【文字实录】平行分论坛1 安全可控——2023年智慧电厂论坛

 

随着电力生产快速多元化的发展,新产业、新技术、新工艺、新材料、新装备带来的安全风险随之增多,发电企业安全生产管理的难度不断加大。自2022年起,相关部委涉及电力安全生产的政策也层出不穷。如何通过数智化创新手段保障电力供应安全有序,是发电企业科创工作的重中之重。智慧电厂论坛以发电侧的“安全可控”为探讨核心,邀请到9位嘉宾就此进行主旨发言并分享经验成果。

 

主持人:尊敬的各位领导、各位嘉宾,大家早上好!

我是国电南京自动化股份有限公司的徐力刚,本人专注于火电机组的智能控制和智能运行相关高级应用的研发和工程应用工作,很高兴能够成为2023年智慧电厂论坛平行分论坛1--安全可控专场的主持人。

    今天第一位发言的嘉宾是来自国能吉林台水电开发有限公司安监部的李县辉副主任,他将围绕《基于“互联网+”企业安全智能监管模式应用研究》这个主题为我们进行相关内容的精彩阐释,请大家掌声欢迎。

李县辉:尊敬的各位领导、各位专家,大家好,我叫李县辉,来自国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司,我今天向各位领导汇报的题目是《基于“互联网+”企业安全智能监管模式应用研究》。

我今天主要围绕这三个方面向各位领导做简要汇报。

首先,项目背景。

吉林台公司成立于2000年,通过近10年的发展形成了两户五机梯级电站,是目前新疆最大的水利发电枢纽,我们目前也在进行新能源项目的开发,也就是说针对公司面临的很多困惑,点多面广站点长,另外随着公司新能源发展,结构性及专业性缺员是公司面临的一个非常大的困惑,所以我们基于上述问题,搭建了一个智能在线可视的智能安全管控平台,这个平台主要为吉林台公司的安全管理模式和安全管理创新提供一个技术支撑,平台建设紧紧围绕习近平总书记关于安全生产的重要论述以及安全风险、隐患排查双重预防管理为核心,结合人、物、环、管四个要素进行搭建。

我汇报的第二个方面是项目解决方案。这是我们平台的一个架构,主要分四个层次,智能感知层、智能应用层、智能处理层和智慧决策层。其中智能感知层主要基于现场各个智能终端的一个应用,为现场的人员、物和业务等数据提供一个在线感知,通过智能应用和智能数据分析为领导的智慧驾驶提供一个决策的依据。

这是现场布置的主要内容,其中我们建立了安全风险、隐患排查、双维度管理平台,我们基于数字可视应用,建立了吉林台公司智能安全管控的一个可视化中心,再一个就是我们智能调度,为班组、终端等等一些终端产品在现场的应用。

    下面我一一向各位领导做简要汇报,首先是智能安全管控可视化中心,主要对安全数据,包括作业分布、人员概况等进行一个直观的展现,通过这个模块可以直观了解全场各类业务数据的开展情况,也是辅助领导进行一个安全驾驶,其中这个安全可视化中心主要包括6个模块:

    1、风险试测,是按照风险辨识法则,按照红橙黄蓝四色进行直观展现,我们点击其模块就可以了解到风险情况,包括风险闭环等等。

    2、人员定位,了解全场人员分布,可以详细了解全场各类作业人员的实际位置分布,也可以了解作业人员的详情,包括它的培训情况,违章档案等于,管理人员要实心范围监督,我都可以通过该模块进行责任赘述,这也是集团公司针对高风险管理的重点和有效措施之一。

    因为我们是水电企业,可能对前沿技术把握的不是很准确,我们在这个模块应用上走了一些弯路,吉林台公司我们在进行人员定位的时候,我们考虑到大数据定位方式,在线上可能存在大量的布线,所以我们首次采用蓝牙定位,蓝牙定位精度不准、定位精度偏低,我们进行了AOV定位探索,还是不行,最后我们上了这个模式。

    3、作业管理。作业管理模块可以详细了解全场,我们是五个电站20台机组,可以详细了解各个电站的作业状况,按照作业类型确定作业等级,以列表的形式进行展现,同时各个现场生成红色区域的电子围栏,这是水电的重点作业项目,我们支持超员、缺员等不同的预警功能,当然也都基于超精度模式下,假如说高危作业项目,我在后台设置作业模型,比如3分钟左右或者5分钟左右,他没有任何作业动作,我就视为作业行为异常,后台会发出预警,我简要判断这个人可能遇到了危险,我的人员就能赶到现场避免事故发生。再比如我的作业人员通过佩戴的智能安全帽上的SOS一键报警,我可以第一时间锁定作业地点,也可以让作业人员第一时间赶赴现场,也就是主动和被动的区别。

