隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)政策的不斷完善和風(fēng)能資源的多元化，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)的關(guān)鍵收益元素組成，已由原來的機(jī)組適應(yīng)性和風(fēng)機(jī)發(fā)電性能拓展到現(xiàn)在包括地形復(fù)雜性、環(huán)境友好性、并網(wǎng)穩(wěn)定性、投資安全性等在內(nèi)的多個(gè)元素。
這些“奇經(jīng)八脈”遍布風(fēng)電場(chǎng)。如何疏通復(fù)雜的脈絡(luò)，為風(fēng)場(chǎng)這個(gè)“生命體”建立更好更安全的保障，新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）一直在探索。本期小編將帶大家走近疏通風(fēng)電場(chǎng)脈絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)——地理信息技術(shù)（GIS）。
↑地理信息技術(shù)航空攝影測(cè)量應(yīng)用
鑒于風(fēng)電場(chǎng)的工程屬性，地理信息技術(shù)的應(yīng)用貫穿于風(fēng)電場(chǎng)全生命周期，包括宏觀選址、測(cè)風(fēng)塔代表性分析、微觀選址、道路踏勘、工程設(shè)計(jì)監(jiān)管、后運(yùn)維服務(wù)等多項(xiàng)環(huán)節(jié)。
總體來說，金風(fēng)科技通過分析全國(guó)高精度地表植被信息、不同級(jí)別路網(wǎng)信息、居民地信息、自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)過填補(bǔ)處理的SRTM地形數(shù)據(jù)（填補(bǔ)了因?yàn)闅庀蟮乩項(xiàng)l件導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失）。應(yīng)用AI人工地表識(shí)別、無人機(jī)三維建模、時(shí)空大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、三維動(dòng)態(tài)模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了百GB級(jí)地理場(chǎng)景快速可視化、TB級(jí)別空間數(shù)據(jù)管理及分析。
下面小編將從將從幾個(gè)典型的應(yīng)用方面說明GIS技術(shù)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。
宏觀（分散式）項(xiàng)目規(guī)劃
GIS技術(shù)在風(fēng)電場(chǎng)宏觀選址（分散式項(xiàng)目規(guī)劃）的應(yīng)用，一是通過數(shù)字高程數(shù)據(jù)精確、迅速的提取地形、坡度、工程地質(zhì)等數(shù)據(jù)；二是通過各種政府專題圖數(shù)字化提取出電網(wǎng)接入、土地規(guī)劃、保護(hù)區(qū)等數(shù)據(jù)。
以青海省某市分散式風(fēng)電場(chǎng)的宏觀選址為例，拋棄冗繁的數(shù)據(jù)搜索過程，引進(jìn)GIS技術(shù)手段，將需要的數(shù)據(jù)和資料矢量化，同時(shí)把風(fēng)資源分布數(shù)據(jù)、地形圖、土地利用現(xiàn)狀、交通、地形、遙感航片等數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析。基于GIS平臺(tái)，對(duì)目標(biāo)縣進(jìn)行宏觀選址分析，提取資源狀況優(yōu)、施工條件好、道路和電網(wǎng)條件良好的地區(qū)進(jìn)行優(yōu)先開發(fā)；對(duì)風(fēng)資源較好，其他條件不好的地區(qū)保留以期后續(xù)開發(fā)。總體上依靠精細(xì)化的地理信息數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，完成了基于地理信息大數(shù)據(jù)空間分析的宏觀選址。此外，對(duì)于確定開發(fā)的場(chǎng)址區(qū)域，GIS還可以依據(jù)特有的地形特征和數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)推薦初步的機(jī)位點(diǎn)排布方案，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)整體投資收益率。
傳統(tǒng)方式從前期現(xiàn)場(chǎng)考察、資源圈定到與國(guó)土局等相關(guān)部門的信息核實(shí)、確定具體位置，需要至少35天；現(xiàn)在有了GIS技術(shù)的支持，金風(fēng)科技完成這些工作僅需要5天時(shí)間，既避免了以前僅靠經(jīng)驗(yàn)的“盲人摸象”模式，又改變了以往宏觀選址的無目的性、耗時(shí)長(zhǎng)、精度低、結(jié)論不明確的缺點(diǎn)，減少工作時(shí)間，提高了選址精度。
↑基于GIS平臺(tái)的青海省某市宏觀選址
↑基于某區(qū)域的分散式項(xiàng)目人工智能識(shí)別規(guī)劃
精確風(fēng)險(xiǎn)模擬
GIS在微觀選址工作方面的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在其對(duì)于地形矯正處理分析，一般而言，受限于氣象條件、地表形態(tài)等限制，現(xiàn)有的類SRTM地圖存在數(shù)據(jù)失真的情況，GIS通過對(duì)地形的自動(dòng)化糾偏、填補(bǔ)，提高在風(fēng)電場(chǎng)在流體仿真模型方面精度。
以湖北某項(xiàng)目為例，復(fù)雜山地地形，存在經(jīng)驗(yàn)上可判斷的風(fēng)險(xiǎn)但無法表現(xiàn)在流體模型上，因融資方對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注度高該項(xiàng)目停滯了兩個(gè)月余，使用填補(bǔ)之后的地圖數(shù)據(jù)完成了對(duì)項(xiàng)目對(duì)風(fēng)、峽口加速、渦風(fēng)區(qū)域的精準(zhǔn)定位，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位、測(cè)風(fēng)塔代表性進(jìn)行有效可視化的評(píng)估。同時(shí)運(yùn)用無人機(jī)航拍技術(shù)、風(fēng)速預(yù)測(cè)、GIS空間疊加分析等避免了人工作業(yè)偏差，降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。
