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和利时“新基建”图谱之:智能电厂建设新思考

供稿:和利时集团 2020/4/28 15:04:17

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  • 关键词: 和利时 智能电厂
  • 摘要:“新基建”的本质是数字化建设,即借助5G、工业互联网、大数据等新技术,实现基础设施的数字化、智能化。“新基建”的加速发展,无疑也将为水、电、燃气等公共基础设施领域注入新动能。

“新基建”的本质是数字化建设,即借助5G、工业互联网、大数据等新技术,实现基础设施的数字化、智能化。“新基建”的加速发展,无疑也将为水、电、燃气等公共基础设施领域注入新动能。

经济发展,电力先行。作为推动经济社会发展的关键因素,改革开放四十多年来,电力行业得到长足发展。然而,从发电环保性、电力备用率、供电可靠性等方面来看,我国电力行业还有很长的路要走。而智能电厂建设,是实现企业卓越运营和可持续性发展的必由之路。目前,典型的电力行业已经具备较高的自动化水平,但尚未实现生产过程的智能化。随着更加激烈的市场竞争环境和国家更为严格的安全生产与环保要求,实现企业转型升级,提高“安、稳、长、满、优”的生产,是电力行业可持续发展的主题。

电力发展 智能先行

生产设备的智能化和网络化,是电力行业智能电厂建设的基础。首先,智能化的生产设备能够主动地感知环境的变化,并采取相应的控制策略实现自身的调整,以确保生产过程的稳定运行;其次,智能化的生产设备还可以将相关的信息通过工业数据总线或物联网,及时、准确、完整地传递到其他设备和系统,不但实现单个设备的智能化,而且有助于整套生产工艺设备的智能联动,确保整个生产工艺过程处于优化运行状态。在保证生产负荷的情况下,响应速度更快、控制的更加平稳以及能源损耗最低;再次,智能化的生产设备具有强大的自诊断能力,除了可实现有效的设备资产管理,而且可以借助大数据分析,实现生产设备的预测性维护,降低非计划停机的可能性。

生产层面上采用新技术,使企业运行更加安全、稳定和高效成为可能。工业互联网技术可以通过捕捉过程信息,进行数据分析,一方面可以辨别过程中可能出现的问题,预先采取措施,将故障消灭在苗头之中,以实现生产更加安全和稳定,另一方面可以找到更优的运行方式,实现最好的经济效益。

经营层面上通过实现智能化,企业能够根据市场波动不断对生产计划进行调整,能够准确地掌握生产中各个环节所产生的经济效益,跨领域进行团队的高效协作,有效地控制产品质量,使企业实现可持续、安全、环保以及低碳的发展。

智能化发展 新技术先行

目前,电力行业正在大力推广智能电厂建设,已广泛采用现代信息处理和通信技术、智能测量以及先进控制等技术,最大限度地实现电厂的安全、经济、高效、环保、智慧运行。深度应用“新基建”领域中的工业互联网、大数据分析和人工智能等技术,可实现数据和信息的深度融合,消除信息孤岛,实现智慧决策。

和利时结合近30年的电厂控制成熟经验,可通过生产智慧管控中心和生产智能控制中心的建设,形成一种具备自学习、自适应、自趋优、自恢复、自组织的智能电厂,实现智能发电运营控制管理新模式,使得企业达到更加安全、高效、清洁、低碳、灵活的经营生产目标。

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图1 智能电厂系统功能结构图

智能电厂建设不仅面向大型燃煤火电机组,还可面向中小型发电企业。以管控一体化平台为基础,建立电厂数据仓库,实现三维实时信息监视;

结合大数据分析,建立生产、经营和运行优化系统;

通过先进的一次风粉测控技术实现均衡燃烧、各喷口煤量煤质的精准测控,通过先进的二次风软测量技术实现各喷口风量的精准测控,利用锅炉燃烧数值模型、大数据分析实现变负荷变煤质下锅炉安全、高效、经济、环保的智能燃烧;

通过智能感知技术,实现互联网+的安全管理系统;

通过将生产过程与管理过程深度融合,提高电厂管控一体化水平;

通过在线指标统计和分析,为企业管理者提供辅助决策,全面提升经营管理水平和生产技术能力;提升机组负荷及燃料适应性,减少污染物排放;减少非停,提升机组可靠性;依靠科学运行和精细管理实现节能减排、减员增效的目标。

管控中心部署在厂级信息化平台,提供智能电厂各管理系统的入口和管理。管控中心功能运行的基础是全厂数据中心的建设,数据中心通过抽取生产、经营、燃料、设备、信息和集团等系统中关键数据,建立全厂的数据中心平台,实现信息高度融合。管控中心部署的主要模块包括三维虚拟电厂、综合信息管理、基于互联网+的智能安全管理、智慧决策系统、移动应用等,为电厂的精细化运营提供决策支持,形成全厂统一的决策指挥体系,实现以大数据分析为基础的一体化创新管理模式。

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图2 控制层智能生产模式

智能电厂生产控制中心通过与原DCS一体化的高性能主控单元和高性能服务器组成的建设,在DCS控制层形成具有运算复杂算法能力的智能DCS。在操作员站与原画面无缝融合实现智能燃烧调整、智能运行监控。由于智能化的DCS与原控制系统无缝连接,未来可以依托该平台实现原SIS系统中与生产密切相关的功能在控制层实现,整合行业先进的智能运行APP,实现生产过程的能效大闭环控制,逐步实现“无人干预、少人值守”的智能化生产模式。

智能电厂的最终建设,将会面向电厂全生存周期,利用新一代信息技术、人工智能技术、检测/控制/工程/运行/维护/管理技术,以发电系统为载体,在其关键环节或过程,形成具有一定自主性的感知、学习、分析、决策、通信与协调控制能力,能动态地适应发电环境的变化,并与智能电网高度协调,从而实现全局(包括发电产出、可利用率、效率、可靠性、可维修性、灵活性、损耗等)或局部优化目标,实现安全、可靠、绿色、经济、灵活的电力可持续供给的电厂。

审核编辑(王静)
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