智能電廠建設淺析-王震宇

智能化電廠建設淺析智能化電廠理念智能電廠是在數(shù)字化和信息化的基礎上，講先進的傳感測量技術，信息通信技術，自動化控制技術，分析決策技術和發(fā)電技術相結(jié)合，并與電廠的基礎設施高度集成形成的新型現(xiàn)代化電廠。智能電廠統(tǒng)一的信息管理平臺建設的必要性，目前現(xiàn)有多數(shù)電廠已投入應用的子系統(tǒng)SAP（資產(chǎn)財務一體化系統(tǒng)），OA系統(tǒng)，SIS,系統(tǒng)，ERP系統(tǒng)，MIS系統(tǒng)，電廠網(wǎng)站系統(tǒng)等等，以上各系統(tǒng)之間相對獨立，數(shù)據(jù)分散，統(tǒng)計口徑和來源部統(tǒng)一，造成了越來越多的信息孤島。消除各子系統(tǒng)之間的信息壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通的有效解決是建立電廠數(shù)據(jù)中心，打造電廠自己的混合云平臺。按照電廠“先進,實用”的原則智能電廠分為三層：第一層,生產(chǎn)過程控制系統(tǒng),包括全程主,輔車間現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和電氣設備現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)第二層依據(jù)電廠數(shù)據(jù)中心建立的混合云平臺及大數(shù)據(jù)分析第三層管理決策應用層系統(tǒng)智能化電廠總體功能結(jié)構圖指明了智能化電廠各個組成部分之間的關系以及在應用體系框架中的位置。數(shù)字化促進信息化，沒有信息和知識，就不會有智能。但是信息和知識本身并不能直接解決實際問題，只有信息通過知識轉(zhuǎn)化為智能，才能最終解決實際問題。所謂智能是人類在自主適應自然的思維判斷和執(zhí)行，能在實踐中實現(xiàn)循環(huán)和持續(xù)改進，并且具備自診斷和學習的能力。所以智能電廠應具備人工智能的能力，可以適應電廠整體的外部環(huán)境，如煤質(zhì)的變化，循環(huán)水的溫度變化，排放變化，電網(wǎng)負荷的波動等。智能電廠的特征創(chuàng)建智能電廠必須具備一些關鍵技術，包括傳感與測量技術：智能檢測設備，煤質(zhì)在線測量，爐溫在線測量，汽輪機在線監(jiān)測，高精度大流量測量等；信息以通信技術：現(xiàn)場總線技術，無線通信技術，信息智能處理，信息安全技術，云計算，三維可視化技術，關鍵的設備預測性維護維修。物聯(lián)網(wǎng)技術：源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制，APS（實現(xiàn)一鍵啟停，高度自動化）優(yōu)化控制策略(提高機組控制品質(zhì)，進而提高機組的安全性和經(jīng)濟性，滿足智能電廠控制需求)，人機界面控制（自診斷，自學習，自我調(diào)節(jié)），環(huán)境因素控制（自適應環(huán)境變化）。分析決策技術：仿真，SIS,ERP，遠程診斷，節(jié)能調(diào)度，決策支持。成熟的智能電廠應具有以下特征：生產(chǎn)過程智能化通過全廠主輔機現(xiàn)場總線控制，系統(tǒng)事項生產(chǎn)過程中監(jiān)控參數(shù)的數(shù)字化描述及管理，通過APS技術和輔助車間無人值守的技術，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的高度自動化，智能主機，智能電機，智能輔機等人員行為管理智能化通過操作員的行為記錄及分析，系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)過程中運行人員的數(shù)字化描述及管理，通過安防監(jiān)控，門（車）禁，點巡檢管理等系統(tǒng)實現(xiàn)人員行為的數(shù)字化描述及管理物資流轉(zhuǎn)智能化建立動態(tài)庫存及準確制定預見性檢修維護計劃，建立數(shù)字化煤場，數(shù)字化灰渣排放管理，數(shù)字化水務管理系統(tǒng)等管理智能化構建智能化的生產(chǎn)管理，資產(chǎn)管理和決策支持系統(tǒng)，從而提高效率，降低能耗，使發(fā)電企業(yè)的效益最大化智能電廠的建設思路對照智能電廠的基本特性，現(xiàn)在總線技術，智能儀表，執(zhí)行機構已被廣泛的應用于主輔車間的各種工藝流程中，基本實現(xiàn)了生產(chǎn)一次設備的數(shù)字化智能化，這些智能設備能夠提供大量的現(xiàn)場設備信息。