淺談1000MW火力發(fā)電廠智慧電廠建設(shè)

蔡正杰

摘 ?要：基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析，利用先進(jìn)的5G、MEC等信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)和管理手段，實(shí)現(xiàn)精確感知生產(chǎn)數(shù)據(jù)、優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程、減少人工干預(yù)，最終使電廠具備“自分析、自診斷、自趨優(yōu)、自管理、自恢復(fù)、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自提升”的能力，實(shí)現(xiàn)公司管理更加規(guī)范、安全水平進(jìn)一步提升、設(shè)備運(yùn)行更加可靠、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升、人員可控、狀態(tài)預(yù)知、少人值守、節(jié)能環(huán)保、降本增效的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：1000MW火力發(fā)電 ?智慧電廠 ?5G ?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) ?物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2021）04（b）-0083-05

Discussion on the construction of Gansu Power Investment Changle 1000MW Thermal Power Generation Unit Smart Power Plant

CAI Zhengjie

（Gansu Power Investment Changle Power Generation Co.， Ltd.， Jiuquan， Gansu ?Province， 736100 ?China）

Abstract： Based on industrial Internet， cloud computing and big data analysis， the latest advanced 5G， MEC and other information technology， industrial technology and management means are used to realize accurate perception of production data， optimize production process and reduce manual intervention. Finally， the power plant has the ability of "self analysis， self diagnosis， self optimization， self management， self recovery， self-learning， self adaptation， self organization and self promotion"， To achieve the goals of more standardized company management， further improvement of safety level， more reliable equipment operation， further improvement of economic benefits， controllable personnel， state prediction， less people on duty， energy conservation and environmental protection， cost reduction and efficiency.

Key words： 1000MW thermal power generation， smart power plant， 5G， industrial Internet， Internet of Things

1 ?智慧電廠發(fā)展趨勢(shì)

智慧發(fā)電企業(yè)建設(shè)是貫徹國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的要求。為應(yīng)對(duì)時(shí)代變化，國(guó)家提出了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”、深入實(shí)施“兩化融合”的大政方針，推出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的政策舉措，以及《中國(guó)制造2025》的行動(dòng)綱領(lǐng)，引領(lǐng)企業(yè)在新時(shí)代的轉(zhuǎn)型發(fā)展。建設(shè)智慧發(fā)電企業(yè)，無(wú)疑是順應(yīng)時(shí)代潮流，貫徹國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略之舉。

智慧發(fā)電企業(yè)建設(shè)是企業(yè)自身發(fā)展的需求。從外部看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，煤價(jià)大幅反彈，不可控因素加大，電量低速增長(zhǎng)，利用小時(shí)持續(xù)回落，電力供大于求的局面短期難以改變。同時(shí)，電力體制改革加快推進(jìn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，成本控制壓力倒逼發(fā)電企業(yè)不斷提升管理水平與管控效率。從內(nèi)部看，貫徹落實(shí)中央關(guān)于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的戰(zhàn)略部署，使發(fā)電企業(yè)面臨著發(fā)展方式的巨大轉(zhuǎn)變，致力于內(nèi)涵式發(fā)展、持續(xù)提質(zhì)增效已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)，這一轉(zhuǎn)變對(duì)公司的風(fēng)險(xiǎn)管控、資源集約化管理、內(nèi)部協(xié)同等提出了更高的要求，公司信息化、智能化需求不斷加大[1]。

2 ?智慧電廠建設(shè)原則

智慧電廠信息系統(tǒng)建設(shè)總體思想與原則：統(tǒng)一規(guī)劃、融合設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、控制造價(jià)。在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，注重以下方面要求。

2.1 先進(jìn)性原則

系統(tǒng)架構(gòu)方面系統(tǒng)采用國(guó)際領(lǐng)先的多層技術(shù)構(gòu)架，全面集成生產(chǎn)信息、管理信息業(yè)務(wù)。實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)思想、系統(tǒng)架構(gòu)、采用技術(shù)、選用平臺(tái)上均要具有先進(jìn)性、前瞻性、擴(kuò)充性、開(kāi)放性的總體目標(biāo)。

