如何造一臺(tái)終生進(jìn)化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)

當(dāng)我們?cè)谌蚋鞯芈眯械臅r(shí)候佇立在高山草原大海戈壁上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)常映入眼簾看上去是一道美麗的風(fēng)景

這些給人類(lèi)供應(yīng)綠色電力的風(fēng)機(jī)要在零下數(shù)十度狂風(fēng)暴雨等變幻莫測(cè)的天氣環(huán)境下連續(xù)發(fā)電20年并不是一件簡(jiǎn)單的事

昨天回形針PaperClip推出一期和遠(yuǎn)景科技集團(tuán)合作的風(fēng)機(jī)硬核科普視頻講述風(fēng)機(jī)如何像人一樣不斷進(jìn)化主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)高效發(fā)電

你現(xiàn)在看到的是目前最大的民航飛機(jī)空客 A380 翼展近 80 米在運(yùn)行時(shí)兩片機(jī)翼必須能承受狂風(fēng)暴雨的攻擊但有一種機(jī)器它的單個(gè)葉片就有整架 A380 那么長(zhǎng)并且需要在 150 米的高空連續(xù)工作 20 年這就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)它們通常坐落在山區(qū)戈壁乃至海上和飛機(jī)一樣面臨自然界的摧殘卻因?yàn)榈靥幤h(yuǎn)且數(shù)量眾多很難得到精心的養(yǎng)護(hù)和維修在這樣艱苦的環(huán)境下怎樣才能造出發(fā)電效益高同時(shí)又不給人添麻煩顧全大局的風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)也叫風(fēng)機(jī)能利用風(fēng)帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)葉片再帶動(dòng)內(nèi)部的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)發(fā)電但并不是有風(fēng)就能發(fā)電因?yàn)樽匀唤绲娘L(fēng)方向速度總在不斷變化很可能讓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)不起來(lái)發(fā)不了電或者轉(zhuǎn)的太快損壞部件所以在風(fēng)機(jī)上安裝風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀時(shí)刻監(jiān)測(cè)風(fēng)向風(fēng)速是必須的基于此風(fēng)機(jī)會(huì)通過(guò)偏航和變槳調(diào)整姿態(tài)偏航指的是轉(zhuǎn)動(dòng)頂部機(jī)艙使風(fēng)機(jī)盡可能迎著風(fēng)向盡可能多的捕捉風(fēng)能提高發(fā)電效率變槳指的是調(diào)整葉片角度當(dāng)風(fēng)速較低時(shí)三個(gè)葉片會(huì)同時(shí)往前轉(zhuǎn)提高葉片與風(fēng)的接觸面保持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速當(dāng)風(fēng)速過(guò)大乃至遭遇臺(tái)風(fēng)時(shí)葉片則會(huì)同時(shí)向后轉(zhuǎn)動(dòng)減少與風(fēng)的接觸面降低葉片升力使風(fēng)機(jī)降速乃至停機(jī)避免因轉(zhuǎn)速過(guò)快而出現(xiàn)故障然而它們的上班地點(diǎn)實(shí)在太過(guò)兇險(xiǎn)山間的亂流戈壁的風(fēng)沙海上的風(fēng)暴很多意想不到的情況仍然可能突破風(fēng)機(jī)的安全工作極限

