借助亚马逊云科技云，金风慧能气象数据计算时长缩短三分之一

北京金风慧能技术有限公司（简称“金风慧能”）是新疆金风科技股份有限公司的全资子公司，是全国知名的新能源数字化、智能化专业服务提供商，致力于帮助新能源发电企业优化资产性能，提高运营效率，提升发电收益。金风慧能依托新能源物联网，通过大数据、人工智能、风电新技术等先进技术手段，对风电运营的运行、维护、物资管理、提效过程进行升级改造，进而重塑产业结构和生态，并形成线上智能监控、线下高效执行，以及服务、物资网络深度融合的新服务模式。
其母公司金风科技深度聚焦风电、能源互联网、环保三大领域，以强大科研创新和最佳业务实践，将可再生能源的利用效率提升至新高度。金风科技多次入选“气候领袖企业”、“亚洲地区最受尊敬公司”，并荣登“全球最具创新能力企业50 强”、“全球最环保企业200强”、“全球新能源企业500强”、“《财富》中国500强”等多个影响力榜单。

金风科技可为客户提供风资源开发、整机设计 & 制造 & 销售、电场设计及建设、发电资产管理与优化、以及能源互联网等全产业链的服务。而金风慧能是金风科技风电解决方案的重要版块，聚焦风电数字化及后服务业务，其中包括以提高场站风功率预测准确率、确保电场稳定运行的相关产品及综合解决方案。
为了不断提高功率预测准确率，更好地通过新的数字化技术为客户提供服务，金风慧能利用人工智能、大数据等技术，对原先独立的业务进行系统融合，以求更有效地监控、管理场站运行状态，并通过数据分析，预测诸如设备寿命、检修时间段等运转情况，更好释放产能潜力。
以上数字化转型深化，也为金风慧能带来新的挑战。一方面是转型中使用的新技术给企业数字化基础架构提出了更高要求；另一方面是企业现有数据中心物理服务器达到生命周期，性能与稳定性有所不足。综合业务发展和数字化运维等各维度需求，金风慧能决定运用更多的云资源去解决所面临的挑战。
早在2016年，金风科技就引入亚马逊云科技作为自建资源的补充。随着业务的发展，云端架构的稳定性得到验证，资源扩充优势明显，非常符合金风慧能功率预测业务Weather Research and Forecasting（WRF）Model运算场景。此外，金风慧能的业务场景是需要在每天固定时间进行大规模数据计算，亚马逊云科技的预留实例与之高度匹配，而且三年全预付性价比较高，因此金风慧能决定追随母公司脚步选择亚逊云科技作为其长期云基础设施服务商。

金风慧能自主研发了新能源功率预测产品，通过自适应机器学习算法与人工修正模式相结合的方式，即时迭代预测模型，为复杂地形场景提供了单机功率预测。然而，天气预测又是实现精准功率预测的关键前提。金风慧能所使用的气象研究与预测模型——WRF Model，被誉为是“次世代的中尺度天气预报模式”。

WRF系统可以模拟整个地球的大气状态。尽管金风慧能利用该系统来模拟电场3公里范围内的气象数据，但其中也涉及了巨量的数据计算。首先，要考虑大气包括温度、湿度、压强、太阳能辐射转化等因素的物理过程；其次，还要考虑建筑、地形、山脉等地面上的影响；在海洋上，还要加入海洋与空气的热能转换等一系列复杂的因素。金风慧能在全国有数千万个这样的3公里网格点数据，计算规模之大可以想象，因此更需要高性能计算（HPC）集群作为基础支撑。 

金风慧能新一代WRF系统基于ARM架构所开发，这要求云端架构也必须与之匹配。亚马逊云科技广泛的计算实例组合，不仅可提供基于x86架构的实例，还有基于ARM Neoverse 内核定制的Amazon Graviton实例。因此，金风慧能选择在Amazon Graviton2实例上编译WRF系统及相关WRF组件，并利用Amazon ParallelCluster在一周之内顺利搭建起HPC集群。之后，金风慧能又成功部署了Python自动化脚本，使得云端弹性资源得到充分利用，让气象研究和预测既高效、又经济。

亚马逊云科技的HPC集群，帮助金风慧能的WRF系统性能提升了10%，不仅满足了在凌晨2点到5点之间完成数据计算的需求，还将运行时间由原来的3小时缩短至2小时，从而释放出更多的计算资源，使金风慧能可以进行更大规模气象运算方案的测试，迭代出更优的预测模型以应用于生产环境。
金风慧能气象预报平台负责人苏海晶表示，“我们经过多家单位的计算资源测试，完成了对x86和ARM两种不同架构下数值模式的运算实验，最终选定亚马逊云科技的Amazon Graviton2机型，为我们每年节省了70%的成本，并且金风慧能气象数值模拟业务目前稳定运行。”同时，亚马逊云科技云可以全天候不间断运行，相比于随用随取的购买方式，性价比优势更加显著。

在金风慧能的高性能业务计算场景下，同一时间需要众多业务并行运行，给现有存储系统的读取带来极大压力，不利于内部共享，还会影响整个生产业务的健康运行。为此，金风慧能选择使用 Amazon FSx for Lustre 系统替换现有的共享系统，不仅配置简单，而且还可以高性能共享存储访问同一组数据，大幅提升了企业人员的工作效率。

在绿色环保、节能减排的全球大主题下，云计算技术正在以低成本、高效率的运营方式受到越来越多企业的青睐，帮助更多能源企业打造绿色能源新生态，实现企业转型升级。
未来，金风慧能计划将更深入地使用云技术，将更多业务应用迁移至亚马逊云科技云上，引入Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS)、Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 等服务，来优化HPC集群架构，提升存储访问性能，达到降本增效的目的，推动能源变革，构建可持续、更美好的未来。