Matrix GoldFarm：演繹風電領域的“黑客帝國”

　　隨著數(shù)字化進程不斷融入工業(yè)、制造業(yè)等領域，產業(yè)格局將隨著產業(yè)升級而重新塑造，數(shù)字化成為了風電開發(fā)過程中的一件“利器”。

　　數(shù)字化的理解可以有多種維度，不同行業(yè)數(shù)字化都有著各自不同的價值方向。關于新疆金風科技股份有限公司（下稱“金風科技”）數(shù)字化進程，董事長武鋼曾這樣說道，“通過數(shù)字化創(chuàng)新驅動， 能把原本一些支離破碎的板塊串聯(lián)起來， 形成一個完整系統(tǒng)， 通過系統(tǒng)模型掌控事物發(fā)生、發(fā)展、變化的過程”。

　　這也是金風科技對于風電產業(yè)數(shù)字化的理解。風電場投資具有融資周期長、投資規(guī)模大的特點，如何將投資成本控制到最低點，是風電場投資的關鍵，也是風電投資風險分析的重要組成部分。常規(guī)的風險投資分析方法，結合了前期測風數(shù)據(jù)和測繪地形圖、土地性質等，進行風電場建設前的風險把控和收益評估。然而目前國內外的風資源評估軟件存在明顯不足：復雜地形捕捉失真，流體模型過于簡化，尾流計算結果偏差大，算法壁壘等，導致現(xiàn)在國內風電場在復雜地形風資源評估存在一定偏差：平坦地形尾流影響預估不足、機組發(fā)電量偏差大。同時常規(guī)的評估工具在經濟性評價方面，難以順應市場變化，收益評估也有所欠缺。針對這些突出問題，金風科技風資源從基礎理論做起，深入理解應用場景，進行了全面的創(chuàng)新研究開發(fā)工作。

　　2017年，金風科技風資源中心開發(fā)出致力于風電場投資前期整體解決方案平臺級產品——GoldFarm。GoldFarm將風電場投資前期的規(guī)劃、設計、金融收益率板塊動態(tài)串聯(lián)起來，整體優(yōu)化風電場前期投資，幫助用戶獲得收益最優(yōu)的解決方案。

　　自2014年探索時期開始，從氣象學中的干擾溫度到流體力學中的Navier-Stokes 方程算法修正，金風科技進行了精準風場風廓線、非結構網格、熱穩(wěn)定度、三維森林蓋層模型的深入研究；2016年金風科技嘗試使用了氣象環(huán)境耦合流體技術，開發(fā)出金風科技自有產權的精細化仿真技術GoldFOAM；2017年又聯(lián)合眾多海內外名校專家，結合人工智能算法創(chuàng)新研制出自有產權的大渦模擬GoldLES，進行風資源及精準尾流仿真模擬，進行風電場方案排布、機組選型。

　　同時，結合大數(shù)據(jù)的思維，金風科技使用現(xiàn)有的數(shù)千個風電場PB級別地形數(shù)據(jù)庫，數(shù)千座測風塔數(shù)據(jù)資料，PB級別中尺度氣象數(shù)據(jù)，服務于金風科技數(shù)字化產品。通過這些數(shù)據(jù)，對GoldFarm進行實戰(zhàn)式的訓練，培養(yǎng)平臺對各種地形的敏感度，為復雜地形提供更準確的流體模型。

　　在這些不斷迭代的基礎上，金風科技同樣一直關注對成熟技術的融合和應用，在GoldFarm中集合了無人機、GIS技術、WRF+CFD耦合技術，快速獲取三維地理信息數(shù)據(jù)，識別高精度仿真計算數(shù)據(jù)，快速形成道路設計方案、識別風險點、自動優(yōu)化排布等，減少工期、 降低成本，優(yōu)化收益解決方案，顯著提升項目經濟性。

　　金風科技數(shù)字化風電場平臺GoldFarm自2017北京國際風能大會暨展覽會（CWP2017）發(fā)布以來，前后完成了包括國電投、華能、北控、大唐等十多個客戶的二十余個數(shù)字化風電場規(guī)劃設計工作，成果得到了客戶和設計院的一致認可。

