【文字实录】国家能源集团 黄书益：乐东公司智慧电厂规划与实践——2023年智慧电厂论坛
接下来这位发言嘉宾将分享国家能源集团乐东公司智慧电厂建设应用过程中的规划思路和实践经验，有请国家能源集团乐东发电有限公司信息总监黄书益，作《乐东公司智慧电厂规划与实践》的分享，旨在构建覆盖公司全业务全过程的智慧大脑，精确感知生产数据、优化生产过程，提高全要素生产率。在国家能源集团火电智能电站"两平台三网络"建设架构基础上，规划建设智能安全、智能DCS、智能检修、智能燃料、智慧经营、虚拟电厂和企业标准管控系统七大板块，重点开展了十多个课题项目的研发。下面掌声欢迎！
黄书益：首先介绍一下我们公司，国家能源集团乐东发电有限公司成立于2012年5月8日，是海南省“十二五”重点建设项目，一期建设2x350MW超临界燃煤发电机组，分别于2015年7月和10月投入商业运营。同步建设7万吨级煤炭泊位1个，采用海水淡化处理技术提供全厂用水。DCS控制、等离子点火、布袋除尘、海水淡化等系统均采用集团自主产权设备、设施。
乐东公司已经成为全国乃至世界最清洁环保的燃煤火电厂。
我们公司积极研究煤电+模式，探索多元产业经营，努力打造清洁高效和综合能源智能供应典范。
下面介绍一下我们厂的智慧电厂规划。
2020年结合创建一流示范企业行动方案，制定了了动公司智慧发电企业建设三年规划，以价值创造为宗旨，推动生产经营管理的自动化、数字化和智能化和清洁化，运用云计算、大数据、物联网、人工智能等先进技术手段与传统电力安全生产、精确感知生产数据、优化生产过程，提高全要素生产率，激发员工的创造活力。
在做这个规划之前，其实我们在2019年底密集调研了国内在整个智慧电厂方面的一些试点单位，我们选择了对标东胜公司，构建以两平台三网络的基础架构，我们的实践路径跟他们有点不一样，他们直接上平台布网络，我们考虑到投入产出我们是以板块中重点课题为切入点，逐步推进我们智慧电厂建设。
规划建设智能安全、智能DCS、智能检修、智能燃料、智慧经营、虚拟电厂和企业标准管控系统七大板块，建设统一的多元异构数据中心，完善数据治理方式。规划研发智慧营销、智能吹灰、设备状态监测与智慧检修、四足巡检机器狗、碱金属结渣预报等十多个课题应用，我们设立了六个指标，统计报表自动化率96%，生产全过程智能控制覆盖率85%，专属数大于10，能耗降低1-3g。
下面就我们的课题研究与实践给大家做一个简单介绍。
1、智慧营销系统。
我们在做规划的时候，这个课题并不是第一个课题，它会放得稍微后一点，因为海南启动了电力交易市场，所以我们移交计划部就特别迫切想做这个课题，主要是两方面：一是实施成本分析模型，还有移交策略模型。
2、主要做法，包括成本模块、智能结算模块等。
3、研究内容，根据电力市场需求，包括了实时市场、日内市场、日前市场和中长期市场等，构建实时成本计算模型，以及营销辅助决算模型，包括深度调峰报价模型、现货市场报价模型，日前市场和中长期市场报价模型，同时建立了经营分析模块和成本优化模块。
4、主要创新点，基于配煤掺烧系统，基于地磅系统，以及基于调峰的报价策略等。
5、主要成果。
智慧检修平台，这是电力人长期追求的目标，做这个课题我们有两种路径可以选择，通过大量数据建模为主建立模型；二是我们采用SIS分析为基础，结合现有技术进行建模模式，我们发现专业人员对他们自己的设备并不是十分了解，他们也没有做过复盘，对于设备健康状况不是特别的心中有数。所以我们在SIS分析，构建螺旋故障树基础上，联合SAP一体化平台，针对缺陷和维修台帐，通过离线学习和在线学习，构建设备知识库和案例库。
主要研究内容：一是开展精密点检；二是实施智慧监测，对电站设备进行健康监测；三是RCM分析，我们集中在主机上，包括给水泵、送引风机，建立FMEA分析、从机理层面分析设备的故障模式；四是开展故障诊断，对电站设备开展故障诊断工作，结合精密点检数据，状态监测数据，设备FMEA分析，实现AI故障诊断推理；五是检修优化；六是运行优化，在实际运行中积累优秀案例，并对实施运行参数进行优化建议。
主要创新点：一是基于故障模型及FMEA分析的设备可靠性分析及检修策略。二是基于灰评估模型和分级评估模型的设备⋯
这一项目获得2021年电力设备管理创新成果一等奖，获得申请发明专利一项，学术论文三篇。
三是智慧吹灰系统，吹灰是预防积灰结渣的主要方式，目前锅炉的吹灰一般基于操作规程定期进行，势必造成吹灰频繁或者不及时的问题，灵活运行要求、煤源复杂、负荷多变、竞价上网，同时数据挖掘、人工智能相关技术快速发展。
研究内容，如果传热机理比较清晰我们通过机理建模模式，如果比较复杂的界面我们通过以数据为基础的建模模式，结合专家系统，模糊逻辑，达到吹灰决策，通过智能控制器实现智能控制。
主要创新点，基于热力学第一定率、烟气-壁面-蒸汽传热机制，融合监督机器学习，建立用于表面受热面清洁程度的机制。
