格林威治云平台简介¶
本章介绍格林威治平台的价值和功能特性,以及本手册的结构和相关文档。
远景能源格林威治™智慧风场全生命周期设计平台,致力于解决风电发展过程中面临的挑战,以保障风电资产投资经济性指标为使命,为客户提供风电场规划、测风塔监控管理、风资源评估、精细化微观选址、低风速风场/海上风场优化、风机基础设计优化、道路平台设计优化、集电线路设计优化、升压站选址优化、升压站设计、风场造价评估、经济性评价、资产后评估分析等全方位的服务功能和数据支持,帮助客户提高风场设计效率50%以上,降低设计工程量约合500元/kW,实际投资收益提升20%以上,并有效控制风场产能设计误差低于6%,为客户开发风电场规避潜在不确定投资风险。
行业痛点¶
目前,风电行业面临的挑战有:
缺少全过程的标准方法体系以及与之相适应的集成设计工具,无法保证设计精度。
在宏观规划,测风方案管理,风资源评价,发电量评估各个阶段的专业管理工具的缺失或不足,往往会导致风电场达不到设计水平,机型选型和机位排布出现失误,整场发电量和预期偏差较大,部分机位与风场平均水平相差较大,风场投资回报不能实现预期水平。
风场设计缺失标准化的闭环后评估指标方法体系以及专业工具,无法实现设计闭环。
标准化的设计后评估方法和工具缺失,无法对风场的设计水平进行量化评价,进而无法形成良好的设计经验和知识闭环到后续的设计持续优化中。
标准化的运行后评估方法和工具缺失,无法对风场设备运行水平和技术改进效果进行量化评价,无法有效支持资产在运行期的持续优化。
风场设计所需的海量信息缺少大数据集成平台的支持,无法支持设计水平和资产价值的持续提升。
风场项目规划所依赖的专业公共数据获取困难,无法把控质量,在项目前期(特别是规划阶段)公共数据的缺失大大降低的风电场规划水平和推进效率。
风电场设计水平参差不齐,为降低设计风险保留大量设计余量。在典型的风电场设计过程中,各专业设计协同困难,设计变更流程复杂;专业内的设计方案优化仅依靠工程师经验,设计无法充分优化,造成风电场配套工程设计冗余超过20%。
远景格林威治平台特性¶
- 风电场全生命周期解决方案
- 有效支持开发商核心开发能力建设和政府单位的全区域项目全生命期管理:有效覆盖开发商从规划、设计,直至生产管理的核心研发领域,帮助其实现从项目宏观选址与测风规划方案,项目测风,项目风资源评估与可行性研究,项目设计直至项目投入商业运行的项目全生命周期的技术方案管理与优化,使项目能可靠地实现最优化的投资收益。
- 以项目解决方案为载体的行业生态链协同工作:使分散的风电行业生态链相关单位能在统一的项目维度,统一的时间维度上完成相关的任务,大大降低了跨单位的风险,同时最大程度地支持了基于需求更改的定制化解决方案实时响应。
- 推动行业形成资产到资本的度量标准:对于同一个参考量,建立行业统一的资产价值度量标准和方法,进一步推广为行业标准,更有效促进风电行业形成更为理性的投融资模式。
- 以投资经济性指标作为风场设计的最终驱动目标,有效支持核心价值创造
- 在集成设计优化的过程中,以项目投资经济性指标最优为设计目标,区别于行业里以理论发电量为设计目标的做法,离风场设计成果最终的落地形态更吻合。
- 基于全过程不确定性分析模型,具体量化各不确定因素变化对项目投资效益的影响程度。
- 基于可再生能源行业核心知识成果的集成创新
- 集成基于大数据平台的可再生能源行业公共数据库,提供包括中尺度气象数据,地形海拔数据,地表覆盖物及粗糙度数据,行政区划及卫星地图数据,环境敏感区域数据,获得授权的项目从设计到运行的全生命期数据等风电产业规划及项目规划所需的支撑性专业数据。