2.2 完整性原則

智慧電廠信息系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)遵循系統(tǒng)性和完整性原則， 把整個(gè)電廠信息系統(tǒng)看作一個(gè)有機(jī)整體，全盤(pán)考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，避免信息孤島的產(chǎn)生，避免局部系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)對(duì)總體目標(biāo)的損害， 爭(zhēng)取達(dá)到整體最優(yōu)化。

2.3 實(shí)用性原則

遵循實(shí)用性原則，在硬件和系統(tǒng)軟件平臺(tái)的建設(shè)規(guī)劃方面充分考慮電力企業(yè)特點(diǎn)，適合電力企業(yè)組織形式、業(yè)務(wù)要求和工作習(xí)慣， 將生產(chǎn)信息與管理信息融合設(shè)計(jì)，便于數(shù)據(jù)信息的收集、存儲(chǔ)、維護(hù)與更新，便于軟件系統(tǒng)的升級(jí)維護(hù)。為適應(yīng)電廠不同層次人員，使用簡(jiǎn)單、實(shí)用、人性化的需求，提供靈活、方便、高效的工作平臺(tái)。

2.4 開(kāi)放性原則

遵循開(kāi)放的設(shè)計(jì)理念，符合各種形式通訊標(biāo)準(zhǔn)及通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)的接口標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的可移植性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和互連性。按照分層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)軟件模塊化。

2.5 安全性原則

遵循安全可靠性原則，硬件網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方面進(jìn)行安全防護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)，在軟件系統(tǒng)方面有一套完備的安全體系，切實(shí)可行的安全技術(shù)。

2.6 經(jīng)濟(jì)性原則

統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的前提下，充分考慮經(jīng)濟(jì)性原則。最大限度地控制項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約投資。可以在當(dāng)前條件下實(shí)施滿(mǎn)足當(dāng)前需求的功能模塊，隨著管理水平和管理素養(yǎng)的不斷提高，在條件允許時(shí)再跟進(jìn)實(shí)施擴(kuò)展功能模塊，而后續(xù)的功能模塊可以無(wú)縫地與前期實(shí)施的功能模塊進(jìn)行集成，最大限度地保護(hù)了既有的費(fèi)用投資和數(shù)據(jù)投資。

3 ?智慧電廠建設(shè)目標(biāo)

通過(guò)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AIOT、三維工廠、5G、邊緣計(jì)算等新技術(shù)打造集團(tuán)級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中臺(tái)支撐的、端邊云網(wǎng)業(yè)一體化的、多維度數(shù)據(jù)融合和多場(chǎng)景交互的智慧應(yīng)用，提升公司的經(jīng)營(yíng)決策和運(yùn)營(yíng)管控能力。

4 ?智慧電廠建設(shè)內(nèi)容

4.1 智慧管理層

4.1.1 智慧中心-集中運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心

（1）運(yùn)營(yíng)管控中心。管理駕駛艙系統(tǒng)包含關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理、環(huán)保指標(biāo)數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)分析管理、生產(chǎn)報(bào)表管理、能耗指標(biāo)分析管理、人力資源/財(cái)務(wù)/辦公一體化/檔案管理等功能。管理駕駛艙中的集中分析以統(tǒng)一指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，供應(yīng)商需依據(jù)電廠的實(shí)際指標(biāo)參數(shù)情況，建立符合電廠實(shí)際應(yīng)用分析需求的指標(biāo)體系[2]。

