L3 級(jí)無人化解決方案，可將“人的不確定性”降到最低。

當(dāng)前，風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)維工作面臨的核心挑戰(zhàn)，歸根結(jié)底在于“人的不確定性”。

一方面，是人力資源供給的不穩(wěn)定。風(fēng)電項(xiàng)目多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境艱苦，運(yùn)維人員招聘本就困難，流動(dòng)性也較高，這導(dǎo)致項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期處于人工支撐力不足狀態(tài)。另一方面，是經(jīng)驗(yàn)傳承的壁壘。在傳統(tǒng)“師帶徒”模式中，“教會(huì)徒弟，餓死師父”的觀念依然存在，這容易導(dǎo)致新人成長(zhǎng)緩慢，難以獨(dú)當(dāng)一面，久而久之會(huì)影響運(yùn)維效率和削弱隊(duì)伍穩(wěn)定性。更重要的是，人員安全的管理難度高。盡管風(fēng)電場(chǎng)都建立了完善的規(guī)章制度與安全流程，現(xiàn)場(chǎng)工作的高風(fēng)險(xiǎn)性，疊加偏遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)急救援能力的局限，往往使得人員安全管理變得更加復(fù)雜。

面對(duì)安全、效率與穩(wěn)定性的多重挑戰(zhàn)，不少風(fēng)電開發(fā)企業(yè)正形成一個(gè)共識(shí)：未來的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維，必須最大限度減少對(duì)“人”的依賴。風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、整機(jī)制造企業(yè)與數(shù)字化解決方案提供商已攜手，致力于用無人智能設(shè)備替代人的雙腿與眼睛，執(zhí)行巡檢與勘探任務(wù);利用AI算法和大數(shù)據(jù)模型替代人的大腦，進(jìn)行故障預(yù)測(cè)與診斷決策。

這場(chǎng)技術(shù)變革的最終目標(biāo)，是構(gòu)建一個(gè)更安全、更高效、更穩(wěn)定且全程可控的智能化運(yùn)維新生態(tài)。

讓智能設(shè)備代替人工

預(yù)防性運(yùn)維是風(fēng)電項(xiàng)目降低設(shè)備故障率、提升發(fā)電量的重要手段。然而，風(fēng)電機(jī)組往往分布分散，集電線路綿延數(shù)十公里，這使得人工巡檢工作成為運(yùn)維環(huán)節(jié)中最耗時(shí)耗力的部分。

需求催生方案。面對(duì)巡檢工作的繁重壓力，風(fēng)電開發(fā)企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向無人智能設(shè)備的應(yīng)用。尤其是通過無人機(jī)搭載傳感器的方式解決巡檢難題，成為當(dāng)前最常選擇的方案。這一趨勢(shì)在業(yè)內(nèi)備受關(guān)注。2025北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)(CWP2025)甚至專門設(shè)置了“低空經(jīng)濟(jì)在風(fēng)電領(lǐng)域中的創(chuàng)新應(yīng)用”論壇，以促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的交流與推廣。

據(jù)一位專家介紹，無人機(jī)巡檢的原理主要分為靜態(tài)精細(xì)化巡檢和動(dòng)態(tài)不停機(jī)巡檢兩種方式。

“其中，停機(jī)精細(xì)化巡檢是在風(fēng)電機(jī)組停機(jī)并鎖機(jī)的狀態(tài)下，將無人機(jī)置于空曠處，輸入葉片長(zhǎng)度、塔筒高度等基本參數(shù)，無人機(jī)垂直起飛后識(shí)別偏航角度，飛至輪轂處進(jìn)行葉片夾角識(shí)別，生成虛擬航線后執(zhí)行巡檢。”這位專家向《風(fēng)能》表示。

不停機(jī)快速巡檢則通過輸入風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)參數(shù)，無人機(jī)自主識(shí)別機(jī)組姿態(tài)信息，飛至輪轂處根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)鏡頭，利用機(jī)載計(jì)算端配合激光雷達(dá)測(cè)算葉片轉(zhuǎn)速，按預(yù)定路徑進(jìn)行抓拍并完成數(shù)據(jù)上傳。