↑基于地理環(huán)境要素的測(cè)風(fēng)塔代表性評(píng)估
快速工程設(shè)計(jì)
和微觀選址階段的模型仿真相仿，道路設(shè)計(jì)階段主要依靠三維建模技術(shù)：利用無人航拍技術(shù)進(jìn)行三維工程仿真、三維設(shè)計(jì)等。其主要核心技術(shù)有無人機(jī)/GIS地形建模，金風(fēng)科技現(xiàn)階段擁有中國(guó)地區(qū)大部分的無人機(jī)機(jī)型，且實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)數(shù)據(jù)云處理技術(shù)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)地形三維結(jié)果顯示，GB級(jí)別全真實(shí)超廣地形地貌三維顯示技術(shù)等。可快速實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)道路設(shè)計(jì)規(guī)劃、工程量評(píng)估、風(fēng)機(jī)自動(dòng)排布。以某5萬丘陵項(xiàng)目為例，可將常規(guī)（場(chǎng)內(nèi)外）道路設(shè)計(jì)的工作縮短至原來的40%，提高工作效率的同時(shí)，還可對(duì)大部件到風(fēng)機(jī)點(diǎn)位進(jìn)行全程模擬，提前預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)。
↑集電線路數(shù)字化排塔
↑集電線路二維施工圖設(shè)計(jì)
革新與融合
隨著國(guó)家能源局《2018年度風(fēng)電建設(shè)管理有關(guān)要求通知》中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)一步落實(shí)，競(jìng)價(jià)核準(zhǔn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估精度提出了更高要求。同時(shí)，分散式項(xiàng)目的開展也在環(huán)境友好性、并網(wǎng)穩(wěn)定性方面的產(chǎn)生了眾多挑戰(zhàn)。
金風(fēng)科技在不斷研發(fā)提高直驅(qū)機(jī)組并網(wǎng)性能的同時(shí)，全面使用WRF虛擬測(cè)風(fēng)塔技術(shù)、雷達(dá)測(cè)風(fēng)手段，彌補(bǔ)分散式風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)方面的不足；依靠GIS數(shù)據(jù)開展的智能道路規(guī)劃、線路設(shè)計(jì)技術(shù)，為包括分散式在內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)疏通脈絡(luò)；與此同時(shí)，金風(fēng)科技將地理信息與BIM的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)少人值守/無人值守升壓站，也在分散式運(yùn)維過程中大顯身手。結(jié)合GIS景觀透視+AI技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段全程仿真運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)在噪聲、生態(tài)方面的影響，消除投資者后顧之憂。
↑典型地物目標(biāo)空間文理樣本及特征庫(kù)
具體來說，GIS和AI人工智能技術(shù)的結(jié)合，可快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)高分?jǐn)?shù)據(jù)和無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)的地物識(shí)別。現(xiàn)階段由于高分辨數(shù)據(jù)精度較高，因此像元較為細(xì)碎，同時(shí)地物的光譜信息復(fù)雜，造成地物識(shí)別困難。
金風(fēng)科技以典型高分辨率遙感影像目標(biāo)機(jī)器樣本庫(kù)與特征庫(kù)建設(shè)為基礎(chǔ)，開發(fā)了面向道路、房屋、水域等敏感區(qū)的檢測(cè)與識(shí)別，可快速實(shí)現(xiàn)地物識(shí)別，其識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)85%左右，時(shí)間節(jié)省60%左右。從無人機(jī)航拍到地物識(shí)別的自動(dòng)化流程，提升了自動(dòng)化水平和工作效率，為后續(xù)數(shù)字化風(fēng)電場(chǎng)的自動(dòng)識(shí)別奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
風(fēng)能的未來發(fā)展離不開現(xiàn)代化的技術(shù)，“3S”（GIS地理信息、RS遙感、GPS全球定位）技術(shù)的發(fā)展為風(fēng)能的開發(fā)利用提供了新的快速、有效的解決方案。
↑實(shí)時(shí)線路規(guī)劃動(dòng)圖
金風(fēng)科技追本溯源，利用互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+AI人工智能的思維，通過3D建模、人工智能、遙感技術(shù)、無人機(jī)航拍技術(shù)，為風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)和利用提供精確的數(shù)據(jù)源，并利用GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)快速、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)和評(píng)估，迎接分散式和競(jìng)價(jià)核準(zhǔn)的挑戰(zhàn)。