    4、预警模型,我刚才向各位领导汇报了。

    5、视频联动,针对现场所有的视频监控,在我的智能安全管控可视化展示,实际上做到了全场一张图,我的管理团、领导层,通过智能安全管控可视化中心可以时事调取。二期我们更多的是业务指导,针对我们的监控盲区,水电肯定是有监控盲区的,比如发电机检修的时候,我要把水抽空,它属于有电作业,针对监控盲区我们现场配备了5G布控球,也就是说作业人员通过现场的5G布控球包括佩戴的安全帽依然可以现场的作业场景,做到全场监控无盲区、无死角的问题。同时,结合水电实际我们基于三维建模结构,内置了三条耐用线路,水电,比如说现在是水电的汛期,将来可能到78月份,夜间测水要求,针对这些实际我们内化了三条线路,可以很快对全场设备和人员进行一个漫游巡视,同时漫游到什么区域,可以工作该区域联动的设施远程监控,做到虚拟和现实有效结合。

    6AI识别,我们目前所能实现的有四种,为规范着装、佩戴安全帽和吸烟等等,我们也有相对应的检查,我们现在在进行这方面合作,我这里重点想汇报一下它不同之前的电子围栏,现在市面上更多的是出现孔洞有这样一个区域,临近这个区域会出现预警,我们现在要破坏这种常态,首先我要判断卡式孔洞,比如我在检修时有个孔洞,我后台作业人员要划一个区域,当有人进入这个区域就报警,加入我现场人员的一份工作,这是不应该的。既然是智能识别,现在给我们合作方要求,你首先判断孔洞,比如离40公分、20公分,我就认为它是个孔洞,这个时候任何人员靠近它就要有这样一个告警提示。

    再一个防高空坠落识别,因为今天我们学习了很多事故报告,针对系统内发生的,尤其外围人员高空坠落情况我们开展了这样的专项检查,我们也在做这项工作。什么情况下我判断它是高空作业,首先判断这个条件,再判断是否规范佩戴了相应的安全防护设施,如果没有做到后台要发生这样的预警信号。

    同时有三个出口,在我可视化中心会有简短的语音提示,自动切换到对应的涂层并闪烁,并且现场智能语音进行喇叭播报。就是实时抓住人这个最关键的因素,与其说对人员的监管不如说是对人员的有效服务。

    这是我向各位领导汇报的第二个方面,也就是数据应用层。

    我们基于安全风险、隐患排查建立了双预控平台,这是PC端,这是我们的业务端,根据25个业务模块,以数值表盘模式量化,为领导安全管控和安全决策提供依据。将来我新能源项目上来,108万的新能源项目,将来200万的装机,点多面广,我监管人员监管不到位,我深知不知道现场它的安全可控有多少,我可以进行有效的实时把握。

    这是我们这个模块主要功能的介绍。

    这是我向各位领导汇报的第三个方面内容,也就是智能终端应用,其中我们现在看到的是智能三个终端,变成最小单元、最小细胞,工作任务和繁重,我们做这个模块的初衷就是紧紧抓住班子这个最小单元,将班组所有的线下数据搬到线上,我相信很多电厂都存在这样的问题,比如检查这个资料拿不出来或者那个资料提供不全,或者要一个一个进行资料填写,我们现在破除了这样的功能,通过班子终端智能应用我们有效解决了这个问题。

    这是我们的智慧教室,因为员工比较多,传统教育方式刻板、死板的方式,我们建立了智慧教室,主要分为两个区、安全培育区和安全互动区,通过市面上比较好玩、好看的方式让安全培训更简单、更智慧。

    这是我们的智能安全帽,昨天有领导进行介绍,我不再进行赘述,但是也有一个经验给大家做一个分享,原来我们在一期做智能安全帽的过程中,因为他是基于原来现场的巡视检查、手机、照相机等等,它可能在室外有定位方式,但针对室内它的定位做得不是很好,智能安全帽外围要对应终端,我们二期全部把它破除掉,既然是智能就要做到高端,除了安全帽基本功能以外还具备了人员定位的所有功能。

    未来的一个考虑,因为水电是无人值班、少人职守,但随着智慧企业的发展,我们现在做到了无人值守、智能支柱,这是我们智慧企业建设的初衷,我们要加快智能安全管控平台的综合开发和综合应用,加快数据的应用价值,我们的想法是打造中小水电智慧建设典范。

    在水电方面做得比较好的,对我们国家能源集团来说我们一直对标对表我们的老大哥,他是大公司,我们打造中小水电智慧建设典范,也为我们兄弟单位或者中小水电智慧建设提供我们吉林台公司的方案和模板。

    感谢大家,祝各位领导身体健康、工作顺利!