　　數(shù)字化體驗方面，基于更加真實的風電場數(shù)字化打造，客戶可借由這種體驗方式進行政府以及行業(yè)外匯報和技術展示。為滿足這種極致需求，金風科技通過運用國際先進的工業(yè)級無人機，搭載分辨率更為優(yōu)秀的攝像頭進行風電場拍攝，以得到更加細致的數(shù)字化體驗，同時進行三維建模算法開發(fā)，生成超高10cm分辨率的物理三維模型，通過結合VR、AR技術，還原現(xiàn)實風電場真實場景。數(shù)字化手段的展示區(qū)別于二維地圖，可以打造出完美體感。以南方某項目為例，在項目開發(fā)階段，平臺依據(jù)高精度的地理信息數(shù)據(jù)輸入，支持客戶向政府匯報數(shù)字化、科技化風電場。“所見即真實”，展現(xiàn)出道路路徑動態(tài)過程，模擬風機運行狀態(tài)等。真實還原建成以后風電場情況，輔助客戶進行審核匯報，加快決策速度。

　　環(huán)境友好性方面，GoldFarm依靠數(shù)字化手段向客戶提供最優(yōu)風場環(huán)境友好性解決方案，幫助客戶打造出最佳環(huán)境友好項目。以南方項目為例，在林區(qū)開發(fā)過程中，客戶需要拿到政府審批，政府對于環(huán)境影響精度要求極高。GoldFarm在設計階段通過將樹木砍伐量、道路填挖量模擬并優(yōu)化，避開珍貴保護樹種等內容。最終方案在保證收益前提下，更為環(huán)境友好，幫助客戶通過環(huán)保要求，提升客戶形象。

　　風電場機組選型方面，GoldFarm的優(yōu)勢體現(xiàn)在其對于復雜地形精細化仿真計算、定制化風場設計、多方案對比的功能。以湖南某項目為例，前期階段，客戶沒有地形測繪圖，風資源一般，收益率不樂觀，初次投資決策不達標，面臨放棄的狀況。金風科技基于這些情況，進行了快速的無人機勘測，最優(yōu)機組選型、造價最優(yōu)設計，最終滿足了客戶對收益率的要求。在增加發(fā)電量2.3%、工程概算降低2%的同時，保證項目容量，避開不必要的風險點位。風電場前期全鏈條數(shù)字化實現(xiàn)，僅用了20天完成規(guī)劃設計方案，工作效率提高數(shù)倍。

　　精準工程設計方案方面，GoldFarm致力于降低工程成本，提供最優(yōu)的道路設計、最短線路設計，進行工程成本優(yōu)化。以青海某項目為例，項目面積約200多平方公里，工程成本大，客戶迫切希望優(yōu)化工程費用。GoldFarm整合多年工程經驗設計模塊，以10cm精度的地形圖為底層數(shù)據(jù)，無人機高精度勘測數(shù)據(jù)為依托，結合自主研發(fā)精細化CFD算法、GIS、大數(shù)據(jù)技術，通過GoldFarm平臺精準避開風險區(qū)域進行方案優(yōu)化，自動化設計多套道路線路方案，更準確的進行最優(yōu)設計方案的生成，工期減少50%~80%，最終實現(xiàn)經濟效益最優(yōu)結果，費用優(yōu)化20%左右。

　　GoldFarm作為風場前期數(shù)字化中樞平臺，整合各產品模塊技術優(yōu)勢，優(yōu)化工作效率，提升風場規(guī)劃設計準確度，最終實現(xiàn)快速準確的整體設計，迎接即將到來的風火同價，競價核準政策，幫助業(yè)主進行更優(yōu)風電場投資。

　　金風科技GoldFarm的核心特征是互聯(lián)。互聯(lián)的本質來源于對基礎技術的創(chuàng)新投入和研發(fā)積累，沒有自主創(chuàng)新的算法，將無法突破種種技術壁壘，串聯(lián)支離破碎的板塊。

　　互聯(lián)對于GoldFarm就如同“血液”一般，失去了互聯(lián)，GoldFarm就會“衰老”。未來，金風科技GoldFarm團隊將以更為開放的心態(tài)繼續(xù)推動企業(yè)技術連接和行業(yè)互聯(lián)，實現(xiàn)互聯(lián)賦能。