（2）技術(shù)服務(wù)中心。區(qū)域數(shù)據(jù)中心是基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換服務(wù)，構(gòu)建二級(jí)單位生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)中心庫(kù)，橫向與集團(tuán)公司內(nèi)部管理系統(tǒng)對(duì)接，縱向完成所屬電廠數(shù)據(jù)接入融合，實(shí)現(xiàn)“橫向集成、縱向貫通”的業(yè)務(wù)目標(biāo);專(zhuān)家遠(yuǎn)程診斷中心基于多元數(shù)據(jù)深度融合，提供多種類(lèi)算法模型工具，支持生產(chǎn)過(guò)程關(guān)聯(lián)分析挖掘機(jī)組安全、高效、清潔、低碳、靈活的運(yùn)行潛力;節(jié)能管控服務(wù)中心基于區(qū)域數(shù)據(jù)中心，抽取各電廠的能耗指標(biāo)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等信息，形成節(jié)能中心數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行能耗監(jiān)視、節(jié)能挖潛;檢修調(diào)控中心建立二級(jí)單位區(qū)域（流域）檢修需求池，實(shí)現(xiàn)檢修技術(shù)資源調(diào)配、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程管控、檢修標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就地調(diào)閱、檢修驗(yàn)收閉環(huán)資料同步獲取等功能，支持檢修調(diào)控中心人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度圖對(duì)比分析與人力資源配置匹配分析，匯集動(dòng)態(tài)指標(biāo)開(kāi)展檢修人員績(jī)效評(píng)定[3]。

4.1.2 智慧中心-廠級(jí)數(shù)據(jù)中心

通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)電廠各類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚和分析，為電廠各個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的實(shí)際應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、現(xiàn)場(chǎng)管理、機(jī)組運(yùn)行、供應(yīng)管理、營(yíng)銷(xiāo)管理、日常人員管理等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，提供科學(xué)、智能、靈活的信息技術(shù)支持。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)合數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)服務(wù)等先進(jìn)的能力，通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)API、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)血緣管理實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠各類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行治理與分析，提升電廠相關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量及能力，為管理駕駛艙、設(shè)備管理、生產(chǎn)管理等各類(lèi)綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用提供良好的數(shù)據(jù)、模型、接口等服務(wù)支撐。

4.1.3 智慧運(yùn)行管理-智慧監(jiān)盤(pán)

其功能可基于DCS歷史站存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和人工智能建模算法，充分挖掘DCS歷史數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的規(guī)律，建立面向主題的知識(shí)庫(kù)和專(zhuān)家系統(tǒng)規(guī)則，在DCS系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)熱力系統(tǒng)在線預(yù)警和故障診斷，同時(shí)利用機(jī)組實(shí)際工況數(shù)據(jù)驗(yàn)證智慧化監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，不斷優(yōu)化迭代算法，提高預(yù)警準(zhǔn)確性和時(shí)效性，將運(yùn)行工況不斷逼近最優(yōu)工況。智能監(jiān)盤(pán)可幫助實(shí)現(xiàn)熱力系統(tǒng)的在線自診斷、自預(yù)警功能，最終達(dá)到機(jī)組運(yùn)行少人值守、降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性的目的。

4.1.4 智慧設(shè)備管理-全生命周期設(shè)備管理

（1）互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)管控平臺(tái)。設(shè)備全生命周期管理將設(shè)備臺(tái)賬、定期工作、等級(jí)檢修、技術(shù)改造、異動(dòng)管理、定值管理、技術(shù)監(jiān)督、設(shè)備評(píng)級(jí)、檢修記事、備品備件等納入設(shè)備全壽命周期管理，通過(guò)設(shè)備二維碼、藍(lán)牙信標(biāo)為檢修、兩票、缺陷提供數(shù)據(jù)就地管理。在PC端和移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)設(shè)備、缺陷、兩票、運(yùn)行、點(diǎn)檢、工單、安全、燃料、物資、計(jì)劃、合同、經(jīng)營(yíng)等業(yè)務(wù)功能，通過(guò)WIFI、二維碼、藍(lán)牙、移動(dòng)終端等設(shè)備聯(lián)接生產(chǎn)區(qū)及辦公區(qū)，構(gòu)建全方位、全要素運(yùn)營(yíng)管控體系[4]。

