率低、機(jī)組高效安全運(yùn)行難、風(fēng)電場運(yùn)維難度大等難題，實(shí)現(xiàn)了從風(fēng)電場選址規(guī)劃到設(shè)備運(yùn)維全鏈條的技術(shù)創(chuàng)新，在多變與極端風(fēng)況下實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)功率控制、安全調(diào)控和機(jī)群協(xié)同運(yùn)行，有效提升了風(fēng)電場發(fā)電量并降低了運(yùn)維成本，給出了云南本土企業(yè)的解決方案，獲得2024年度云南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

（富源西環(huán)境友好型智慧風(fēng)電場）

精準(zhǔn)選址馭風(fēng)有“術(shù)”

云南風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)長期保持全國第一，但復(fù)雜地形與惡劣氣象條件為風(fēng)能開發(fā)利用帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“如何將高原復(fù)雜多變的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定高效的綠色電能？”“怎樣保障高原復(fù)雜地形下風(fēng)電場安全運(yùn)行與智能運(yùn)維？”項(xiàng)目組成員、云南國際全資子公司云南電投綠能科技有限公司副總經(jīng)理朱琳介紹，“風(fēng)機(jī)選址如同‘出生決定命運(yùn)’，位置沒選好，發(fā)電量就輸在了起跑線上。”

高原山區(qū)“一山一氣候”，傳統(tǒng)風(fēng)資源模型往往精度不夠，測風(fēng)數(shù)據(jù)易受儀器故障或極端天氣影響而殘缺，導(dǎo)致發(fā)電量評估偏差較大。此外，低空氣密度、高湍流、草帽風(fēng)等極端風(fēng)況頻發(fā)，不僅影響發(fā)電效率，更易引發(fā)葉片斷裂、倒塔等嚴(yán)重安全事故?！拔覀兌痪€痛點(diǎn)，高校院所和龍頭企業(yè)有頂尖研發(fā)能力，大家合力才能打通創(chuàng)新‘最后一公里’?！敝炝諒?qiáng)調(diào)，產(chǎn)學(xué)研用深度融合正是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。

云南國際直面挑戰(zhàn)，聯(lián)合重慶大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位組建跨領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)展開科研攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)通過產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)明了高原復(fù)雜地形風(fēng)資源精準(zhǔn)評估及機(jī)群優(yōu)化選址技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高原風(fēng)電場裝機(jī)容量提升20%以上，完成了國內(nèi)外70余座風(fēng)電場的優(yōu)化選址。同時(shí)攻克了適用于高原環(huán)境的大容量風(fēng)電機(jī)組高效安全控制技術(shù)，優(yōu)化機(jī)組設(shè)計(jì)，創(chuàng)新控制策略，使發(fā)電量提升1.5%至3%，平均無故障時(shí)間提升6.0%～8.5%，增強(qiáng)了機(jī)組可靠性和精準(zhǔn)性。

（國家電投昆明生產(chǎn)運(yùn)營中心）

協(xié)同調(diào)度以“智”控風(fēng)

項(xiàng)目另一重要突破，在于發(fā)明了基于數(shù)智化技術(shù)的高原風(fēng)電場智能運(yùn)維及效能提升技術(shù)，構(gòu)建了以國家電投云南國際昆明生產(chǎn)運(yùn)營中心為核心的“智慧大腦”——高原風(fēng)電場高效能量管理平臺和智能運(yùn)維系統(tǒng)，成為云南首個(gè)擁有風(fēng)電調(diào)度權(quán)的集控中心。該集控中心依托高精度的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對崇山峻嶺間數(shù)百臺風(fēng)機(jī)的全域、全息、實(shí)時(shí)監(jiān)測，目前已接入44座新能源場站，總裝機(jī)容量超3880兆瓦。在這里，值班人員能夠突破空間限制，對千里之外的風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制，從啟停、復(fù)位到功率調(diào)節(jié)，均可一鍵操作完成。

云南國際昆明生產(chǎn)運(yùn)營中心值長方紅偉介紹，集控中心部署了國內(nèi)領(lǐng)先的風(fēng)電場大數(shù)據(jù)預(yù)警系統(tǒng)，致力于“未病先治”，建立了覆蓋變槳系統(tǒng)、傳動鏈、葉片等核心部件的超100個(gè)智能診斷模型。預(yù)警系統(tǒng)能通過安裝在機(jī)艙的麥克風(fēng)“聽聲辨病”，精準(zhǔn)捕捉葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的異常聲波，定位潛在裂紋隱患，高精度振動傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測傳動鏈狀態(tài)，捕捉人眼難以察覺的震動異常。

2023年，預(yù)警系統(tǒng)成功預(yù)警726條故障，準(zhǔn)確率達(dá)92.8%，挽回經(jīng)濟(jì)損失超2000萬元；2024年預(yù)警準(zhǔn)確率提升至94.3%。智能運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了單機(jī)運(yùn)維成本降低20%以上，年發(fā)電量提升至少3%。結(jié)合無人機(jī)自動巡檢、軌道機(jī)器人智能巡檢等技術(shù)，傳統(tǒng)依賴人力的運(yùn)維模式被徹底顛覆，多個(gè)風(fēng)電場正穩(wěn)步邁向“少人值守”乃至“無人值守”的新階段。

（富源西風(fēng)電數(shù)字孿生平臺）

高原風(fēng)能“風(fēng)”光無限

目前，項(xiàng)目創(chuàng)新成果已在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，將風(fēng)能資源切實(shí)轉(zhuǎn)化為綠色生產(chǎn)力?；陧?xiàng)目創(chuàng)新技術(shù)，研發(fā)的選址技術(shù)及系列高原機(jī)型已規(guī)?；瘧?yīng)用于云貴川、青藏高原、泰國等國內(nèi)外400余座大型風(fēng)電場中，涉及機(jī)組數(shù)量超過10000臺。

機(jī)群協(xié)同運(yùn)行與數(shù)智化運(yùn)維管理平臺在富源西、大荒山等風(fēng)電場得到了規(guī)?；茝V應(yīng)用，有效支撐高原環(huán)境下風(fēng)能高效安全利用。其中，富源西風(fēng)電場建成“數(shù)字孿生平臺+超級算力”智慧風(fēng)電場系統(tǒng)，成為國內(nèi)首家擁有超算中心的環(huán)境友好型智慧風(fēng)電場，為本地化高速智能診斷提供了強(qiáng)大算力支撐，標(biāo)志著高原風(fēng)電運(yùn)維正式邁入智能化、數(shù)字化時(shí)代。

“云南國際將持續(xù)服務(wù)云南‘3815’戰(zhàn)略，牽頭制定風(fēng)電國家標(biāo)準(zhǔn)，培育新質(zhì)生產(chǎn)力。”朱琳表示，團(tuán)隊(duì)將在清潔能源布局與成果轉(zhuǎn)化上持續(xù)發(fā)力，為建設(shè)綠色能源強(qiáng)省貢獻(xiàn)國家電投力量。從實(shí)驗(yàn)室到風(fēng)電場，從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)升級，這場科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的深度融合，正為云南乃至全球高原風(fēng)能開發(fā)寫下生動注腳。（李芹、云南省科技廳科技宣傳教育中心供稿）