文|光伏頭條
眾所周知，風(fēng)力發(fā)電受天氣影響大，每天發(fā)電量多少不確定，這種隨時(shí)可能斷供的“電源”給電網(wǎng)帶來(lái)了極大的不穩(wěn)定性，為了保證供電穩(wěn)定，發(fā)電廠只能降低風(fēng)電配比，用火電或核電等補(bǔ)充。但這樣也面臨一個(gè)問(wèn)題，多出來(lái)的風(fēng)電怎么辦呢？
近日，阿里達(dá)摩院成功研發(fā)可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速及發(fā)電功率的AI算法。據(jù)了解，該算法可預(yù)報(bào)平原、山地、海岸等不同地形的風(fēng)速，并預(yù)測(cè)該區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量。
數(shù)據(jù)顯示，在復(fù)雜的山地風(fēng)電場(chǎng)中，使用阿里達(dá)摩院AI預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率可提升20%。
互聯(lián)網(wǎng)巨頭攜技術(shù)入局風(fēng)電
阿里攜AI算法闖入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，成為繼谷歌、騰訊、華為后又一入局者。那么，風(fēng)電有何吸引力讓這些巨頭紛紛入局呢？
國(guó)際能源網(wǎng)/風(fēng)電頭條了解，2022年還未滿三個(gè)月，除了阿里，BAT三巨頭之一的騰訊近日也發(fā)布《騰訊碳中和目標(biāo)及行動(dòng)路線報(bào)告》，“鵝廠”將借碳中和進(jìn)軍新能源領(lǐng)域。
有數(shù)據(jù)顯示，騰訊2022年度已集中簽訂共計(jì)5.04億千瓦時(shí)綠電交易合同，鎖定了6個(gè)風(fēng)電光伏項(xiàng)目的年度部分發(fā)電量。
騰訊在關(guān)注陸上、海上風(fēng)光項(xiàng)目的同時(shí)，也在探索能源互聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)和新能源為基礎(chǔ)的新型電力系統(tǒng)耦合技術(shù)，促進(jìn)新能源電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
其實(shí)，早在2019年，華為已把目標(biāo)瞄準(zhǔn)風(fēng)電。
這一年，華為與上海電氣風(fēng)電集團(tuán)廣東有限公司、廣東移動(dòng)簽訂了“5G+智慧風(fēng)電”三方戰(zhàn)略合作協(xié)議，來(lái)助力海上風(fēng)能發(fā)電行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
不僅國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭將目光瞄向新能源，據(jù)悉國(guó)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭也在這一行業(yè)早早布局。
最典型的莫過(guò)于谷歌，它不僅自己投資風(fēng)電項(xiàng)目，還在不斷完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈。
眾所周知，谷歌作為國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)巨頭之一，為了支撐強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心，需要巨大的耗電量。
谷歌曾公布一個(gè)詳細(xì)數(shù)字，為了支撐gmail, google ads, 還有被墻的youtube，谷歌數(shù)據(jù)中心需要消耗26億瓦特，基本上是一座核電廠四分之一的發(fā)電量。
由于Google耗能極大，谷歌創(chuàng)始人佩奇早在十多年前連同公司的其他高層在一則內(nèi)部員工備忘錄中就宣布，谷歌公司要實(shí)現(xiàn)碳中和。
谷歌確實(shí)也在新能源領(lǐng)域積極布局，近年來(lái)，谷歌已經(jīng)投資近10億美元用于風(fēng)電等新能源項(xiàng)目。
不僅如此，谷歌X部門(mén)還斥巨資收購(gòu)了風(fēng)力發(fā)電創(chuàng)業(yè)公司Makani，除此之外，谷歌還與一家人工智能公司DeepMind 合作，將AI算法賦能風(fēng)電，風(fēng)能價(jià)值提高了約 20％。
除了行業(yè)巨頭，一些以計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人工智能為核心技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)也在悄悄入局風(fēng)電領(lǐng)域。
高速發(fā)展下運(yùn)維市場(chǎng)需要AI技術(shù)
科技時(shí)代，AI無(wú)處不在，風(fēng)電豈能例外。
在碳達(dá)峰碳中和的政策引導(dǎo)下，風(fēng)電發(fā)展迅速，已成為我國(guó)第三大電力來(lái)源。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2017年起，國(guó)家能源局陸續(xù)組織開(kāi)展多批次風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)，近年來(lái)累計(jì)安排平價(jià)上網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模1121.7萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于三峽大壩總裝機(jī)容量的一半。
然而，到現(xiàn)在為止，很多風(fēng)電機(jī)組開(kāi)始走出質(zhì)保期，進(jìn)入故障頻發(fā)的階段。與此同時(shí)，地處偏遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣、人員少等問(wèn)題也日益凸顯，風(fēng)電管理運(yùn)維成本居高不下。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，陸上風(fēng)電的 95%停運(yùn)時(shí)間由 25%的故障導(dǎo)致，故障的集中化特征明顯。
海上風(fēng)電由于氣候條件差、維修難度高導(dǎo)致其維運(yùn)成本比陸上風(fēng)電更高。
一方面，海洋環(huán)境條件惡劣，臺(tái)風(fēng)、海冰等災(zāi)害頻發(fā)，在復(fù)雜多變的環(huán)境中，風(fēng)機(jī)部件極易受到損害，對(duì)應(yīng)運(yùn)營(yíng)成本顯著高于陸上風(fēng)電。
另一方面，由于一部分海上風(fēng)電廠處在遠(yuǎn)離海岸線的深海區(qū)，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)出海修復(fù)作業(yè)對(duì)天氣條件要求很高。