（2）檢修過(guò)程智能管控系統(tǒng)。構(gòu)建本質(zhì)安全型的檢修過(guò)程智能管控體系，以檢修標(biāo)準(zhǔn)化為核心，結(jié)合線上線下交互模式;為設(shè)備檢修提供多維度的指導(dǎo)支持，對(duì)發(fā)電設(shè)備維護(hù)和檢修過(guò)程各環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理;對(duì)檢修工藝、流程、人員安排不斷優(yōu)化提升，奠定安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。

（3）設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)機(jī)器人。融合移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)、超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)，以及智能導(dǎo)航與自主運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、多傳感器柔性融合技術(shù)、圖像處理與模式識(shí)別等理論方法與技術(shù)手段;形成集成現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸、信號(hào)分析、故障檢測(cè)與預(yù)警等功能的一體化智能設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)解決方案，提高檢測(cè)精度與效率，降低維護(hù)成本。

（4）設(shè)備故障在線預(yù)警平臺(tái)。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)采集電廠聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與IoT平臺(tái)、SIS系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能的在線監(jiān)測(cè)、故障診斷、預(yù)防性維護(hù)以及狀態(tài)檢修。無(wú)線測(cè)量傳感器設(shè)備能夠采集電廠設(shè)備的關(guān)鍵特征值，判斷設(shè)備所處狀態(tài)，具有較高的測(cè)量精度，支持無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸（可支持5G網(wǎng)絡(luò)）。

4.1.5 智慧安全管理

（1）智慧安全管理-安全生產(chǎn)培訓(xùn)平臺(tái)。安全生產(chǎn)云培訓(xùn)平臺(tái)以多媒體安全培訓(xùn)課程資源為核心，采用“培訓(xùn)管理平臺(tái)+在線教育平臺(tái)+終端+移動(dòng)APP”線上線下結(jié)合的模式，全方位覆蓋發(fā)電企業(yè)各類(lèi)人員安全培訓(xùn)及考試。實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)安全培訓(xùn)方式多樣化、管理流程化，監(jiān)督日?；?、培訓(xùn)全員化。

（2）智慧安全管理-安全風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)。安全風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)包括：安全預(yù)警控制，安全積分管理，安全風(fēng)險(xiǎn)可視化管控，智能安全檢查，班組安全智能管控，應(yīng)急智能管控，人員定位系統(tǒng)。

（3）智慧安全管理-數(shù)字可視化安全管理系統(tǒng)。數(shù)字可視化安全管理系統(tǒng)包括：由定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、三維系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)、狀態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成;中間部分：通過(guò)中間件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合優(yōu)化、接口對(duì)接;應(yīng)用層：在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位、三維顯示、實(shí)時(shí)報(bào)警、作業(yè)規(guī)劃、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、監(jiān)控聯(lián)動(dòng)等功能。

4.1.6 智慧營(yíng)銷(xiāo)管理

（1）實(shí)時(shí)成本分析系統(tǒng)。建立成本分析數(shù)學(xué)模型，以廠級(jí)邊際成本為基礎(chǔ)，通過(guò)盈虧平衡分析、利潤(rùn)敏感度分析、預(yù)算與執(zhí)行分析、成本預(yù)測(cè)分析、電量預(yù)測(cè)與預(yù)安排等分析模型。

應(yīng)用比例計(jì)算法、量本利分析法、因素分析法等相關(guān)測(cè)算方法預(yù)測(cè)機(jī)組發(fā)電實(shí)時(shí)成本及年度、月度成本，尋找優(yōu)化發(fā)電運(yùn)營(yíng)方案，合理整合資源配置，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)工作指導(dǎo)方向，最大限度優(yōu)化和釋放企業(yè)整體盈利能力，為決策分析提供支持。

（2）競(jìng)價(jià)上網(wǎng)分析系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)時(shí)地計(jì)算出發(fā)電成本，能夠正確地預(yù)測(cè)生產(chǎn)成本變化趨勢(shì)，為控制成本提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

