发电机彼此称兄道弟 上演现实版“玩具总动员”

五种计算技术正在推动风能

在印度东南部的一个山谷中，正在旋转叶片的风力涡轮发电机询问安装在爱荷华州平原上的涡轮机，它应该减慢还是要加速其旋转速度。这是不是听起来像科幻小说中的东西？

这当然不是，GE已经有活生生的成功案例。其实业界一直在开发软件、传感器和网络技术，使风力涡轮机能够相互通信，不仅局限在某个特定风电场的范围内，甚至可以扩展到地球上的任何角落。

这种技术和其他类似技术有助于提高风电场容量、降低风电场的运营成本，并可以有效提升风能的发电竞争力，以打败化石燃料的发电方式。像方才所述，一台机器同另一台机器通信协同...现在来看可能只是智能发电的开始。

从全球来看，风能绝大部分用来发电，使用那些庞大、更低成本的涡轮机，可以产生强大的电力。随着越来越多智能和成熟的风力发电机问世以及金融机构的看好，加上来自政府能源补贴，风力发电获得了良好的发展。其实，计算技术也能为风力发电做出巨大贡献，比如向机器添加智能设备和系统，帮助风电场更有效地运营，并在需要时提醒开发人员进行维护。

一些研究结果显示，这些计算机技术可以把风力发电场的年能源生产量提升4％至8％。这个结果在拥有数百兆瓦容量的大型风电场，可能会更多。

以下是计算机技术促进风能利用的五种方式

风能预测：预测风的时间和风量将是电力公司和电网运营商面临的主要问题。因为风能以及太阳能是不断变化的，与天然气、煤和核电厂相比，这使得预测这些设备何时会产生能量变得很难。如果云在太阳能发电场上飘荡，或者风力突然上升，发电厂所产生的能量可能会显着下降或飙升。

在印度，借助准确的风力预报，政府能够确定需要从煤炭和天然气发电厂调用多少额外的电力，以弥补风力不足的短缺。如果风力预报预测的风力比实际产生的多，印度电网可能会面临停电的危险。如果风力预报预测风电功率低于实际发电的水平，电网运营商又可能会浪费能源和资金。

风电场优化：如果你有一个风力发电场，例如50或100个风力发电机组，毫无疑问上风向的风力发电机组会获得更多的风量，同时还会阻塞下风向的风力发电机组。为了克服这个问题，工业互联网将风力涡轮机与无线网络和控制设备连接，并使用数据和软件来调整叶片和转子的角度和速度，以便涡轮机协同最优化工作，使风力发电厂产生最大的风能。

这被称为“唤醒管理”，该计算技术可以将风力发电机的年能源生产量提高0.5％至2％。虽然这听起来好像微不足道，但是在一个大型风力发电厂，所有的风力发电机加起来就会产生可观的效果。

业内专家表示，一些风力公司也在使用激光雷达技术，以确保风力涡轮机的转子的平面始终保持垂直于风向，使其能够接受尽可能多的风力能量。

风电场维护：当风力发电机发生故障时，这是一个很大的问题。涡轮机通常高达几百英尺（1英尺=0.3048米），当它们遇到故障不能工作时，有时意味着工人必须爬到涡轮机顶部去检查出现了什么差错。同时，当涡轮机的叶片不在转动时，它也不能产生电力，这意味着涡轮机不能产生效益。

工业互联网已经出现了基于风力发电机历史活动和实时风能数据的算法，可以预测何时需要维护风力发电机，并在涡轮机即将发生故障前提醒维护人员，行业称之为“预测性维护”。

美国风能协会表示，2011年美国有接近400亿美元价值的风力涡轮机保修失效，意味着风力涡轮机的业主将需要直接投资维修。这种预测性维护算法可以帮助这些业主降低维护成本。

无人机检查：无人机可以在帮助风电开发商维护涡轮机方面发挥新的作用，业内已经在尝试使用这种技术。

携带相机的无人机可以飞到转子和叶片附近，并检查涡轮机，看是否有什么不正常的地方。这些相机可以使用计算视觉软件来检测故障、生锈或腐蚀。

“自通信”风力涡轮机：有很多原因可以说明，风力涡轮机可能更希望能够在整个风力发电厂，跨州或跨全球任何地点彼此通信。

一个多年来一直发电的“老”风电场可以向在相似条件下运行的更新、更年轻的风电场提供建议。或者说，在同一个风力发电厂中，在上风向上的风力涡轮机在调整其叶片和转子角度或速度时，可以通知给它下风向的“兄弟”涡轮机，以便下风向的“兄弟”涡轮机适时适当调整自己的运转参数。

“自通信”风力涡轮机可以互相询问有关故障、风向和安全性，或更有效地合作的问题。这种通信技术需要涡轮机接入无线网络，并且使用传感器和软件来让其他涡轮机知道它们如何运转以及它们可能会做什么操作。

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