為什么是遠景

　　2010年，業內還未談及智慧能源概念時，從量產智能風機起步的遠景已開始了智慧能源技術探索之旅——這家公司能為能源世界的智慧變革定下基調嗎？
　　
　　遠景能源在智慧能源領域的一場加速跑就這樣開始了。
　　
　　據知情人透露，遠景能源正在德國大手筆整合全球數字能源技術和市場資源，用實驗室思維打通能源生產、傳輸、存儲以及消費體系上的機制阻隔，解決人類用能上的安全、效率和污染問題，開啟智慧能源新時代。
　　
　　這可能是遠景智慧能源路上的關鍵一步，實際上鋪墊早已開始。
　　
　　2015年年初，遠景能源就投資了物聯網數據安全技術領先者Vidder。提及Vidder，有網絡安全專家告訴記者，“Vidder創建的下一代網絡安全體系結構，可以將網絡攻擊消滅在萌芽前。遠景能源對Vidder的投資是其在能源互聯網生態系統數據安全這一重要環節的布局。”
　　
　　隨后，遠景能源收購歐洲第二大可再生能源資產管理軟件公司BazeField、戰略投資全球最大電動汽車充電網絡公司ChargePoint、投資全球領先的智能電網大數據公司Autogrid，已具雛形的全球能源互聯網生態系統讓智慧能源夢想成為近景。
　　
　　“未來的智慧能源管理就是讓數億計的發電設施、充電網絡、儲能電池以及智能控制器、用能設備相連，并能智慧地調配和管理。”遠景能源CEO張雷用了這樣一個比喻，“構建智慧能源體系如同組建一個交響樂團，僅有各種各樣的樂器是不夠的，正如樂隊需要指揮，未來的智慧能源系統則需要一個開放的操作系統。”
　　
　　這是遠景的遠見。張雷說：“重要的是踏踏實實，一步步來實現。”
　　
　　到2016年8月，遠景能源的智慧網絡平臺接入可再生能源資產超過5000萬千瓦，這家技術公司也因此成為全球最大的智慧能源管理公司。
　　
　　起步于智能風機制造
　　
　　遠景能源的77/1.5MW樣機設計是從江陰創業園開始的。
　　
　　這是9年前的事情了，但鮮為人知的是，張雷“軟件定義硬件”的產品哲學，就注定這是一款與傳統風機截然不同的智能風機，使用遠景自主開發的核心控制器，給樣機植入智能基因，即使樣機在投運以后，也要保證它可以不斷被優化，最終成為一款具有高效發電性能的風機產品。
　　
　　遠景能源智能控制系統總工程師朱宏棟博士回憶道，“那是一款完美承載遠景設計理念的風機產品，智能控制是設計團隊最看重的設計技術。”
　　
　　為什么要給樣機植入智能基因？朱博士解釋說，完美的控制系統一定是對其所控制的對象了如指掌，“但在當時，即便是國外技術領先的風機制造商也做不到這一點，所以風機的控制系統往往被風的隨機性所欺騙，導致風機時常出現載荷變大而發電量不增這類典型問題。在這一點上，當時業內并沒有出現好的優化辦法。”
　　
　　朱博士認為，問題出在對被控制對象動態特性的辨識和控制器設計方法上。“風機控制系統控制的是一個動態對象，如果不精確識別因控制和風的作用帶來的影響，就控制不住它，那么風機載荷很高但發電量不高的尷尬之狀也就在所難免。”
　　
　　在認知控制對象的方法上，遠景設計團隊采用流程工業常用的階躍辨識方法，來識別風機的動態特性，建立風機在不同風況下的動態模型，再根據控制目標來設計控制算法，整定控制參數，以實現風機的全工況最優控制。
　　
　　現在來看，遠景77/1.5MW樣機有兩個時間點值得回味：一個時間點是2008年4月26日，樣機下線——在車間進行實際發電演示，全過程運行數據由投影儀投射到墻幕上。業內資深專家施鵬飛說，“這舉動表明遠景確實掌握了風機設計的核心技術，這樣的下線儀式給人驚喜。”
　　
　　另一個時間點是2008年6月24日，樣機在龍源啟東風電場滿功率發電，張雷在給員工的內部郵件中說，“成功不是從0到1的跳躍，成功是積累、精進和堅持，在遠景只有成長沒有成功！”
　　
　　智能風機引發了遠景在低風速領域的突破。2011年1月5日，使用遠景87/1.5MW大風輪智能風機的來安低風速風電場順利并網發電，標志著安徽省結束了無法開發風電的歷史，更具有里程碑意義的是，占我國風能資源60%以上的低風速地區從此具有開發價值。
　　
　　那時，遠景的裝機量不大，卻引領了一個行業的技術進步，也在不經意間改變了中國風電的開發風向。2011年6月，國家能源局人士稱，“由于低風速風機技術的出現，低風速地區會成為我國未來風電開發的重點區域。”
　　
　　事實上，遠景研發低風速智能風機的計劃萌發于張雷對“低風速區不具有開發價值”的質疑。2009年1月16日，張雷在由北京返回上海的航班上，還在思考會議上的問題：“為什么就不能在低風速地區開發風電呢？”張雷的質疑精神和思考，推進了遠景在低風速領域的技術突破。 　　
　　正是因為智能風機的基因讓遠景能夠突破傳統框架的束縛。2009年10月，遠景研發團隊完成了87/1.5MW低風速智能風機的設計稿。在管理層會議上，張雷將設計和制造低風速智能風機比喻為“在刀尖上行走”，步步驚心，所以他強調必須保證遠景智能風機在設計水準和制造質量上的可靠性，“因為低風速讓客戶行走在盈利和虧損的邊緣。”
　　