- 集成基于高性能计算环境的专业中尺度气象模型,基于数据同化,局地参数配方,回归分析后处理技术实现了领先的全球风能图谱,可支持高精度的虚拟测风塔数据服务。
- 集成基于高性能计算环境的专业CFD模型,相比于普通商业CFD软件,可实现更高分辨率和更高计算精度的流体模型仿真。
- 集成的规划方案优化引擎,针对用户指定的投资经济性指标最优化需求,实现宏观选址与测风方案、微观选址、变电站选址、道路和集电线路规划等核心技术方案的优化。
- 基础结构设计、道路平纵横设计、集电线路杆塔排布等各风场单位工程设计过程全面应用深度学习算法,有效优化设计方案,提升设计效率。
- 专家系统(KBE)集成经验与智慧,持续发展的知识管理体系和强大的方案优化引擎,有效支撑持续的价值创造能力提升
- 业务单元辅助设计、知识(规则)积累和经验积累。在各业务单元的处理过程中,存在大量的设计参数和设计模型、边界约束和主观判断。专家系统能根据边界约束,通过逻辑过程以模拟主观思考,来帮助用户快速设置甚至一键设置各设计参数和设计模型;并且,通过大量的案例学习,专家系统能帮助各模块实现知识(规则)积累和经验积累。
- 针对解决方案核心计算模型的优化。以解决方案为线索,本平台实现对解决方案涉及的核心计算模型的智能优化,专家系统能实时分析外界输入变化和各模块迭代结果变化,并根据各模块间的边界约束,来决定各核心计算模型的最优化参数;并且,通过大量的案例学习,专家系统能帮助整个平台实现知识(规则)积累和经验积累。
格林威治软件云服务功能¶
格林威治云服务提供的功能如下:
- 中尺度公共数据服务
- 应用中尺度WRF模型进行中尺度建模,采用多种数据源,在每个区域选择最接近该地观测的再分析资料驱动模式,使结果更可靠。(即初始场和边界条件择优)
- 采用同化技术,利用更多的观测资料形成较为准确的模式初始场,从而提高模拟效果。
- 计算过程进行局地优化。由于中国地域辽阔,各地气候特征有很大差异。针对此,在全国不同区域,我们选择最接近该区域实际天气过程的模式参数化方案和微物理过程。(即模拟过程调优)
- 对模拟结果进行后处理。根据地形、海陆分布等,总结不同区域的误差规律,在各子区域针对性采用不同的后处理方法,提供中尺度风速的误差水平。
- 宏观规划与测风管理
- 基于区域公共数据,实现风场宏观选址,自动选择具有代表性的建议测塔位置和推荐的测风高度,配置等,从几个维度分析:空间代表范围、海拔代表性、粗糙度代表性、测风塔功能性、特殊地形效应。
- 对测风塔实现实时管理,每天自动收集分析数据,并报告异常状况。
- 标准化测风数据处理
- 对测风数据实现标准化数据质量判断、数据插补、数据修正、代表年修正等工作,提升工程师能效。
- 基于风险量化,自动推荐测风塔数据处理的最优实践,提升测风塔数据分析水平。
- 流场建模分析(CFD与WAsP)
- GREENWICHCFD流场仿真模型掌握核心技术。
- 支持高性能服务器架构(HPC),可以更快更稳定地计算出风资源结果。
- 通过大量理想试验,学术研究案例和后评估项目确保GREENWICHCFD®模拟的准确性和可靠性。
- 建立优化模型参数库,不断累积项目经验,能够持续改进模拟精度。
- 在风资源准确模拟的同时,关注风机安全相关参数模拟的准确性,确保风机在寿命期内稳定运行。(湍流、剪切、地形复杂度等)。
- 线性模型和CFD模型两种计算方法,优势互补。
- 机位优化
- 考虑机型混排的静态机位优化;考虑风电场协同控制特性的动态机位优化;充分考虑尾流及形态整洁度的海上布机优化。
- 根据实际风场条件的需要,能综合考虑多种因素的相互影响,进行可定制优化目标、混排机型、不定容量的风场设计优化(发电量、NPV、IRR等)。