所以我們需要更可靠的風(fēng)機(jī)它們安裝了大量的傳感器用來(lái)檢測(cè)健康狀況比如通過(guò)溫度變化監(jiān)視部件安全通過(guò)振動(dòng)變化判斷是否故障通過(guò)聲音分析葉片是否完好借此讓風(fēng)機(jī)擁有 視覺(jué)觸覺(jué)聽(tīng)覺(jué) 這些基礎(chǔ)的 感覺(jué) 但要想讓風(fēng)機(jī)健康工作 20 年這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠首先傳感器難以覆蓋風(fēng)機(jī)所有部件且過(guò)多的傳感器稍不注意反而還會(huì)增加故障徒增維護(hù)負(fù)擔(dān)其次傳感器只能監(jiān)測(cè)到故障發(fā)生的結(jié)果無(wú)法了解風(fēng)機(jī)各部件內(nèi)在的健康趨勢(shì)變化也就無(wú)法在遭遇特殊情況時(shí)主動(dòng)調(diào)整預(yù)防損傷如何解決這個(gè)問(wèn)題呢遠(yuǎn)景科技集團(tuán)（Envision Group）的 超感知 智能風(fēng)機(jī)讓風(fēng)機(jī)不僅擁有感覺(jué)更具備主動(dòng)意識(shí)與行動(dòng)能力利用風(fēng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型遠(yuǎn)景搭建出了風(fēng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)在運(yùn)行機(jī)理的數(shù)字模型這個(gè)模型部署在風(fēng)機(jī)上可以利用物理傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)還原風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵部件的實(shí)時(shí)健康趨勢(shì)不僅如此位于各地各種型號(hào)的千萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)它們各自的數(shù)據(jù)將匯集在云端幫助數(shù)字模型更新迭代而不斷升級(jí)的數(shù)字模型又會(huì)讓所有風(fēng)機(jī)的 感覺(jué) 和 意識(shí) 能力持續(xù)進(jìn)化換言之這種智能的自主進(jìn)化能力不僅來(lái)自個(gè)體還來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中的所有工作伙伴那么在實(shí)際運(yùn)行時(shí)這種 超感知 智能風(fēng)機(jī)會(huì)有哪些優(yōu)勢(shì)以風(fēng)切變?yōu)槔?span id="g43b4x9" class="myIcon">風(fēng)切變一般指的是風(fēng)在垂直方向上的風(fēng)速變化比如越靠近風(fēng)輪頂部風(fēng)速越高越靠近底部風(fēng)速越低傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)三根葉片只能一起變槳每根葉片都不能在最佳角度工作且由于風(fēng)速不均勻風(fēng)輪還會(huì)出現(xiàn)周期性的上下?lián)u動(dòng)使主軸承磨損

遠(yuǎn)景 超感知 智能風(fēng)機(jī)則可以利用物理傳感器和數(shù)字模型時(shí)刻得知各個(gè)部件損耗的趨勢(shì)分布并通過(guò)三根葉片頻繁的獨(dú)立變槳減少主軸承磨損這種動(dòng)態(tài)調(diào)整有助于均衡各個(gè)部件的健康狀況延長(zhǎng)整機(jī)壽命

從 感覺(jué) 到 主動(dòng)意識(shí) 遠(yuǎn)景不僅讓風(fēng)機(jī)學(xué)會(huì)了自力更生還學(xué)會(huì)了顧全大局比如在風(fēng)電場(chǎng)中尾流效應(yīng)是個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題當(dāng)上游的風(fēng)經(jīng)過(guò)機(jī)組時(shí)由于阻力風(fēng)速會(huì)降低經(jīng)過(guò)下游機(jī)組的風(fēng)能就會(huì)變少從而造成電能損失且這個(gè)風(fēng)還會(huì)對(duì)下游風(fēng)機(jī)產(chǎn)生尾流增加葉片載荷造成顫震引起疲勞甚至損傷而遠(yuǎn)景的 超感知 智能風(fēng)機(jī)則可以通過(guò)葉片的顫震能量感知到尾流后排風(fēng)機(jī)將發(fā)出請(qǐng)求協(xié)調(diào)前排風(fēng)機(jī)偏航從而避開(kāi)尾流而利用尾流協(xié)同在保證風(fēng)機(jī)健康運(yùn)行的前提下100MW規(guī)模的海上風(fēng)場(chǎng)站發(fā)電效率預(yù)計(jì)將提升1.5% 一年增加收益375萬(wàn)人民幣

可以看到在這套被遠(yuǎn)景稱(chēng)為 EnOS Inside 人工智能機(jī)器進(jìn)化系統(tǒng)的數(shù)字模型加持下風(fēng)機(jī)不再是遇到特定情況再被動(dòng)執(zhí)行命令的舊機(jī)器而是真正具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)同智能和集群進(jìn)化能力的 新機(jī)器 它們能像人一樣主動(dòng)適應(yīng)多變的環(huán)境智能規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)溝通協(xié)作高效地清潔發(fā)電