　　也正因此，遠景研發團隊借鑒航空航天以及汽車行業成功應用的先進控制算法，使智能風機的智能控制技術達到這些領域的先進水平。這就不難理解為什么美國福特汽車全球動力傳動及整車技術群首席總監劉曙源博士、波音公司翼型設計專家孫毓平博士加入了遠景能源。從產業化的角度看，遠景智能風機的設計和制造生態系統已然形成。在劉曙源博士看來，平臺化的開發方法可以滿足風電市場更個性化的客戶需求，其模塊化設計不僅可以大大縮短產品開發時間，也能提高產品質量和可靠性。
　　
　　“相比傳統面向訂單或單一產品的設計，面向產品平臺的設計在開發方法上是一個飛躍。”據劉曙源博士透露，遠景智能風機家族產品，源自1.5MW、2MW、3MW、4MW這4個平臺。值得一提的是，遠景智能風機平臺擁有核心控制的知識產權，其智能控制技術是平臺優異性能的關鍵所在。“超過200萬行的智能控制技術代碼是跨平臺、跨機型的通用軟件包，這使得相同葉輪直徑的智能風機比傳統風機提升15%以上的發電量。”
　　
　　實際上，遠景智能風機平臺也借鑒了汽車行業的成功經驗，比如汽車控制技術是各種技術的集成應用，而遠景智能風機通過對諸如智能雙模控制、狀態模型估計與參數智能尋優技術等智能技術的集成應用，已將風機的智能化水平提升到全球最高水平，而這也成為遠景智能風機優異性能與更高可靠性的保障。
　　
　　遠景能源是全球最早提出智能風機概念的公司。2014年7月，這家公司的產品開發工程副總裁劉曙源博士向媒體透露遠景智能風機的秘密：基于每臺風機及機群數據積累，遠景智能控制技術中生成了一個基于神經網絡的樣本訓練預測模型，不斷通過歷史樣本訓練，實現對風場風速模式的識別，把來風情況分成不同的風速模型。這樣，風機就可以根據現階段的來風與模型進行擬合對比，然后預測出下一時刻的風速情況，提前偏航或者變槳，既不能讓風白白浪費，又要把風對風機的傷害降到最低。
　　
　　起步于智能風機制造的遠景能源，因為智能風機贏得了市場和未來。最近，美國市場研究機構Navigant Research發布報告，遠景能源被評為全球十佳風電整機制造商。但這僅是從制造角度看到的遠景能源。 　　
　　跨越從智慧風場開始
　　
　　在張雷看來，“Wind OSTM是物聯網的基石”，平臺之上的高級應用是由大數據結構來支撐和實現的。從產品的客戶價值看，這是一款針對企業級市場的產品，遠景智慧風場研發團隊結合客戶的痛點，開發了多個高級應用模塊，通過迭代進化的方法不斷對其進行打磨，讓用戶有更好的體驗和價值獲得感。
　　
　　簡單說，Wind OSTM平臺上的高級應用有4大功能：一是讓風電場與電網更友好，風功率預測（FC）和風場能量管理（EMS）這兩個高級應用模塊實現了對風電場實時能量的精確管理，僅“電網考核電量+壓線運行”可提升2%的電量；二是大部件健康度管理（PHM），關鍵部件不再只有正常與故障兩種狀態，而是通過機器自學習的方法將其實際狀況歸位到五級健康度中，當部件出現亞健康時發出告警與維護通知；三是能量利用率（EBA）讓電量損失真相大白，在改進發電效率的同時也改變了風電場的考核模式；四是集中監控讓風電場少人值守和無人值守成真。
　　
　　“Wind OSTM平臺上所有這些產生價值的高級應用，其基石是物聯網技術產生的數據，這是它與傳統SAP企業應用軟件最大的不同。”張雷說，“與人的行為數據相比，物的數據能催生管理方式的變革，Wind OSTM操作系統會帶來一場既有風電資產的效率革命。”
　　
　　但這取決于風電物聯網所提供數據的準確性和可靠性，挑戰也在于此。
　　
　　遠景能源數據產品總監閆劍鋒解釋，在物聯網這樣一個分布式系統中有一個CAP原則，就是說一致性、可用性和分區容錯性三者不可兼得，只能取其二。那么，在網絡通訊很難保證的風電場，又要保證對不靠譜設備的容錯性，就很難時刻保證數據的一致性了，也就是說在什么用戶場景下保證CAP原則中的哪兩項是物聯網每時每刻要面對的問題。閆劍鋒說，“物聯網領域，如何讓系統適應各種不靠譜的設備，進而通過堅強的算法保證系統產生數據的準確性和可靠性是最難的地方。”
　　
　　而遠景物聯網算法團隊解決了這一挑戰。Wind OSTM產品經理趙清聲在提及中廣核項目時也談到了Wind OSTM平臺面對數據質量這一物聯網的挑戰。中廣核項目有設備上千種，僅機型就有幾十種，其性能及穩定性各異，數據治理的難度較大。與互聯網離散、明確的數據不同，風電物聯網的數據大多是模擬及連續變化的數據，而且由于設備型號及其質量差異，就會產生大量的跳變數據，比如數據工程師在升壓站關口表采集電量，就會遇到各種各樣的跳變數據。不同品牌機型控制系統輸出的點數變化量級及方式，時時刻刻都在加劇數據處理的難度。“遠景物聯網數據治理團隊在中廣核做了整整一年的數據治理，通過革新架構、優化算法保證了數據的準確和可靠。”趙清聲感慨道。 　　
　　需要提及的是，今年8月26至27日，中國兩化融合大會在北京召開，會議揭曉了2016年度兩化融合突出貢獻獎獲獎名單，中廣核風電有限公司成為全國榮獲此獎項的10家企業之一，同時也是國內新能源行業唯一、發電行業唯一榮獲此獎項的企業。