主要成果，技术应用后显著降低了吹会频次，由于减少吹灰蒸汽消耗可节省约标煤1299.9吨/年，减少二氧化碳排放3444吨/年，减少了由于“垮焦”带来的受热面的管壁磨损。
这个项目获得2022年全国电力行业设备管理创新成果一等奖，同时发表核心期刊论文一篇，申请发明专利一项。
下面是海水淡化车间无人值守平台。
这个平台是这样的，我们那段时间正好把海水淡化车间人员并行到了集控，我们当时考虑投放机器人让它代替人的工作，因为化水区它的安全性和及时性相对低一点，所以我们觉得放机器人更适合一点。在做这个前期调研的时候，因为很多机器人对场地要求相对高一点，化水区从一个房间走到另外一个房间会有一些台阶，还有门比较窄，地面不是特别好，我们也不想去进行地面处理，所以就选择了四足机器狗，打造了智能巡检解决方案。
机器狗搭载了激光雷达，高灵敏度拾音性，实现了基于3D光雷达的导航系统，基于深度学习的缺陷识别算法和系统，实际证明这个区域放机器狗是完全可以替代人的，因为它一般巡检一个多小时，充电一个小时，它可以自主导航自主充电，同时它还可以看区域有没有异常情况，包括戴没戴安全帽这些问题。
这个项目获得实用新型专利4项，学术论文2篇。
下面是螺旋式连续卸船无人值守技术研究与应用，我们考虑到螺旋式连续卸船机的抓斗式卸船机的对比，高效可连续作业，生产率高，所以我们在同步考虑了无人值守的这样一个技术研究，考虑到新设备上的话人员具有学习过程，如果这个时候用智能替代或者智能辅助的话，更能体现价值。
主要做法，该项目通过基于激光扫描的识别感知技术、基于北斗定位差分惯导的定位系统，视频图像监控技术和安全防护系统，对卸船机设备各组件和来料传播位姿等实现了精准感知定位以及安全防护，实现了螺旋卸船机无人值守自动化作业。这个项目获得北斗创新应用成果以及创新一等奖。
项目主要亮点，精准定位系统，基于自主研发的北斗定位，实现厘米级定位，实现码头坐标系的标定，自主建立螺旋卸船机船型数据库，精准定位系统在统一的码头直角坐标系下精准识别、定位与测距，同时实现了防碰撞，卸料规划等。
实施成效，项目在2022年8月完成验收，试运行结果表明，其舱口定位精度小于5厘米，综合卸船效率达到60%，传播平均在港停时压缩5%，港区操作司机缩减20%。
螺旋式连续卸船机无人值守技术研究与应用项目填补了该记性自动化作业国内外技术空白状态，形成EI论文1篇。
下面介绍一下炉膛火焰中碱金属在线监测锅炉结渣预警系统。
这是项目必要性，我们通过数据分析法和实验室研究方法论证了我们刚才的结论。
主要做法，这些实验因为我们跟华中科大重点实验室合作，所以这些都是基于他们实验室的研究，通过对原子发光理论的定量分析，结合火焰热辐射的精确计算，从燃料燃烧火焰的子发射光谱中分离连续辐射光谱及碱金属发射谱线，从而实现燃烧火焰中气相碱金属浓度的在线监测。
项目的主要亮点，实现从0到1创新，首创碱金属浓度在线监测；实现结渣预防预报，将锅炉运行安全关口前移，系统设备运行稳定，在线监测数据灵敏度高。
项目的经济效益，减少锅炉超温次数，降低蒸汽吹灰器的投运频次，提高锅炉四管的安全性能；减少因大面积掉焦引起捞渣机异常停运等等。
项目申请了发明专利2项，同时我们也发表了一篇核心期刊论文。
下面介绍一下下一步的规划。
重点围绕数据底座，因为我刚才介绍我们一期是由小成本投资启动，由痛点问题着手的方式，实施了一些对我们来说投资收益比较大的项目，在此基础上我们下一步规划将重点围绕数据底座、平台建设、智能覆盖三个方面开展建设工作。
数据底座为生产数据的深度分析挖掘提供便捷的平台和配套工具，对生产数据、资产数据、经营数据等海量多源异构数据统一存储与分析，深入挖掘实际生产数据中蕴含的特征，信息和规律进行各类模型构建，数据分析结果与控制系统融合，使数据充分发挥价值。
一体化平台建设具备业界通用的微服务开发，开发运维一体化支撑能力。
实现智慧功能全面覆盖，通过六条主线，解决当前问题，建设智慧乐东。
刚才也介绍了已经做的重点区域的5G覆盖，我们将重点关注5G+应用思路，解决人员作业、环境安全等问题，以及前期应用基础上在做的比如说检修和关键设备的延伸。
实现智慧管控系统能力，实现智慧管控系统能力基于三项理念：一是数据驱动的价值理念，二是闭环管理理念，三是一体化主动安全的理念。
去年在国家能源集团智能电站建设验收评价办法中，我们做了一个自评，评分应该是高级区间，希望通过二期建设能够再提升一些。也希望在我们所关注的三个方面有优势的厂家跟我们开展进一步合作。
我想智慧电厂的建设任重道远，前途可期，希望我们由小成本投入，由点到面，逐步实现平台化，实现智能化提升路径，能够给大家带来一些有价值的参考，谢谢大家！
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