AI驱动的‘风语者’风电集群协同控制系统在内蒙古乌兰察布正式投运:实现跨238台风电机组毫秒级功率动态分配与沙尘扰动自适应调节

在全球能源结构加速转型与新型电力系统建设纵深推进的背景下,风电作为主力可再生能源面临并网稳定性、出力波动性及极端环境适应性三重挑战。尤其在内蒙古等高风速、高沙尘区域,传统集中式AGC(自动发电控制)系统响应延迟大、单机控制孤岛化、沙尘导致的叶片附着与传感器失真常引发功率骤降与设备过载。2026年5月8日,由远景能源联合上海交大人工智能研究院、国家电网华北分部共同研发的‘风语者’风电集群协同控制系统,在乌兰察布市四子王旗百万千万级风电基地正式投入商业运行——这是国内首个实现全集群毫秒级闭环协同、具备沙尘扰动在线建模与实时补偿能力的AI原生风电控制系统。

系统部署于基地内238台4.5MW陆上风电机组,摒弃传统‘主站-场站-风机’三级分层架构,采用基于图神经网络(GNN)的拓扑感知协同决策引擎,将风机群抽象为动态加权图,每台风机既是节点也是边缘智能体。其核心突破在于构建了‘气象-机械-电气’多物理场耦合数字孪生体:通过毫米波雷达阵列实时反演沙尘浓度与粒径分布,结合风机SCADA高频振动频谱与偏航误差序列,训练出专用轻量化时序模型‘DustFormer’,可在120ms内完成单机功率修正量预测;同时,GNN调度器依据电网调频指令、邻机尾流遮蔽状态及储能SOC水平,在200ms内完成全集群功率再分配,偏差控制在±1.3%以内。

据国家电投乌兰察布集控中心实测数据,系统投运首周即实现三项关键指标跃升:在沙尘暴III级预警期间(能见度<500米),集群整体可用率维持92.7%,较传统系统提升21.4个百分点;一次调频响应时间压缩至860ms,满足新版《电力系统网源协调管理规定》严苛要求;因尾流效应导致的隐性发电损失下降37.2%,年等效利用小时数预估增加186小时。更值得关注的是,该系统首次实现‘控制策略自进化’——其嵌入式强化学习模块持续从历史调度结果中提取因果知识,每月自动更新协同策略库,目前已迭代生成7类典型沙尘工况应对模板。

行业专家指出,‘风语者’标志着风电控制范式从‘确定性规则驱动’迈向‘不确定性环境共生’。它不仅解决了高比例新能源接入下电网惯量支撑薄弱的痛点,更开创了工业AI系统在强干扰、低信噪比物理场景下的可信决策新路径。后续,该技术将向青海柴达木、甘肃酒泉等沙戈荒大基地推广,并延伸至光伏-风电-储能混合集群协同控制场景。长远看,此类具备环境感知、群体博弈与策略演化能力的AI控制系统,或将重构整个新型电力系统的底层控制逻辑——当每一台风机都成为电网的‘柔性细胞’,能源系统的韧性、弹性与智慧性将真正从概念走向实体基础设施。