区块链概念在风电运维中的应用-捕鱼电玩城

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    区块链概念在风电运维中的应用
    时间:2019-1-30 9:58:38  来源:skf  点击:1090

     

    区块链概念在风电运维中的应用

     

     

    01

    风能利用现状

    在过去的20年,人们对可再生能源的重视程度和利用能力得到快速发展。截止2017年底,全球风电累计装机量达539gw,我国风电装机则达到188gw,如图1。按国家能源局十三五规划,风力发电将在2020年达到210gw[1]。根据国家统计局最新数据,2018年1-11月累计风力绝对发电量达到2897亿千瓦时,同比增长15.7%,占总发电量的4.7%,位居第三大能源来源[2]。风力发电装机规模快速增长,对风电的可靠运行也提出了更高的要求。


    图1. 2008年至2017年中国新增和累计风电装机容量

     

    02

    风电运维痛点分析

    由于风电场多分布在风资源较好的山地、高原或沿海,每个风场由若干台风电机组和升压站(控制室)组成,日常除远程监控以外,维护工作需要在几十米至百米以上的高塔上进行,维护难度大。

     



     

    风电机组本身是由空气动力系统、机械传动系统、电气系统、液压系统和控制系统组成的复杂机器,恶劣的运行环境及复杂的机器结构与有限的运维力量之间的矛盾日益凸显。

     

    根据国家能源局的相关风电建设和项目竞争指导方案,未来风电上网电价将逐渐走低,除弃风限电等因素以外,如何保证风电的机组长期稳定高效的运行成为风电企业优胜劣汰的关键因素。

     

    在此大背景下,很多人将目光聚焦到风场精细化管理,试图依托大数据分析等手段,为机组的可靠运行提供保障。毋庸置疑,风电场每天通过scada录取海量数据,这些数据涵盖风场运行的方方面面,对其加以合理分析和研究有望为风场运维提供决策依据。然而,大量的历史沉淀数据目前并未得到有效的开发和利用,如何对历史数据进行归纳和整理,如何提炼有效数据作为分析对象进而指导运维,都对相关算法和算力提出了前所未有的挑战。

     

    海量数据通常存储于企业的各级服务器,与之匹配的运维日志散落各处,收集难度大,数据的可利用程度不确定。另一方面,面对海量数据可能蕴藏的巨大价值,风电运营企业不能直接公开他们所持有的数据。而那些可以提供数据分析的企业要依托自身积累的宝贵经验和相关自有数据迎接算法开发过程中的巨大挑战,也无法将自己的数字资产公开,更别提算法的验证和迭代。

     

    究其根本,在没有产生实际效果之前,我们无法量化大多数数字资产的价值,其次,数据和算法的短暂单一交互很难保证为双方创造出明显的商业价值。这急需一种长效机制解决诸多瓶颈问题。

     

    03

    区块链技术的应用

    那么是否有办法运用目前非常流行的区块链概念和底层技术来解决这对“数据分享”的矛盾呢?从根本上来讲,风电运维中的数据分享难题其实就是交易和价值确认的难题。那么,一种“加密的分布式记账技术”,即区块链就是为了针对性的解决这个问题而被引入到风电场运维价值链之中。

     

    之所以以价值链为基础,是因为目前风场运维的具体活动无法以数字化的形式来体现风场运维活动无法全部数字化。机械系统的具象性、具体运维人员和工序的物理性导致在具体工作中许多数据的缺失和遗漏。还有备件供应商以及在风场背后的诸多金融和保险机构,加之相关的管理条例和部门之间的协调,造成了信息和数据的不协同。虽然这些应用和条件与现有成熟的区块链应用迥然不同,比方说时下大热的“比特币(bitcoin)”,但是殊途同归,由于两者前提的一致性(交易和价值确认),所以将区块链底层技术运用于风场运维是一个可取的选项。

     

    首先,我们需要了解区块链的三种基本类型:

    1

    以比特币(bitcoin)为代表的“公共链”(public blockchain),具备典型的去中心化特质,可以直接由不同的利益相关各方来交换各自的数据(价值)。