（3）全面對(duì)標(biāo)分析系統(tǒng)?；趯?shí)時(shí)成本，建立全面對(duì)標(biāo)分析系統(tǒng)，以經(jīng)濟(jì)效益為中心，通過(guò)開(kāi)展生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)與企業(yè)經(jīng)營(yíng)的對(duì)標(biāo)管理工作，找出安全生產(chǎn)和企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理中存在的差距，制定有效的改進(jìn)措施，不斷完善管理制度、工作程序，全面提升企業(yè)管理水平。以指標(biāo)找差距，以差距查管理，以管理促提高，形成閉環(huán)控制。通過(guò)指標(biāo)的改善，提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)績(jī)效。

（4）生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)分析系統(tǒng)。建立數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，為廠領(lǐng)導(dǎo)和管理人員提供管理駕駛艙和綜合決策分析功能。

對(duì)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、經(jīng)營(yíng)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的全面整合，建立相關(guān)數(shù)據(jù)分析模型，指導(dǎo)生產(chǎn)優(yōu)化，智能經(jīng)營(yíng)分析，輔助決策支持，提升管理效率和管理水平，有效減輕管理人員工作量。

（5）自動(dòng)報(bào)表系統(tǒng)。自動(dòng)報(bào)表系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)的通用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，與電廠各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)報(bào)表制作及數(shù)據(jù)填報(bào)和數(shù)據(jù)處理分析?；跀?shù)據(jù)整合共享理念和實(shí)施框架，使系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不再具有差異性和不確定性，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一次填報(bào)，多次使用，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)一個(gè)源，業(yè)務(wù)一條線”，可大大提高報(bào)表的填報(bào)效率，以及報(bào)表數(shù)據(jù)的精確程度，顯著提高工作效率。

4.1.7 智慧燃料管理-燃料智能化

（1）燃料智能管控。燃料智能管控系統(tǒng)以燃料管理全程可知、可控為目標(biāo)，覆蓋燃煤計(jì)量、采樣、制樣、樣品封裝與標(biāo)識(shí)、樣品傳輸、儲(chǔ)存以及化驗(yàn);各個(gè)管理環(huán)節(jié)，進(jìn)行煤質(zhì)、煤量、煤價(jià)三方面的全流程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)燃料全過(guò)程管理規(guī)范化、工作標(biāo)準(zhǔn)化、信息集成化、設(shè)備自動(dòng)化、作業(yè)機(jī)械化、過(guò)程可視化。

（2）智能煤場(chǎng)管理。智能煤場(chǎng)管理系統(tǒng)以煤場(chǎng)信息實(shí)時(shí)掌握為目標(biāo)，應(yīng)用三維仿真建模、激光掃描、定位、數(shù)據(jù)疊加等技術(shù)，進(jìn)行煤場(chǎng)進(jìn)、耗、存煤的量、質(zhì)、價(jià)等信息精細(xì)化管理：提供全面感知煤場(chǎng)信息、優(yōu)化煤場(chǎng)儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)模擬煤場(chǎng)實(shí)景、智能控制設(shè)備作業(yè)、監(jiān)測(cè)預(yù)警煤場(chǎng)安全等功能。

（3）燃料全價(jià)值尋優(yōu)。以智慧燃料為主線，以全過(guò)程指導(dǎo)為動(dòng)力，分析電廠燃料全流程“購(gòu)、卸、存、輸、配、送、燒、排”等創(chuàng)造價(jià)值的關(guān)鍵控制點(diǎn);尋找關(guān)聯(lián)各環(huán)節(jié)的最優(yōu)指導(dǎo)，構(gòu)建大燃料全流程一體化智慧管控體系;提供基于模型驅(qū)動(dòng)的智能支持、尋優(yōu)指導(dǎo)功能，實(shí)現(xiàn)燃料全過(guò)程管控與全價(jià)值尋優(yōu)。

全過(guò)程閉環(huán)管控。綜合展示燃料的動(dòng)態(tài)及過(guò)程管理信息，對(duì)燃料需求指導(dǎo)、采購(gòu)指導(dǎo)、接卸指導(dǎo)、取煤指導(dǎo)、煤倉(cāng)出力指導(dǎo)的生產(chǎn)及執(zhí)行效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，構(gòu)建燃料從采購(gòu)到入爐全過(guò)程閉環(huán)管控機(jī)制。

