數(shù)據(jù)感應(yīng)與圖像識別技術(shù)在風(fēng)電監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著碳中和碳達(dá)峰發(fā)展目標(biāo)的確立，各國在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對可再生能源的重視程度也越來越高。風(fēng)能是一種用之不竭的可再生能源。風(fēng)能的有效開發(fā)利用，越來越受到世界各地的認(rèn)可與重視。中國風(fēng)能資源豐富，可利用的地域分布非常廣泛。我國利用風(fēng)能發(fā)電起步比較晚，但在家利好政策的刺激與扶持之下，國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展取得了重大進(jìn)步，同時對于風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)的要求也在不斷提升，尤其是數(shù)據(jù)感應(yīng)與圖像識別技術(shù)在風(fēng)電監(jiān)控中的應(yīng)用需求。黃峰主編的《風(fēng)電場SCADA監(jiān)控系統(tǒng)》一書論及了數(shù)據(jù)感應(yīng)與圖像識別技術(shù)在風(fēng)電監(jiān)控中的應(yīng)用問題。該書于2021年由中南大學(xué)出版社出版，是一本詳細(xì)講述風(fēng)電場SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）相關(guān)知識的優(yōu)秀之作。該書具有如下幾方面特色：

一 基于理論概念了解，對數(shù)據(jù)感應(yīng)與圖像識別形成基本認(rèn)知

本書主要介紹了風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)的基本概念、組成、發(fā)展、特點、功能以及應(yīng)用，風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)主要用于風(fēng)電場監(jiān)控以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享和交換。對于眾多運營商和制造商來說，尤其是技術(shù)研發(fā)單位，該系統(tǒng)可提供遠(yuǎn)程分布終端綜合監(jiān)測，創(chuàng)建風(fēng)電場行業(yè)數(shù)據(jù)庫，組建風(fēng)資源前期規(guī)范及評估、產(chǎn)能預(yù)報、風(fēng)電場運營管理等專家系統(tǒng)。一方面，采用該技術(shù)可實現(xiàn)較強(qiáng)的數(shù)據(jù)溝通與擴(kuò)展，適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展趨勢。另一方面，可通過相應(yīng)的通訊協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳到電網(wǎng)調(diào)度中心，實現(xiàn)與當(dāng)?shù)仉姀S有效聯(lián)動，從根本上解決數(shù)據(jù)不一致、更新不及時等問題，從而有效避免錯誤的操作和判斷，杜絕數(shù)據(jù)報表的錯誤。此外，通過實時監(jiān)視、控制、風(fēng)力機(jī)運行狀態(tài)跟蹤，實現(xiàn)對風(fēng)電場進(jìn)行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集及調(diào)控，大大節(jié)約了人力成本，對各設(shè)備運行異常情況進(jìn)行報警，可及時進(jìn)行維修和處理，避免不必要的損失。

二 基于基礎(chǔ)圖像識別，了解風(fēng)電系統(tǒng)檢測

本書以人工智能為基礎(chǔ)，對圖像識別技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，實現(xiàn)圖像的預(yù)處理，并對圖像預(yù)處理特征中的基礎(chǔ)圖

[作者：黃峰

書名：風(fēng)電場SCADA監(jiān)控系統(tǒng)

出版社：中南大學(xué)出版社

ISBN：9787548744634

出版時間：2021年11月

定價：68.00元]

像進(jìn)行闡述。圖像預(yù)處理可確保后續(xù)工作的穩(wěn)定性，同時可以有效降低識別時長。此外，在進(jìn)行圖像預(yù)處理時，最為重要的是要提高辨識效率，其最常用的方法就是降噪和去霧。通過圖像預(yù)處理可以實現(xiàn)圖片的高清還原，恢復(fù)有用的真實信息，從而提高圖像匹配和識別的可靠性。

本書介紹了幾個最常見的圖像預(yù)處理方法，包括顏色特征、圖像紋理和形狀、空間關(guān)系等，通過這些特征可發(fā)現(xiàn)圖片所包含的信息，對圖像進(jìn)行有效區(qū)分辨別，提高圖像質(zhì)量，便于更清晰地對其進(jìn)行辨別分析。

三 基于人工智能識別，了解風(fēng)電系統(tǒng)檢測

本書指出，我國是世界上風(fēng)力發(fā)電規(guī)模較大的國家。2019年，風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到210GW，在全球累計風(fēng)電裝機(jī)容量的占比超過32%。同時，為應(yīng)對氣候變化，我國提出\"二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和\"等目標(biāo)，風(fēng)電等新能源行業(yè)未來將面臨更好的發(fā)展機(jī)遇。