“無論是哪種巡檢方式，大概就是一個(gè)飛行平臺(tái)加上系統(tǒng)軟件，飛行平臺(tái)要基于其長(zhǎng)續(xù)航和高抗風(fēng)性能。有些開發(fā)企業(yè)為了擴(kuò)大作業(yè)范圍，巡檢集電線路，會(huì)采用移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的巡檢方式，增加不同的掛載，通過智能終端將現(xiàn)場(chǎng)巡檢的圖片傳至后臺(tái)進(jìn)行缺陷識(shí)別。”上述專家總結(jié)道。

多位專家提供的數(shù)據(jù)顯示，目前無人機(jī)巡檢的效率已經(jīng)比較高。無人機(jī)在進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組停機(jī)精細(xì)化巡檢時(shí)，每臺(tái)機(jī)組耗時(shí)約20~30分鐘，每日可完成8至10臺(tái)機(jī)組的檢查。不停機(jī)快速巡檢則進(jìn)一步提升至15分鐘一臺(tái)，日巡檢量可達(dá)20臺(tái)機(jī)組。受技術(shù)限制，靜態(tài)精細(xì)化巡檢的精度更高，目前可達(dá)到毫米級(jí)。而動(dòng)態(tài)不停機(jī)巡檢的精度略低，可達(dá)到厘米級(jí)。

以我國(guó)首座“無人化”風(fēng)電場(chǎng)?三峽能源寧夏同利第三風(fēng)電場(chǎng)為例，這座安裝了7萬kW金風(fēng)科技智能風(fēng)電機(jī)組的場(chǎng)站，通過配置的近300臺(tái)智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)“無人化運(yùn)維”，在大幅減少現(xiàn)場(chǎng)人員的同時(shí)，年均發(fā)電量超1.3億kWh，成為“無人化”風(fēng)電場(chǎng)的“樣板間”。“在機(jī)器狗、無人機(jī)等智能設(shè)備的支持下，過去需要兩周時(shí)間完成的人工巡檢工作，現(xiàn)在智能巡檢系統(tǒng)僅需一周便能高效完成。”三峽能源利通檢修中心副檢修長(zhǎng)李旭強(qiáng)介紹說。

據(jù)了解，在2018年至2023年間，半自動(dòng)智能巡檢為主流。而隨著相機(jī)、機(jī)器人及北斗技術(shù)的快速發(fā)展，2023年后已基本實(shí)現(xiàn)少人化、無人化的全自主巡檢。

目前，各大開發(fā)企業(yè)都在探索無人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用。CWP2025上的信息顯示，華能自2024年起實(shí)施無人機(jī)巡檢業(yè)務(wù)，主要采用輕型無人機(jī)。龍?jiān)措娏t專門成立了智能裝備研究所，致力于研究如何將最新智能裝備應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站，以支持巡檢和運(yùn)維服務(wù)。中廣核在多個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目中進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的積累，促進(jìn)無人機(jī)巡檢從探索階段走向規(guī)?；瘜?shí)踐。

L3級(jí)場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵

無人機(jī)巡檢的作用不容小覷，但其仍存在一些短板和不足，包括在風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用無人機(jī)飛行高度往往超過120m，容易涉及到空域管控問題。再如，無人機(jī)巡檢需要尋求適合的天氣和時(shí)間。如果中午開展這項(xiàng)工作，容易出現(xiàn)背光拍攝的問題。如果溫差過大，則可能出現(xiàn)缺陷數(shù)量與大小拍攝不準(zhǔn)確的問題。

除了巡檢風(fēng)電機(jī)組和集電線路外，升壓站也容易出現(xiàn)故障，而無人機(jī)在這方面往往會(huì)力不從心。如果風(fēng)電場(chǎng)想要實(shí)現(xiàn)真正的“無人化”運(yùn)維，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，這就需要通過攝像頭、巡檢車、軌道機(jī)器人和機(jī)器狗等其他無人智能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為了對(duì)這些不同無人智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理與調(diào)度，一套完善的智能運(yùn)維系統(tǒng)會(huì)起到至關(guān)重要的作用。

