2025海上风电系统智能运维的数字孪生技术_37页_3mb

数字孪生技术在海上风电智慧运维中的应用总结

研究背景

为实现中国“碳达峰、碳中和”目标，中国正在加速发展清洁能源，推广风能、太阳能等可再生能源应用。海上风电作为高效清洁能源具有广阔前景，中国海上风电装机容量持续增长。然而，海上风电运维面临监控范围有限、多物理场耦合研究不足、依赖被动维修导致运维成本高等问题。

技术创新

围绕上述问题，华能清洁能源技术研究院开发了数字孪生技术解决方案：

创新1：覆盖全面的立体化数据采集系统

• 开发柔性多通道数据采集设备，实现机组状态、设备性能等全方位实时监测
• 构建高速低损数据传输压缩系统
• 建立涵盖机组-环境-运维的全维数据网络

创新2：多级联数字孪生模型

• 建立风电场流-机-电多物理场数字孪生模型
• 开发自修正数字运维孪生映射机制
• 应用参数辨识、贝叶斯优化等智能方法提升建模精度

创新3：智慧运维决策支持体系

• 建立基于健康状态评估的故障预测系统
• 开发定制化运维策略优化算法，实现经济效益与安全并重
• 构建远程专家指导+现场实时交互平台

应用方案

项目成果已在海上风电场成功试点，构建了包含6大核心功能的智慧运维体系：

1. 智能安全管理：台风期运维规范、安全态势感知
2. 全流程数字运维：计划调度、资源配置、移动作业
3. 无人场景智能管控：机器人自动巡检、无人机视频分析
4. 设备精细管理：寿命评估、故障预警、远程监控
5. 全生命周期管理：从资源评估到退役决策的数据闭环
6. 绿色发展协同：碳资产管理、能源市场预测、源-网-荷-储协调

科研成果

项目累计获得发明专利21项、实用新型专利9项、软件著作权12项，在《可再生资源期刊》等国际刊物发表论文10篇，制定企业标准2项。

应用价值

数字孪生技术有效解决了海上风电运维难题，实现了从被动维修到预测性维护的转型升级，为风电行业的智慧化、绿色化发展提供了全新路径。