解析DSMC|明阳智能银磊：数字孪生与虚拟电厂技术在新能源产业中的价值
2024-06-19
各位领导专家，大家好，今天由我给大家介绍一下明阳智能在数字孪生与虚拟电厂的探索与实践，报告分为三个部分，主要如下：
01
数字孪生新能源场站实践
大型化、多样性风力设施为智慧化运营提出了更大的挑战
众所周知，风能的转化效率和风速的三次方成正比，一个小时之内，风速可变化10%-30%，风电机组是由7万多个零部件组成的一个高精密重大装备，受风力的不确定性和机组状态的不确定性，为我们新能源场站运营带来了不小的挑战。
另一方面，“十四五”期间国家规划了九大清洁能源基地，对生产安全的要求不断在提高，我们运维的难度也在不断增加。
目前风电行业面临着沙戈荒、深远海和大型化的产业趋势，新能源的场站智慧化运营也成为一个新的行业契机。
数字孪生技术助力风电场高质量高可靠运行管理
明阳借助数字孪生技术为新能源场站建设实现了四大目标：
第一，实现了数字化和智能化的融合。
第二，优化了风电装备运行和维护的信息流程。
第三，提高了风电场经济性和安全性。
第四，实现了风电场运维的精益性。
基于数字孪生的风电场全息映射技术
我们基于设备孪生、流程孪生、场景孪生共筑了风电场全要素数字化、虚拟化、全状态实时化和可视化、运行管理的协同化和智能化整体解决方案。
下面我介绍一下方案的五大效果：
第一，通过全景立体展示和态势感知，构筑了三维可视化管理平台，构建了风电场实时虚拟映射关系。
第二，通过精准识别低效风机，提供专项的技改方案库，为场站评估不同因素对风机效能影响提供了一个模型。
第三，通过融合多种巡检场景，构筑了一体化的巡检体系，实现了场站集约化管理、少人化管理并支撑了未来的场站无人化管理。
第四，通过偏航寻优，使风机保持最佳运行状态，为风场经济效益提升提供了支撑。
第五，通过预防运维三部曲，实现了风机预警和预测性维护相结合。
五大效果为客户带来了两大价值体现：
第一，构筑了风电场的智慧运维和生产管理一体化体系。
第二，构建了风电场智慧运营和智能决策的关系纽带模型，为风电场的无人化建设提供了保障。
以上是我们的数字孪生技术在新能源场站的应用和实践。
02
数字孪生技术复用可行性
数字孪生技术的核心价值及可复用性
我国正在建设新型电力系统，这个电力系统主要有两大特征：
一是由原来的以发电机高惯量系统转变为逆流器，变流器低惯量系统。
二是在调度方面由原来的源随荷动逐渐转变为源荷互动。
这样的趋势为我们的新能源运营带来了一些新的变化。
新能源发展模式：从运行管理到运营管理的转变之路
第一个变化是，运营模式从原来只关注运行管理逐渐转变为更加关注运营管理和业务联动。
第二，未来的新能源将更加关注围绕电价最大化和更低的运维成本这两个经营目标去构建执行。
在数字孪生技术方面，我们构建了新能源场站端的模型，这个场站端模型为明阳带来了两大核心能力：
1.基于预测的方法。通过时空计算、未来任务可能性做出关键的决策。目前这个能力在功率预测、故障预警、计划性巡检方面都得到了应用。
2.面向决策方法。通过结构化的分析推导出承诺和选项，这个能力目前在电力辅助交易、虚拟电厂都得到了一些应用。
总的来说，数字孪生技术促使我们的智能化运营变成了一个非常有价值的手段，打造了我们两大核心能力，带动了我们虚拟电厂技术的发展。
我们通过数字孪生技术实现了场站更高效率、更高质量和更精益的运营，相信我们通过这套方法论：设备孪生、流程孪生、场景孪生在制造业也可以打造柔性制造和智能制造的核心能力。
数字孪生技术跨行业可复用性（共性需求）
这种核心能力我们认为在以下几个行业：智慧矿山、港口、化工、水务、轨交、冶金行业会得到充分的价值发挥。
以上是我们认为数字孪生技术和方案可复用的一些契机。
03
虚拟电厂技术应用及价值
虚拟电厂技术要素
虚拟电厂的技术要素和我们新能源管理的基本要素是一致的，需要并网技术、运营技术、预测与决策的能力。
虚拟电厂竞价决策过程
在虚拟电厂竞价中，发电端未来面临着多种能源的同台竞价；电网端未来将更加追求区域平衡和实时动态平衡；用户端未来将更加追求电力的平价化。这三种趋势需要不同的解决方案。
虚拟电厂发电端模式
虚拟电厂技术围绕着信息流和能量流展开的预测和决策，在发电端我们通过源网荷实现发电端的备地就地电力消纳和平衡，实现电力属地的平价化。
虚拟电厂用户侧模式
用电侧我们通过削峰填谷、峰谷套利实现用电端降低度电成本、用电安全和容量管理，其中用电安全未来也是非常重要的。
虚拟电厂与碳交易新商业模式探索
此外，随着国家电力市场改革不断推进，虚拟电厂政策红利将不断地释放，未来和碳交易市场的融合会不断地增强我们虚拟电厂政策红利厚度和空间。
明阳目前推出了三个解决方案，城市级解决方案、园区级解决方案和企业级解决方案。我们在通辽风光荷储一体化项目中，实现了通辽市比周边城市低两分钱的电价契机，通辽市每年用电大概600亿度电。
在承接制造业转移的豫东南高新区我们构建了一个微电网，微电网可以实现比周边低一毛钱的电价契机。
海螺济宁厂区我们实现了新能源发电就地完全消纳，降低了企业的外购电成本，同时通过谷电降低度电成本。
虚拟电厂结合行业拓展探索
以上是我们在虚拟电厂方面的一些实践案例。通过梳理各省市和国际上的相关政策，我们发现虚拟电厂基本上围绕基础工业展开，如果这些行业有需要，非常欢迎与我们开展交流合作。
总结来讲，我们通过数字孪生技术实现了新能源厂站的智慧化运营管理，打造了两大核心能力，即基于预测和基于决策的方法论。这两个方法论也是我们实现智慧能源、虚拟电厂的基本技术要素。这套方法论可以拓展到其他行业，为其他行业的综合能源管理、智慧能源建设提供价值。
我的分享到此结束，欢迎各位积极交流，与明阳共同促进行业和产业的繁荣发展。谢谢大家！