為解決這個(gè)問題，三峽能源與金風(fēng)科技合作研發(fā)出三峽能源智能運(yùn)檢系統(tǒng)。這一系統(tǒng)應(yīng)用L3級(jí)無人化解決方案，幫助三峽能源寧夏同利第三風(fēng)電場(chǎng)達(dá)到了L3級(jí)場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)能力。

“相對(duì)于傳統(tǒng)的新能源場(chǎng)站運(yùn)維模式，同利第三風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了根本性突破，它深度融入生產(chǎn)業(yè)務(wù)，構(gòu)建了一個(gè)從數(shù)據(jù)采集、分析決策到執(zhí)行反饋的完整閉環(huán)流程。這種管理與技術(shù)的高度一體化，正是系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)、快速優(yōu)化的核心驅(qū)動(dòng)力。”金風(fēng)慧能副總經(jīng)理馬輝表示。

據(jù)介紹，同利第三風(fēng)電場(chǎng)的升壓站引入了近300臺(tái)機(jī)器狗、無人機(jī)、軌道機(jī)器人等智能設(shè)備，覆蓋場(chǎng)站5000多個(gè)巡檢點(diǎn)位的運(yùn)維任務(wù)。這些設(shè)備原本并不能在新能源場(chǎng)站“直接上崗”，是三峽能源、金風(fēng)科技以及產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的工程師們，通過算法優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，將其改造升級(jí)為適用于工業(yè)場(chǎng)景的專業(yè)設(shè)備。

在這座風(fēng)電場(chǎng)中，無人機(jī)按既定航線巡查，憑借算法訓(xùn)練與機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、雨量及機(jī)組狀態(tài)，并識(shí)別發(fā)熱、鳥窩搭建等潛在風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)器狗需要識(shí)別主變區(qū)域的套管、油位、表計(jì)等數(shù)據(jù)，結(jié)合AI算法能夠快速匹配故障現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警。軌道機(jī)器人的工作是精準(zhǔn)捕捉設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并完成儀表讀數(shù)。

當(dāng)這些智能設(shè)備將信息與數(shù)據(jù)收集好后，在“無人化”的背景下，風(fēng)電場(chǎng)又是如何判斷并消除缺陷的呢?馬輝認(rèn)為，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)升級(jí)已經(jīng)走過了純?nèi)斯み\(yùn)維(L1)、少人化運(yùn)維(L2)、無人化運(yùn)維(L3)三個(gè)階段。其中，無人化運(yùn)維的關(guān)鍵是解決好上述問題。

L3級(jí)無人化解決方案構(gòu)建的“云邊端”三級(jí)智能架構(gòu)，成功將資深工程師的“大腦”與風(fēng)電場(chǎng)的“感官”和“手腳”無縫連接，打造了一個(gè)能學(xué)習(xí)、會(huì)傳承、可復(fù)制的智慧運(yùn)維系統(tǒng)。

“云邊端”中的“云”是總部大腦，位于三峽能源總部的數(shù)據(jù)中心，匯聚全國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)據(jù)與頂尖算法，負(fù)責(zé)深度思考和全局決策。“邊”是新能源場(chǎng)站，管理風(fēng)電場(chǎng)所有的智能設(shè)備，進(jìn)行快速響應(yīng)。“端”是現(xiàn)場(chǎng)感官，風(fēng)電場(chǎng)里的無人機(jī)、機(jī)器狗、傳感器和攝像頭，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)感知現(xiàn)場(chǎng)一切，在準(zhǔn)確傳遞信息同時(shí)執(zhí)行指令。

“未來，風(fēng)電場(chǎng)無人化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，其根本前提在于發(fā)電裝備自身的智能化升級(jí)，特別是要向免維護(hù)的方向發(fā)展。這意味著裝備必須具備自動(dòng)檢修、自動(dòng)排查故障的自主能力，這是實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化運(yùn)維的關(guān)鍵所在。”馬輝表示。