4.2 智慧生產(chǎn)監(jiān)管層

4.2.1 SIS系統(tǒng)

廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)，是一個(gè)介于DCS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)之間的具有獨(dú)立功能的系統(tǒng)。以機(jī)組的性能計(jì)算、廠級(jí)經(jīng)濟(jì)性分析、廠級(jí)負(fù)荷分配以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為主要目的。SIS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性體現(xiàn)在SIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化的功能，對(duì)機(jī)組乃至全廠的運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、診斷與優(yōu)化的系統(tǒng)。

4.2.2 智慧廠區(qū)管控

智慧廠區(qū)管控系統(tǒng)是電廠全生命周期的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的一個(gè)子系統(tǒng)，與電廠全生命周期的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)間設(shè)有數(shù)據(jù)接口，最終納入平臺(tái)統(tǒng)一管理。

智慧廠區(qū)管控系統(tǒng)以數(shù)據(jù)資源池為基礎(chǔ)建立統(tǒng)一的智慧廠區(qū)管理共享平臺(tái)，用戶(hù)登錄后可根據(jù)分配的權(quán)限推送出與之配套的管控信息界面。數(shù)字化廠區(qū)管控系統(tǒng)從功能應(yīng)用范圍分為五個(gè)模塊，即智能生產(chǎn)視頻監(jiān)控、智能消防、智能門(mén)禁管理、人員定位、智能安防。主要集成系統(tǒng)如下：生產(chǎn)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，門(mén)禁一卡通系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警，人員定位。

4.2.3 智慧巡點(diǎn)檢

在傳統(tǒng)視頻監(jiān)視基礎(chǔ)上，充分開(kāi)發(fā)利用視頻新技術(shù)，包括：視頻融合技術(shù)，視頻分析技術(shù)，紅外熱成像技術(shù)。

4.2.4 三維可視化

以三維可視化展示為媒介，以智能化移動(dòng)終端為工具，構(gòu)建更高階段的信息化與自動(dòng)化電廠，并全面實(shí)現(xiàn)電廠的智能化安全生產(chǎn)和智能化調(diào)度經(jīng)營(yíng)。幫助電廠提高設(shè)備可靠度及機(jī)組出力水平;減少或杜絕非停、降負(fù)荷及環(huán)保排放事故;大幅度降低運(yùn)維費(fèi)用和運(yùn)維工作量;提高安全性能，合理延長(zhǎng)設(shè)備壽命;實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維修管理，延長(zhǎng)檢修周期，降低檢修費(fèi)用;實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)行管理，提高發(fā)電量，降低煤耗;實(shí)現(xiàn)電廠遠(yuǎn)程管理;提高管理效率，大幅度減少電廠人員;集團(tuán)內(nèi)或區(qū)域內(nèi)專(zhuān)家資源與知識(shí)資源統(tǒng)一調(diào)配和共享;遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷服務(wù)成為新常態(tài)，設(shè)備及數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷豐富與分享;全面支持電廠設(shè)備管理模式創(chuàng)新和管理能力提升[5]。

4.2.5 斗輪機(jī)無(wú)人值守

實(shí)現(xiàn)斗輪機(jī)作業(yè)遠(yuǎn)程全自動(dòng)操作，斗輪機(jī)司機(jī)可定期巡檢就地設(shè)備的運(yùn)行情況，斗輪機(jī)的作業(yè)指令均來(lái)自煤控室，指令包括：斗輪機(jī)作業(yè)煤場(chǎng)區(qū)域選擇、斗輪機(jī)作業(yè)模式（堆料/取料/分流）、一鍵起停、斗輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)目標(biāo)尋跡與堆取料作業(yè)全程無(wú)需人員干預(yù)以及斗輪機(jī)各種工作模式的無(wú)擾動(dòng)全自動(dòng)切換。

