74、风电场中网络物理系统（CPS）的应用与展望

风电场中网络物理系统（CPS）的应用与展望

1. 预测性维护与状态监测

预测性维护是一种先进的维护策略，它允许根据设备的实际状况提前规划维护工作。在这种策略下，只有当机器确实需要维护时才会进行操作，这几乎可以完全减少系统的意外停机时间。其优势显著，不仅能最大程度地缩短维护时间，还能减少备用零件和物资的使用量，从而实现显著的成本节约。此外，这种方式还能促使状态监测系统变得更加精密和可靠。

2. 需求预测与电力需求

在未来风电场的网络物理系统（CPS）中，准确的电力需求预测至关重要。当前，能源消耗呈现出一些重复性的模式。以德国为例，工作日午餐时间会出现能源需求高峰，而周末的能源需求则明显低于工作日。从年度来看，冬季的能源消耗高于夏季。这些规律可以被需求预测器利用，需求预测器会接收来自电力需求单元的信息。

如今，这些重复性的变化已经很好地融入了需求预测中。随着智能通信系统的应用，特殊需求能够被更准确地预估。例如，在足球比赛中场休息时，包含观众数量信息的 CPS 可以提前预测到能源需求的增加。此外，智能操作设备可以监测当前需求，控制和利用负载模式的波动。它们可以根据负载情况，在能源利用效率高的时候进行充电或启动，比如在夜间或周末。通过负载设备与 CPS 其他组件的积极通信，需求预测将变得更加高效，从而实现需求响应式负载管理。

3. 能源存储

能源存储技术是需求预测单元中考虑的另一个重要因素。在未来风电场的 CPS 中，能源存储，尤其是风能存储，具有巨大的潜力。

风电场与存储技术的结合系统有短期和长期两种解决方案：
- 短期存储 ：在风力涡轮机中安装电池是