就拿風(fēng)電三大部件之一的葉片來(lái)說(shuō)，葉片巡檢一直是風(fēng)電后市場(chǎng)服務(wù)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
風(fēng)電機(jī)組捕風(fēng)的關(guān)鍵就是葉片，肉眼看上去旋轉(zhuǎn)緩慢的風(fēng)機(jī)葉片，實(shí)際上葉尖的運(yùn)動(dòng)速度能達(dá)到300公里/小時(shí)，甚至超過(guò)了高鐵的平均速度。但由于長(zhǎng)時(shí)間暴露于風(fēng)吹、雨淋等惡劣環(huán)境中，葉片前緣材料、涂層的腐蝕、裂縫或退化，會(huì)極大地影響其空氣動(dòng)力學(xué)性能，對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生影響。
有數(shù)字顯示，葉片受損可造成海上風(fēng)場(chǎng)1.5%--8%的發(fā)電量損失。
當(dāng)前3.28億千瓦的裝機(jī)量，以及每年25~30%的增速，無(wú)不催生著巨大的后運(yùn)維需求。
而傳統(tǒng)的“蜘蛛人”解決方案顯然已不能滿足市場(chǎng)需求，大家知道，風(fēng)機(jī)通常都“體型巨大”，在日常維護(hù)中需要高空作業(yè)，尤其是在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片時(shí)候，會(huì)給工作人員造成很大麻煩。即使借助高倍望遠(yuǎn)鏡，無(wú)人機(jī)等方式，但是仍不能達(dá)到精確的檢測(cè)效果。
在這種情況下，人工智能切入這一領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)凸顯。
國(guó)際能源網(wǎng)/風(fēng)電頭條了解到，目前，除了阿里達(dá)摩院研發(fā)出的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速及發(fā)電功率的AI算法外，專注于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人工智能核心技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)擴(kuò)博智能和中科博宏，也在利用自己的AI技術(shù)進(jìn)軍風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，為其提供智能巡檢服務(wù)。
不單是運(yùn)維市場(chǎng)需要科技手段支持，在風(fēng)電設(shè)備制造過(guò)程中，為了降低制造成本，一些廠家例如三一重能已經(jīng)在關(guān)鍵工序上使用由智能機(jī)器人代替人工，以提高生產(chǎn)的效率和裝配質(zhì)量可靠性。
億千瓦級(jí)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)電行業(yè)智能化發(fā)展
技術(shù)改變世界，在當(dāng)前我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和電力改革的浪潮中，人工智能技術(shù)也許是開(kāi)啟風(fēng)電數(shù)字化轉(zhuǎn)型下一個(gè)里程碑的鑰匙。
不僅互聯(lián)網(wǎng)、高新技術(shù)企業(yè)爭(zhēng)相入局風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，就是傳統(tǒng)風(fēng)電巨頭也早早就在智能化、數(shù)字化道路上進(jìn)行探索。
中國(guó)第三大風(fēng)電巨頭明陽(yáng)智能經(jīng)過(guò)多年探索，秉承海上風(fēng)電的運(yùn)維應(yīng)該向預(yù)防性轉(zhuǎn)變，研發(fā)并形成一套完整的智能化運(yùn)維系統(tǒng)。
遠(yuǎn)景能源通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)出EnOS?智慧風(fēng)場(chǎng)軟件解決方案，實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理。
金風(fēng)科技針對(duì)災(zāi)害大風(fēng)天氣，通過(guò)創(chuàng)新大風(fēng)預(yù)測(cè)智能深度算法集成融合技術(shù)，建立起災(zāi)害天氣預(yù)警平臺(tái)。
此外，國(guó)際能源網(wǎng)/風(fēng)電頭條曾對(duì)中國(guó)33家優(yōu)秀風(fēng)電運(yùn)維商進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，從這33家運(yùn)維商的運(yùn)維特色上來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)智慧服務(wù)、智能化運(yùn)維管理、云系統(tǒng)等已占據(jù)主導(dǎo)地位。
我們看到，不管是互聯(lián)網(wǎng)高新企業(yè)還是傳統(tǒng)風(fēng)電巨頭或者運(yùn)維商，都在借助大數(shù)據(jù)、移動(dòng)智能設(shè)備、無(wú)人機(jī)等新技術(shù)為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高效賦能，這些新成果在風(fēng)電設(shè)備上的應(yīng)用，不僅會(huì)給這個(gè)行業(yè)帶來(lái)不一樣的工作方式，也會(huì)讓人類對(duì)于風(fēng)電的控制變得更加得心應(yīng)手。
最值得關(guān)注的是，風(fēng)電市場(chǎng)潛力巨大，這些新技術(shù)還有更大的用武之地。
目前，我國(guó)已建成了很多風(fēng)電機(jī)組，截至2021年年底，我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到3.28億千瓦，穩(wěn)居全球第一。
中國(guó)電力市場(chǎng)廣闊，用電量需求大，未來(lái)這一趨勢(shì)仍將持續(xù)。
值得一提的是，受“3060目標(biāo)”影響，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量有望在2035年達(dá)到8億千瓦，2060年達(dá)到30億千瓦。
迅速發(fā)展的增量與巨大存量，無(wú)疑催生出龐大的風(fēng)電運(yùn)維市場(chǎng)，人工智能作為一系列方法的集合，發(fā)揮的作用將是無(wú)限的。
如今，阿里、騰訊已開(kāi)始入局風(fēng)電領(lǐng)域，未來(lái)還有哪些技術(shù)大咖進(jìn)局，這些手持前沿技術(shù)的企業(yè)將如何驅(qū)動(dòng)行業(yè)進(jìn)入智能化發(fā)展的新階段，我們拭目以待。