4.3 智慧控制層

4.3.1 智能DCS

智能DCS系統(tǒng)具備大數(shù)據(jù)分析、在線尋優(yōu)、自學(xué)習(xí)、自診斷等功能，支持預(yù)測(cè)控制、自整定、魯棒控制等先進(jìn)控制算法，助力電廠實(shí)現(xiàn)智能化控制轉(zhuǎn)型。智能DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)二、三維數(shù)據(jù)的自動(dòng)交互，全方位立體式展示生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程，輔助運(yùn)行人員快速掌握控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、直觀解讀真實(shí)控制系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)信號(hào)，支持系統(tǒng)冗余功能，在與現(xiàn)場(chǎng)DCS及激勵(lì)式仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互的共享數(shù)據(jù)流基礎(chǔ)上，真正做到了與DCS系統(tǒng)融為一體，可真實(shí)再現(xiàn)DCS系統(tǒng)的自我診斷保護(hù)、預(yù)警功能，可對(duì)控制站進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)、模塊級(jí)、通道級(jí)故障模擬預(yù)警，具備輔助生產(chǎn)人員制定反事故措施能力，為企業(yè)安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

4.3.2 機(jī)組一鍵啟停（APS）

APS功能是發(fā)電機(jī)組最高級(jí)自動(dòng)控制技術(shù)之一，APS將機(jī)組將各個(gè)控制系統(tǒng)（順序控制系統(tǒng)、模擬量控制系統(tǒng)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)、給水泵控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)旁路控制系統(tǒng)等）分階段銜接起來(lái)，借助智慧電廠數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理功能，安全快速完成機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)停運(yùn)，提升機(jī)組自動(dòng)運(yùn)營(yíng)水平。機(jī)組APS自啟停系統(tǒng)總體達(dá)到：機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)投入和退出應(yīng)不影響機(jī)組的正常運(yùn)行與控制;機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)合理劃分功能組，設(shè)置獨(dú)立及并行運(yùn)行方式;機(jī)組自啟停控制系統(tǒng)具備完整的人機(jī)界面系統(tǒng)，并能對(duì)運(yùn)行人員的規(guī)范操作提供參考;機(jī)組智能自啟停系統(tǒng)可與視頻圖像輔助巡檢、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)警等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

4.3.3 輔助系統(tǒng)一鍵啟停

以化學(xué)鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)為例，范圍自雙介質(zhì)過(guò)濾器、超濾、一二級(jí)反滲透、EDI至除鹽水箱，包括各系統(tǒng)輔助加藥系統(tǒng)。各系統(tǒng)分別進(jìn)行了單系統(tǒng)程控調(diào)試及一鍵制水各系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)設(shè)備和程控均運(yùn)行正常，所有儀表、信號(hào)指示均準(zhǔn)確無(wú)誤。包括化水系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的一鍵啟停。

4.3.4 基于智能技術(shù)的鍋爐燃燒優(yōu)化控制技術(shù)

智能鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)包含兩個(gè)方面的優(yōu)化工作，一方面根據(jù)大量的燃燒調(diào)整試驗(yàn)，優(yōu)化并診斷現(xiàn)有燃燒和制粉系統(tǒng)存在的問(wèn)題，優(yōu)化控制目標(biāo)包括：分離器擋板開(kāi)度、粉管風(fēng)速調(diào)平、各磨煤機(jī)出力分配、一次風(fēng)量、磨煤機(jī)加載力等;另一方面鍋爐燃燒優(yōu)化控制軟件應(yīng)使用先進(jìn)的智能技術(shù)。該系統(tǒng)采集機(jī)組大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)入爐煤質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上建立燃燒優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，采用多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化技術(shù)，在保證機(jī)組運(yùn)行安全的條件下，優(yōu)化鍋爐配風(fēng)配煤燃燒運(yùn)行參數(shù)， 根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和煤質(zhì)的變化，自動(dòng)調(diào)整燃燒運(yùn)行參數(shù)（閉環(huán)優(yōu)化控制），實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷、全煤質(zhì)工況的鍋爐燃燒參數(shù)的全自動(dòng)動(dòng)態(tài)滾、動(dòng)優(yōu)化，達(dá)到鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行的目的。平均可降低機(jī)組煤耗1～2g/kWh左右。