    2

    为了避免隐私问题,产生了背离这种去中心化特质的“私有链”(private blockchain),这种链一般在私有组织内部使用。

    3

    介于以上两种链之间,被寄予厚望的“联盟链”(consortium blockchain),联盟链更像是一种局域链,链上所有节点因为某种利益而组成一个联合共同体,共同建立一个成本更低的信用关系。同时,不同的利益相关方参与可以建立多种多样的联盟琏形式,网络中链与链的互联互通,形成“互联链”(interchain)[3],从而提供一个更多样化的价值交换方式(服务形式)。

     

    以风电机组传动链轴承的运行状态监测为例,当风机传感器数据根据智能合约触发一次诊断分析之后,链上所有节点都将记录下这次分析动作,而随着监测数据的积累,逐渐对该位置轴承形成一个趋势判断指导维护,结合链下实地检查保养日志及后期的零部件失效分析,为后续的备件生产和维修策略的制定提供数据支撑。

     

    在监测分析的整个过程中,诊断数据再以加密的形式被同步交换至区域风电资产联盟链,金融和保险机构也可依此为各方提供资金保障和理赔服务。最大限度地保证机组的可靠运行,追踪度电成本变化以及最大限度降低了整个链条上的运营风险和成本,最终降低风电度电价格,服务于整个社会。

     

    另外,在此过程中形成的共识数据可以为清洁能源的发展提供更多的支持,例如绿证交易所可以链接该区域的风力发电量信息,在交易过程中自动生成绿色电力购买证明,使绿证作为未来实体信用加分或其他权益凭证成为可能。如图2:


    图2:区块链在风电运维价值链中的应用

     

    04

    结语

    区块链技术本身正在不断发展和演化,备受瞩目,但是,距离真正的应用落地还需解决很多实际问题。

     

    首先,如前文提到的算力算法在面对海量数据时的应付能力有待提高。比如说现在业界普遍头疼的一个问题 – 鉴别轴承(备件)的真假,也就是之前所提到价值确认的一部分。在目前,这部分的工作由斯凯孚之类的轴承供应商来承担,但是由于工作量大且风场分布分散,这种工作方式势必带来效率低下,沟通不及时导致市场鱼龙混杂等弊端。在区块链的应用日渐成熟之后,这个工作(价值确认)可以由这个链条上的每一部分通过智能硬件或者上下游数据交换来确认。这样的话,就需要海量的数据和大运算能力来作为价值确认的支撑,在5g技术没有成熟前,这是目前需要面对的一大挑战。

     

    其次,从商业的角度,留在链上的企业要有足够的动力和能力,需要实现各自的商业利益和社会价值。区块链技术除了去中心化和价值确认外,还有一大功能就是可以做到“弱价值”的集成。所谓“弱价值”,就是指将链上的碎片化的数据和服务价值(比方说风机传动链检测服务上的一个小的子项)。在传统垂直业务过程中,这些价值都是通过服务的上游(风场业主)来进行确认。由于专业性的缺失和数据交换的不及时,这种模式,不利于将这些“弱价值”来进行细分,整合以及有效的利用。在区块链的模式中,这些“弱价值”都可以被链上的每一个利益方来评估并且给予相应的信用得分(credit token),从而可以将之前没有关联的“弱价值”整合形成一个全新的“强价值”,从而更好的服务于全链。

     

    斯凯孚作为全球风电零部件供应商,一直致力于实现风电运维的数字化进程。rep新版捕鱼下载的解决方案将可以灵活嵌入各个终端的数据平台,如图3 ,在数据保密性得到保证的同时对于传动链关键转动部件的诊断和故障预测做到全自动实现,规避了人工干预不确定性的风险,提高诊断效率。同时斯凯孚也在风电运维市场上努力参与“联盟琏”的建设,协同链条上的各方豪杰以及我们特约的“风电服务捕鱼游戏网络版的合作伙伴(skf csp)”力争给整个行业带来新的气象和最优的价值。


    图3:skf rep新版捕鱼下载的解决方案工作流程示意图

     

     最后,当前风电运维过程产生的各类链下信息要有一个标准化的数字化过程,否则很难与链上信息形成互补,更无法实现价值链闭环。很显然,风电运维应用场景下的区块链技术的发展还有很长的路要走。

     

    参考

    1.   国家能源局,风电发展“十三五”规划, 2016

    2.   国家统计局http://www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/201812/t20181214_1639472.html, 2018

    3.   邹均、张海宁、唐屹、李磊等,区块链技术指南,机械工业出版社,2018