风电场全生命周期管理(修改后领导参加上海会议汇报)

数字工程设计、建造、运营生命周期
虚拟资产的建立
电站投产后，得到两个资产
一个是实物电站（物理资产） 一个是数字电站（虚拟资产）
创建一项物理资产的同时，也有一项相关的 虚拟资产被创建。
✓ 数字化模型和实物资 产一一对应
✓ 数字化模型是行为信 息与实物资产的联系 纽带
✓ 数字化模型是一切虚 拟化仿真的基础
数据发布及应用集成框架
三维可视化应用 如虚拟巡检 数字化仪表盘
持续性数字化移交/接收服务
数据质量管理(DQM)
数据映射、 转换以及数据验证…
业务流程管理 & 变更控制
工程内容
时间, 费用, 编码, 材料, 关系模型, EIM, 文档…
运行期资 产管理
全生命周期管理系统逻辑结构分为三层，核心层、管理 层以及应用层；
工程数字化适用的行业领域
水电水利、市政、轨道交通、工民建、新能源、电力、石油化工、机械制造、电气自动化等
目前国内外工程数字化应用及发展趋势主要体现在三个方面： 1、三维数字化协同设计 2、设计施工一体化 3、工程全生命周期管理
工程全生命周期管理 设计施工一体化 三维数字化协同设计
显著提升工程设计效率，设计流程和设计周期得到有效控制
风电功率预测及在线监测软件系统 是集风电功率预测、实时在线监测、数据统计分析于一 体的软件系统。
系统包括两部分： • 每个风电场安装一套硬件设备
• 负责数据采集、传送
• 设立一个软件系统中心平台（类似于大坝安全检测系 统）
• 汇总数据、进行风功率预测、统计分析 • 上报成果并在网站显示
风电场 测风塔
一、三维数字化
• 三维数字化概述 • 华东院三维数字化解决方案 • 华东院工程全生命周期解决方案
什么是工程数字化？
工程数字化是将工程的模拟量信息转变为计算机可以处理的数字信息，从而实现计算机对工 程资源的控制、运行和管理。
工程数字化的业务范围
工程数字化
数字采集 三维设计 模拟仿真 安全监测 建造管理 应急管理 资产管理 智能运维
现有的风电功率预测系统多数包括两个步骤：
• 本软件系统的功率预测同样包括上述两个步骤，但自 主开发，拥有自主知识产权，利用我院在风电场风资 源评估上的经验，提高了预测精度。
• 第一步：预测风速。系统自行进行模式计算，完成区 域数值气象预报
• 采用国际主流的数值预报模式(WRF)进行计算 • 无需向第三方购买数值气象预报成果 • 能同时预报多个风电场范围的气象要素，并可整合区域内多
打破设计阶段与施工阶段之间的数字墙，使设计成果更好服务 于现场施工
工程数字化
数字化施工管理在技术上为施工质量提供了有效保障 动态的工程进度数字化模型，为施工进度提供数字化依据
数字化安全监控及应急处理技术，为工程安全运行保驾护航
把瞬息万变的生产数据信息传递给企业管理层，实现“在线管理”， 降低管理成本和劳动力成本，提高经济效益
实时运行监测
数值气象预报
风功率预测 风机运行效率评估 风资源评估
其他统计分析
风电功率预测及在线 监测软件系统
能源局 电网调度中心
(1) 实时采集并分析统计风电场运行的情况
• 实时采集风电场运行数据
• 通过安装在每个风电场的硬件设备采集数据 • 采集数据包括：
风机实际出力、实际风速、开机容量等运行数据 测风塔风速、风向、温度、湿度、气压等气象要素 • 采集数据间隔：5min • 最小采集单位：单台风机 • 通过网络自动传送至软件系统中心平台
全生命周期管理系统通过工程数据中心的数据发布、应用集成框架来与 电厂相关业务系统进行集成，打破信息孤岛，实现工程信息在应用系统以及 不同岗位工作人员之间无缝流转。
主要业务子系统 设备全生命周期智能管理 数字化档案管理 ……
数据发布及应用集成框架
工程数据中心
全信息三维模型
现有系统
数据发布及应用集成框架
• 系统中心平台及时汇总采集的数据，并在网站显示
• 系统中心平台可同时接入多个风电场，在线监测覆盖面 广，乃至可覆盖至全国范围风电数据
• 监测信息获取准确、真实、快速 • 用户可直接登录网站查看监测数据，或自定义需求、接
收网站自动推送的分析成果（类似于微信）。
(2) 实现区域性风电场群的功率预测
设备 性能
Biblioteka Baidu
管理 数据
发布
影响 分析
数据 接口
工作 流管 理
管理 物料
运行 管理
管理
地质 灾害
数字 化档
案
虚拟 检修
虚拟 巡检
资产 管理
管理
二、风电场风功率预测系统
• 政策要求及现状 • 整体框架 • 系统功能 • 软件优势及已获得认可 • 软件部分成果
成功预测风电功率，可为电网制定调度计划提供可靠的 依据，在风电经济并网方面有举足轻重的作用
建设指导思想
总体规划、分步实施、统筹安排、协调发展
一个平台、一个数据架构、一个模型
以“总体规划、分步实施、统筹安排、协调发展”的原则开展工程三 维数字化研究工作，在“一个平台、一个数据架构、一个模型”的总体构 想下，采用三维设计软件、协同设计管理软件和数据库服务软件等为基础， 各专业的生产需求为导向，坚持自主开发，致力打造符合中国工程设计行 业一流的三维数字化设计平台。
工程数据中心是核心，为管理层和应用层提供统一的信 息服务。
应用层 管理层 核心层
大坝 安全 监测
三维 可视
化
虚拟 现实
文档
用户 管理
数据 质量 控制
数字 化移
交
偏差
管理
项目 管理
权限 管理
工程数据 中心
数据 模板
管理
报表 管理
专家
系统
事件 管理
数据 标准
编码 规则
关系 模型
数据 检索
灾害
知识
变更
模拟
软件产品
ELM，即Engineering Lifecycle Management（工程生命周期管理） ，指工程项目从勘测、设计、建造、 数字交付以及工程营运、报废的全过 程的数字化管理。其核心要素为：
基础标准——ISO-15926（ GB/T18975）
核心数据库——工程数据中心
核心功能——智能化管理与分析
个风电场的运行及气象数据，优化调整模式参数，提高预报 精度 • 模式预报精度满足功率预测的需要
• 第二步：风速推算功率。
• 在风电场资源评估、发电量计算模型的基础上，自主研发风电功率计算模型，主要采用 流体力学模型方案
• 最小预测单位：单台风机 • 本系统能实现单台风机、风机群组、单个风电场、风电场群、整个区域风电场的风功率