4.3.5 基于先進(jìn)算法的協(xié)調(diào)、一次調(diào)頻、AGC優(yōu)化

運(yùn)用DCS控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制和過(guò)程模型改進(jìn)負(fù)荷響應(yīng)速率。其基本原理是運(yùn)用基于模型預(yù)測(cè)的多變量控制方式，采用前饋功能模型化、控制參數(shù)模糊化的作用，協(xié)調(diào)鍋爐和汽機(jī)動(dòng)態(tài)特性，以提高負(fù)荷響應(yīng)速度。它具有更快的響應(yīng)時(shí)間和更小的超調(diào)量，同時(shí)兼顧機(jī)組穩(wěn)定性。

4.4 智慧設(shè)備層

4.4.1 現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備

采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能設(shè)備，為電廠控制及管理提供豐富的數(shù)據(jù)信息，是智能電廠的基本要素?？偩€設(shè)備包括：（1）變送器;（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu);（3）閥島;（4）現(xiàn)場(chǎng)總線型閥門(mén)定位器;（5）電氣現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備等。

4.4.2 AMS

智能設(shè)備管理系統(tǒng)是針對(duì)智能儀表、智能閥門(mén)定位器、智能控制設(shè)備等進(jìn)行在線組態(tài)、調(diào)試、校驗(yàn)管理、診斷及數(shù)據(jù)庫(kù)事件記錄的一體化方案。它集智能儀控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析于一體，為智能儀控設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)、預(yù)測(cè)性維護(hù)提供解決方案。

4.4.3 輸煤系統(tǒng)軌道機(jī)器人

以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人身傷害為目標(biāo)。該機(jī)器人通過(guò)U型軌道確定巡檢范圍，運(yùn)用增量式編碼器自修正定位系統(tǒng)和兼容無(wú)線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法提高系統(tǒng)定位精確性和數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。該機(jī)器人可根據(jù)人工巡檢經(jīng)驗(yàn)設(shè)置機(jī)器人巡檢參數(shù)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)超出許可范圍時(shí)即啟動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)。

4.4.4 升壓站巡檢機(jī)器人

升壓站智能巡檢機(jī)器人包括實(shí)時(shí)監(jiān)視、機(jī)器人實(shí)時(shí)狀態(tài)控制、機(jī)器人巡視任務(wù)管理、數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)互聯(lián)、系統(tǒng)配置六個(gè)功能模塊。機(jī)器人遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷協(xié)同平臺(tái)功能，使現(xiàn)場(chǎng)人員可通過(guò)各類(lèi)終端視頻連線遠(yuǎn)程專(zhuān)家/接入視頻會(huì)商系統(tǒng)，實(shí)時(shí)共享圖像和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，獲取遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)。從而實(shí)現(xiàn)可視化檢修指揮，遠(yuǎn)程專(zhuān)家指導(dǎo)，高效及時(shí)消除缺陷等。

4.4.5 AI音響（語(yǔ)言機(jī)器人）

AI音箱搭載了來(lái)自獵戶(hù)星空的語(yǔ)音合成技術(shù)，成為“應(yīng)用最廣泛”的AI語(yǔ)音系統(tǒng)。AI音響可以作為指揮電廠的控制中心，可使用AI音箱喚醒智慧中心系統(tǒng)，并發(fā)布指令。打造人工智能語(yǔ)音+智慧中心，搭載人工智能技術(shù)，配備了擁有深度學(xué)習(xí)和理解功能的智能語(yǔ)音系統(tǒng)。它搭載多路陣列式麥克風(fēng)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音功能。還要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的便捷式語(yǔ)音交流體驗(yàn)，能通過(guò)語(yǔ)音來(lái)操控智慧中心。

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