- 针对风电业内优化软件耗时较长的问题,采用高性能计算系统(HPC)提升优化过程的计算效率。
- 风资源后评估
- 基于大数据技术搭建后评估的数据仓库,将大量的数据处理工作的效率提高数十倍甚至数百倍。
- 基于能量可利用率的整套后评估标准方法(包括设计后评估和产品后评估)。
- 后评估中总结测风资源计算特点,将自动同步入专家系统,以备以后模式识别。
- 风机基础设计优化
- 基于国家标准,支持基础结构计算报告输出,风机载荷全工况验算,实现基础结构设计零风险。
- 基础智能寻优算法,对全场机位自动分组,分别进行定制优化设计,实现基础方案最优。
- 基础设计报告与施工图纸一键生成,实现扩展基础、桩基础设计快速出图;并且兼容锚栓、基础环连接形式。
- 道路平台一体化设计优化
- 根据不同项目条件对安装平台摆件的要求,通过机器学习,实现平台方案自动寻优,确保在满足大部件摆放和吊装要求下,平台征地面积和挖填方量最优化。
- 结合入场点、地形、限制区域、运输车辆要求的道路选线优化,显著提升道路选线优化水平,提高道路选线效率。
- 基于机器学习算法,根据平台方案与道路路径方案,实现风电场道路平台一体化优化,显著降低风场土建工程量。
- 道路设计施工图纸一键生成,自动实现图纸分幅、平纵横断面绘制。
- 集电线路优化与升压站选址优化
- 根据地形、变电站位置、限制区域、已有道路等要求,实现经济性最优的路径优化(支持架空线、电缆、塔缆混合三种方式)。大大减少工程师人工分组、比选、定线的工作量。
- 基于地形与场址气象条件,采用标准塔型,实现杆塔排布自动优化,显著提升工作效率;按照国家标准,实现电气校核。提供用户定制杆塔的数据管理服务。
- 基于集电线路、道路、送出线路两线一路,实现升压站选址最优化。为风电场推荐若干备选站址,提供各站址方案的线路、道路成本,为外业选址提供充分的设计支持。
- 集电线路设计图纸一键生成,满足可研出图、工程招标要求。
- 标准化设计流程与可研报告生成
- 基于产品数据的风电场物料清单与单价库,打通设计、采购、工艺及其后评估。
- 基于格林平台的可研方案设计,1个工程师在3日内完成可研报告内业编写工作(包括调整)。通过提升设计效率,解放工程师的大脑,让每个人都投身于更有价值的工作中去。
文档结构¶
本手册各章节的主要内容如下:
章节名称 | 主要内容 |
---|---|
格林威治云平台简介 | 对风电行业痛点、格林威治的价值特性、主要功能、本手册的内容结构、预备知识等进行概述。 |
平台登录与账户管理 | 介绍格林威治的注册、登录方法,以及个人账户的管理、充值、升级等操作。 |
初识格林威治 | 对格林威治的公共模块和基础功能进行介绍,包括项目菜单、数据库、工具库、工具栏、操作栏等,可通过本章快速了解格林威治的界面和基本操作方法。 |
资源规划 | 对宏观选址的意义和方法进行详细描述,结合界面和任务,全面呈现中大尺度风场范围规划选址的具体步骤。 |
选型选址 | 涵盖格林威治选型选址各个重要模块的介绍和操作,包括测风塔、地图、流体模型、风机机型、发电量、噪音等,可通过学习本章掌握风场选型选址的具体方法。 |
后评估 | 介绍后评估的必要性和价值,展示进行后评估需要准备的数据和计算EBA的方法。 |
单位工程设计 | 介绍单位工程的配置、计算、和优化方法,包括风机基础设计、道路与平台设计、接入规划设计、变电站选址、集电线路设计、变电站设计。 |
概算 | 介绍风场工程量和成本概算的配置和计算方法,以及计算结果的查看和编辑。 |
经济评价 | 介绍估算风场收益率的三种方法及相关配置,以及对计算结果的查看和分析。 |
可研报告 | 介绍可研报告的配置和计算方法,以及计算结果的生成和查看。 |