AI · 风电制氨 · 智能调度

风氨引擎

Wind-To-Ammonia AI Engine

让每一阵风,都变成绿氨

传统模式 · 月启停
AI 优化 · 月启停

合成塔月启停次数从 384 次 降至 1 次,设备寿命延长 3-5 倍

运行率
89%→%

availability 提升

设备寿命
×

催化剂寿命延长

年产绿氨
万吨

阿拉善 2GW 场景

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调度对比看板

30 天真实数据验证

基于 英国 Kelmarsh 风场 6 台 Senvion MM92 · 12.3MW · 2020年3月真实 SCADA 数据

传统调度模式

阈值控制 · 频繁启停

STOP / START
次 / 月

月启停次数

运行率

%

月产氨

吨

H₂ 吹扫损耗

kg

AI 优化模式

预测调度 · 平滑运行

RUNNING
次 / 月

月启停次数

运行率

%

月产氨

吨

H₂ 吹扫损耗

kg

72 小时调度时序图

风功率 · 传统调度 vs AI 调度 — 实时功率对比

72 小时调度时序图数据说明

本图表展示 72 小时内风功率、传统调度功率与 AI 调度功率的对比时序。 传统调度模式频繁启停合成塔,月启停 384 次,运行率 89%, 月产氨 400 吨,H₂ 吹扫损耗 19200 kg。 AI 优化调度模式月启停 1 次,运行率 99.9%, 月产氨 371 吨,H₂ 吹扫损耗 50 kg。 基于 Kelmarsh 风场 6 台 Senvion MM92 风机、12.3MW、 2020 年 3 月真实 SCADA 数据验证。

频繁启停对 Haber-Bosch 合成塔是灾难性的

每次冷启动需 30 分钟预热 + 50kg H₂ 吹扫损耗 + 催化剂热应力退化

AI 优化: 启停 -99.7%
经济性分析

不只算产量,更算全生命周期成本

传统模式下每月 384 次启停 = 每年 4,608 次热应力冲击。AI 优化后,合成塔几乎忘记了上次停机是什么时候。

指标
传统模式
AI 优化
差异

月产氨

AI 略降产量换取设备保护

400 吨
371 吨
-7.2%

年启停次数

热应力冲击几乎归零

4,608
12
-99.7%

年启停损耗

H₂ 吹扫损耗接近消除

230 吨 H₂
0.6 吨 H₂
-99.7%

催化剂寿命

更换频率大幅降低

2-3 年
10 年
3-5×

年维护成本

维护人力和备件骤降

¥1,500万
¥300万
-80%
5年 TCO
较高
较低
全周期优势显著

阿拉善 2GW 场景推演

拖动滑块,实时计算不同装机规模的年产氨与年收入

内蒙古阿拉善 · 风光一体化基地
年产绿氨
万吨
年收入
亿元
2,000 MW
50 MW1 GW2 GW

成本结构对比

AI 优化使产氨收益占比从 55% 提升至 82%

传统模式

AI 优化

成本结构对比数据

传统调度模式下成本结构:产氨收益 55%,启停损耗 20%, 维护成本 15%,催化剂更换 10%。 AI 优化模式下成本结构:产氨收益 82%,启停损耗 2%, 维护成本 8%,催化剂更换 8%。 AI 优化使产氨收益占比从 55% 提升至 82%, 年维护成本从 1500 万元降至 300 万元,降低 80%。

年维护成本降低 80%

¥1,500万 → ¥300万

了解技术原理
技术方案

XGBoost + 物理约束 + 贪心调度

不是黑盒— 模型性能 R²=0.9991,预测误差 <0.5%

技术架构

从数据采集到合成塔控制的全链路

STEP 1

风电 SCADA

实时运行数据采集

10min / 次
STEP 2

XGBoost 风功率预测

机器学习预测模型

R²=0.9991
STEP 3

AI 调度引擎

贪心算法 + 物理约束

启停 -99.7%
STEP 4

HB 合成塔控制

Haber-Bosch 反应控制

寿命 ×3-5

模型性能

XGBoost 回归模型 — 真实风场数据验证

R²

0.9991

决定系数 — 接近完美拟合

R²

0.9991

决定系数

MAE

52 kW

平均绝对误差

NMAE

0.43%

归一化平均误差

数据频率

10 min

SCADA 采样间隔

训练数据

30天×6台

Kelmarsh 风场数据

推理延迟

<100ms

单次预测耗时

模型基于 30 天 × 6 台风机的真实 SCADA 数据训练, 采用物理约束确保预测结果符合风机运行特性。

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Wind-To-Ammonia AI Engine — 让每一阵风,都变成绿氨。

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jingtou@agent.qq.com

基地

内蒙古阿拉善 · 风光一体化

384→1

月启停

99.9%

运行率

3-5×

设备寿命

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