依據(jù)電廠工藝流程，智能電廠建設思路如下：智能燃料即從火電廠的燃料源頭開始控制和管理，從燃料入廠開始建立車輛信息，燃料信息，采樣設備，制樣設備，存樣設備，樣品輸送無人化，燃料合理堆放，依據(jù)生產(chǎn)實際狀況來智能摻燒，實時實現(xiàn)對燃料的進，耗，存，量，質(zhì)動態(tài)管理，將傳統(tǒng)煤場管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化管理方式，將被動煤轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃用?，將以設計煤種為目標的采購方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿杀咀畹蜑槟繕说牟少彿绞剑瑢崿F(xiàn)燃料采購和使用的成本最小化，實現(xiàn)煤場數(shù)字化管理，實現(xiàn)智能燃料的目的智能主機即研究有利于機組節(jié)能降耗的優(yōu)化功能模塊，如汽輪機調(diào)速汽門在線監(jiān)測及故障預警平臺，汽輪機汽封智能狀態(tài)監(jiān)測及運行優(yōu)化系統(tǒng)，汽輪機凝汽器智能狀態(tài)監(jiān)測及運行優(yōu)化系統(tǒng)，汽輪機智能抽汽分析系統(tǒng)，汽輪機智能振動監(jiān)測及分析系統(tǒng)，實現(xiàn)機組的節(jié)能降耗，同時加強機組對AGC一次側(cè)調(diào)頻能力，更快更好的適應電網(wǎng)需求。建立機組的3維數(shù)字化模型，以真實尺寸為基準比例，將主機結(jié)構，布置方式，運行流程進行真實展現(xiàn)，實現(xiàn)設備部件的三維定位，跟蹤與管理，實現(xiàn)主機模型在WEB環(huán)境中放大，縮小，旋轉(zhuǎn)，定位，透視，漫游等操作。實現(xiàn)對電廠主機泄露事故，隱患信息的三維空間定位與表達，在三維環(huán)境中實現(xiàn)事故的分析與診斷，通過現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)集成，對隱患部位進行狀態(tài)跟蹤，劃分隱患預警等級，開展風險預警監(jiān)測，從而實現(xiàn)對隱患部位有效，及時的預防治理；研究機組先進控制策略，實現(xiàn)機組主要參數(shù)控制平穩(wěn)，利于機組穩(wěn)定運行。通過選擇合適的子模塊進行開發(fā)和應用，實現(xiàn)機組節(jié)能降耗及穩(wěn)定運行。智能輔機即通過對現(xiàn)場總線設備進行實時監(jiān)測，設備故障維修，維修指導，設備缺陷單管理，設備運行統(tǒng)計分析，歷史數(shù)據(jù)管理分析，實現(xiàn)對現(xiàn)場輔機設備數(shù)字化管理，提高水循環(huán)，供電，供汽等可靠性，安全性，經(jīng)濟型等能力，依據(jù)數(shù)據(jù)分析工具，建立設備預警與維修系統(tǒng)，實現(xiàn)設備少人值班，無人值守數(shù)字化管理，降低設備故障，人員成本，人為因素等。智能環(huán)保島即涵蓋煙氣，灰渣，廢水等多個對外排放環(huán)保設備監(jiān)測，建立多個設備的管理模式，實現(xiàn)環(huán)保性能最優(yōu)化，設備運行能耗最低化，廠用占地合理化，總體投資經(jīng)濟化。建設智能電廠實施建議為了充分利用電廠現(xiàn)有的各種資源充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的作用，實現(xiàn)真正意義上的管控一體化，制定實施計劃的原則為，總體規(guī)劃，分步實施。一整合信息資源梳理全廠現(xiàn)有的各信息系統(tǒng)，剔除過時，無效，重復的功能模塊，整合全廠各子系統(tǒng)信息資源，重點利用好混合云平臺，發(fā)揮云平臺在程序化，項目模塊化上的優(yōu)勢，結(jié)合本廠實際需求，體現(xiàn)個性化。在此基礎上，打通原有子系統(tǒng)之間的信息孤島，形成統(tǒng)一的信息平臺。再對各類信息重新進行篩選，過濾，組合，分類，并進行加工及處理，建立一個集經(jīng)營與生產(chǎn)一體化管理的統(tǒng)一信息平臺，為下一步智能化應用打下基礎。二完善的系統(tǒng)功能在統(tǒng)一信息平臺的基礎上，完善生產(chǎn)管理，經(jīng)營管理，輔助決策等各子系統(tǒng)功能，依托完善的高速暢通，全面覆蓋的信息流，統(tǒng)籌管理全廠的物資流，資金流，工作流，人員流等大數(shù)據(jù)流，借助智能化分析系統(tǒng)，實現(xiàn)電廠運營管理的規(guī)范化和各類資源優(yōu)化配置。三提高建設水平依據(jù)國家互聯(lián)網(wǎng)+，工業(yè)4.0發(fā)展指導，在國家電網(wǎng)改革之際，跟蹤信息化，智能化科技發(fā)展的最新成果，尋找與電廠的生產(chǎn)，經(jīng)營，管理過程的契合點，積極轉(zhuǎn)化應用，進一步提高智能電廠的建設水平。結(jié)束語智能電廠不是一個產(chǎn)品，而且其內(nèi)涵也不是一成不變的。隨著新的工藝技術和產(chǎn)品不斷問世，智能電廠的構建是一項需