“無人化”運(yùn)維時(shí)代來了

在能源革命與數(shù)字浪潮交匯的今天，我國(guó)正從頂層設(shè)計(jì)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)人工智能與能源產(chǎn)業(yè)的深度融合。從《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出推動(dòng)人工智能與能源行業(yè)深度融合，到《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》強(qiáng)調(diào)用數(shù)字化、智能化技術(shù)賦能綠色低碳轉(zhuǎn)型，再到《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》將“智慧能源”列為重點(diǎn)任務(wù)，相關(guān)政策不斷提出為風(fēng)電智能化開發(fā)提供強(qiáng)力支持。

2025年9月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)“人工智能+”能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見》，明確設(shè)定了到2027年初步構(gòu)建能源與人工智能融合創(chuàng)新體系，到2030年能源領(lǐng)域人工智能技術(shù)應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略目標(biāo)。這意味著，風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)即將邁入“無人化”運(yùn)維新時(shí)代。

三峽能源寧夏同利第三風(fēng)電場(chǎng)作為國(guó)內(nèi)首個(gè)“無人化”風(fēng)電場(chǎng)，為“無人化”風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)提供了典型性樣本。自啟動(dòng)全智能化試運(yùn)行后，該項(xiàng)目已成功實(shí)現(xiàn)從“依賴人工”到“人機(jī)協(xié)同”的管理模式跨越、從“人工巡檢”到“機(jī)器巡檢”的運(yùn)維方式革新、從“被動(dòng)響應(yīng)”到“預(yù)警維護(hù)”的檢修策略升級(jí)，為行業(yè)規(guī)?；腔蹚?fù)制提供了切實(shí)可行的解決方案。

該項(xiàng)目的成功實(shí)踐證明，通過智能化改造后，場(chǎng)站的整體巡檢工時(shí)可以大幅降低3000多h，安全性能夠提高3~5倍，綜合人效提升超過27%。據(jù)馬輝介紹，L3級(jí)無人化解決方案如實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署，能使場(chǎng)站人效實(shí)現(xiàn)顯著提升。如某區(qū)域內(nèi)的5座5萬kW風(fēng)電場(chǎng)，全面應(yīng)用L3級(jí)無人化解決方案后，全域可比傳統(tǒng)人工場(chǎng)站節(jié)省20人，人機(jī)效能提升至1.67萬kW/人，讓一線人員開啟了從“維修工”到“管理員”的角色轉(zhuǎn)變。

作為三峽能源與金風(fēng)科技攜手打造的科技攻關(guān)項(xiàng)目，同利第三風(fēng)電場(chǎng)是三峽能源采取“試點(diǎn)-驗(yàn)證-推廣”的漸進(jìn)式路徑中的一個(gè)關(guān)鍵里程碑，為后續(xù)規(guī)?；茝V奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2025年7月，在試點(diǎn)成果驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，三峽能源正式發(fā)布業(yè)內(nèi)首部《智能場(chǎng)站規(guī)范化建設(shè)推廣白皮書》，系統(tǒng)闡述了智能場(chǎng)站建設(shè)的轉(zhuǎn)型需求、頂層體系架構(gòu)、核心技術(shù)方案、具體實(shí)施路徑及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景。這份白皮書的問世，標(biāo)志著新能源智能運(yùn)維從試點(diǎn)探索邁向了標(biāo)準(zhǔn)化推廣的新階段。

“我們將以同利第三風(fēng)電場(chǎng)的成功建設(shè)經(jīng)驗(yàn)為實(shí)踐樣板，深度融合白皮書的指導(dǎo)原則與技術(shù)框架，在更多新能源場(chǎng)站場(chǎng)景中推動(dòng)其規(guī)?；瘧?yīng)用與落地，引領(lǐng)行業(yè)智能化升級(jí)的新浪潮。”張?zhí)孛鞅硎尽?/p>

目前，以《智能場(chǎng)站規(guī)范化建設(shè)推廣白皮書》為指導(dǎo)的推廣工作已全面展開。三峽能源以同利第三風(fēng)電場(chǎng)的成功經(jīng)驗(yàn)為實(shí)踐樣板，在青海、西藏、山西等多個(gè)區(qū)域落地新能源無人化場(chǎng)站，并在寧夏、甘肅、青海三省同步開展試點(diǎn)工作。其中，甘肅試點(diǎn)項(xiàng)目更拓展至光伏領(lǐng)域。