一般來說，風(fēng)電場的風(fēng)力機(jī)分布地域廣、自然條件比較惡劣，中等規(guī)模的風(fēng)場有幾十臺風(fēng)力機(jī)。風(fēng)電場的位置有些在戈壁，有些在海洋，有些在高山。按照電網(wǎng)要求，必須對風(fēng)電場中每一臺風(fēng)力機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。風(fēng)電場 SCADA 系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)等現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備信息的數(shù)據(jù)采集以及狀況監(jiān)測，可及時對各設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過該系統(tǒng)，運維人員可以在升壓站甚至外地遠(yuǎn)程監(jiān)控風(fēng)力機(jī)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并排除故障。書中指出，在監(jiān)控圖像獲取以后需要進(jìn)行以下三個步驟的操作：首先，檢測區(qū)域應(yīng)在本設(shè)備上標(biāo)定好壓板內(nèi)容。一般來說，該項工作大多需要人工標(biāo)定完成，效率普遍比較低下?；趫D像區(qū)域的自動設(shè)備檢測算法已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對畫面區(qū)域設(shè)備的自動設(shè)定，該算法以人工智能模型為主要計算邏輯，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計研發(fā)。系統(tǒng)如果識別出異常數(shù)據(jù)時，可進(jìn)行自動警報，并作出自動和同步告警的異常顯示。其次，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全方位實時在線遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過物聯(lián)網(wǎng)方式搭建人工智能圖像識別系統(tǒng)技術(shù)平臺，該平臺通過技術(shù)硬件基礎(chǔ)構(gòu)建遠(yuǎn)程智能變電站系統(tǒng)，同時還可以通過二次配電系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)程自動巡檢監(jiān)控維護(hù)管理系統(tǒng)，利用該平臺系統(tǒng)，以更加有效地進(jìn)行智能化監(jiān)管與控制。此外，系統(tǒng)可將所有實時數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與匯總，通過一系列分析實現(xiàn)自動報送，傳輸數(shù)據(jù)到達(dá)調(diào)度數(shù)據(jù)庫，通過現(xiàn)場大數(shù)據(jù)自動采集及智能電力模型系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合，形成高效的實時監(jiān)控大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，有效提高電網(wǎng)現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控及調(diào)度實施效率，降低電網(wǎng)調(diào)度中心以及現(xiàn)場維護(hù)人員工作量，為確保電網(wǎng)安全運行提供可靠保障。

四 基于風(fēng)電場SCADA軟件系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計，了解平臺應(yīng)用

該書對于風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)功能進(jìn)行了非常詳盡的闡述。SCADA系統(tǒng)主要分為三大部分：現(xiàn)場遠(yuǎn)程實時SCADA監(jiān)控應(yīng)用、安全管理的客戶端服務(wù)器、實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。作為一個前端系統(tǒng)，監(jiān)控管理客戶端服務(wù)器具有系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)信號的網(wǎng)絡(luò)接入傳輸、信號采集、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的后臺操作、風(fēng)場地形圖數(shù)據(jù)的實時管理、日志信息自動管理、報表數(shù)據(jù)自動匯總生成、故障系統(tǒng)智能監(jiān)測與報警、遠(yuǎn)程管理控制等諸多功能，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中心授權(quán)許可，可實現(xiàn)直接管理除監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中所有的前端數(shù)據(jù)服務(wù)器接入、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲與錄入的功能。

五 基于風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)應(yīng)用案例分析，了解應(yīng)用難點以及具體解決措施

本書對風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了一些案例分析，說明系統(tǒng)對各風(fēng)電場中設(shè)備狀態(tài)以及設(shè)備的發(fā)電狀況進(jìn)行及時全面監(jiān)控的應(yīng)用。并通過對風(fēng)電場的生產(chǎn)運行狀況進(jìn)行實時數(shù)據(jù)監(jiān)控，確保了風(fēng)電場的安全高效生產(chǎn)。同時，通過對多個風(fēng)電場設(shè)備運行的數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可以為未來新建風(fēng)電場的最優(yōu)化設(shè)備選型提供數(shù)據(jù)與決策支持。利用遠(yuǎn)程實時在線監(jiān)視，運營管理層可以更加準(zhǔn)確及時地掌握各風(fēng)電場的真實運行狀況，為風(fēng)電場績效考核提供了可信、可靠的依據(jù)。通過風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)可以最大程度實現(xiàn)風(fēng)電場檢測設(shè)備之間關(guān)于數(shù)據(jù)和設(shè)備的有效通信，提升溝通效率，滿足當(dāng)前以及未來發(fā)展需求。同時通過該系統(tǒng)，可有效對底層設(shè)備進(jìn)行屏蔽，以減少系統(tǒng)通信連接及數(shù)據(jù)交換所需的各項成本，從而使得風(fēng)電場單個設(shè)備更換時不會對其他設(shè)備以及整個系統(tǒng)造成影響。

綜上所述，本書通過風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)的基本概念、特點和應(yīng)用等，風(fēng)力機(jī)的常見傳感器，風(fēng)電場SCADA軟件系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計以及對實際SCADA系統(tǒng)運用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，使讀者對風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)有了更加系統(tǒng)的了解和認(rèn)知，同時該書對數(shù)據(jù)感應(yīng)與圖像識別技術(shù)在風(fēng)電監(jiān)控中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。由此可見，這是一部不可多得的、能夠有效助推風(fēng)電系統(tǒng)相關(guān)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用的工具書、對本專業(yè)人員學(xué)習(xí)提升起到積極推動的工具書，為相關(guān)人員更好地發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢提供了有益參考。