 

主持人:感谢李主任的发言,也为我们的分论坛开了个好头。

    下面有请湖南麒麟信安科技股份有限公司电力事业部大客户经理李建鹏先生,他的发言将基于麒麟信安操作系统展开,让我们掌声欢迎李总的《麒麟信安操作系统为新型电力系统建设提供自主可控安全底座》的主题发言。

 

李建鹏:尊敬的各位领导、专家,大家上午好,我是来自湖南麒麟信安的李建鹏,今天我汇报的题目是《麒麟信安操作系统为新型电力系统建设提供自主可控安全底座》。

    我今天汇报分三个方面:一是公司介绍,二是产品应用情况,三是操作系统生态价值。

    我先汇报第一个方面,公司介绍。

    公司成立于2007年,我们公司创始人杨涛(音)博士是国内培养的第一个操作系统安全方向的博士,我们公司自成立以来一直致力于操作系统开发和市场推广工作,目前有操作系统、云计算、信息安全,有三个产品系;市场方面主要是军队和电力这两个客户群。总部在长沙,在西安、南京、北京,我们都有分子公司,有十几个分子公司,这是去年10月份我们成功在上交所科创板上市,当时被媒体誉为科创板操作系统第一步,截止到现在也是国内操作系统唯一一个上市的厂家,这张图片是我们上市仪式,当时是湖南省政府领导还有操作系统倪光南先生、沈昌祥院士都来到了现场或者发来了视频祝贺。

    我们麒麟信安获得了国家相关部委的认可,我选了四个荣誉:一是国家发改委办法的高可信操作系统,国家地方联合工程研究中心;二是工信部重点支持的国家级“专精特新”小巨人企业;三是科技部国家科技重大专项核高基级成员单位,四是国家规划布局内的重点软件企业。今天咱们是电力会议,我们在军队领域也有相关荣誉,没有列。

    第二方面说一下产品应用情况,刚才有领导和专家问我。

    我们麒麟信安操作系统在在电力行业截至今天累计部署上线14万套,这张片子主要是电网侧的,是国家电网和南方电网,2017年在华地调、省地调等,这个是我们到现在有一些生地调还在建设,南方电网这边的一体化,也是国内对操作系统、CPU要求国产化最早的关键基础设施。

    上面这张图现在是三个大区,管理信息大区、互联网大区,我们麒麟信安操作系统无论是服务器、面板的等都有覆盖。我们主要是变电和配电自动化系统,互联网中台是一些数据中心,这主要是电网的应用。

    这是在我们发电集团,各省公司的应用,电源形式分布式、集中式、光伏、水电还有火电,我们都有应用。

    主要应用场景有这么几个,昨天我看班子领导讲区域集控,这是一个,第二个是功率预测,第三个是在发电侧的储能系统,我们都知道从21年随着新能源大规模装机容量的提升,国家、政府,以及电网有强制性配储要求,能量系统作为储能站中枢,它的安全性、可靠性、实时性是重要的应用场景,再就是并网,发电侧的应用。

    这是我们公司的一些其他指标,我们通过与国内头部的整机厂家,金风科技、远景能源、运达风电等合作,我们通过跟他们合作,主要在2018年,我们占领市场份额达到了80-90%的市场份额,这是推广我们比较有特色的地方。

    下面我重点分享一下我们操作系统应用的案例,这里我选四个:

    第一个是国家能源集团的一区域一集控项目,这是2021年我这边对接的,昨天能源集团领导也讲了,李总也讲新能源是点多线长面广,一区域一集控比较重要,当时我们一是解决了自己的系统,还有CPU选型,选了四款;二是设计方案中他们都是从数据采集、存储,以及计算、展示,都是用主力备件模式,我们基于信息系统高可用模型,这与故障相关;三是地方比较偏僻,对服务要求比较高,好多现场有故障的必须及时,我们也提供了7x24小时的支持,这个昨天领导说有8个省,现在应该是成功部署了12个省,现在还有3个省份,辽宁、甘肃和广西,现在也正在部署,这是第一个典型案例。

    第二个是远景等的功率预测系统,我们市场占有率比较高,一直操作的比较好。

    第三个说一下水电站操控系统,像水科院领导提出他们用自己的监护系统适配一个AMI架构的CPU,后来我们一直在做这个事,现在这个AMI架构用得比较多,我们在三峡这边,像葛洲坝等都有成功应用,这当然是比较大的电站都有应用。

    第四个我讲大唐陕西热电厂,火电厂应用,主要用于场地监视,部署在二期,现在刚推广开,还没有那么大的量,再就是其它厂站具体应用。

    这是第二方面产品应用。

    第三方面分享一下我们操作系统的生态价值。

    2021年我们与华为合作,这是我们公司的一项重要的发展战略,因为我们知道以前我们用的操作系统都是国外的发行版,现在在发电集团、厂站有很多系统都是华为的,我们2021年基于openEuler社区做的,现在大家知道有个39号文,免费安装、免费激活,但是到服务的时候是收费的,我们选择openEuler有两个技术线路,一是降低上游社区技术卡脖子风险;二是降低开源软件知识产权风险。

    我们用的是openEulerLTS版本,我们除了操作系统本身,基于操作系统,还有些增值功能模块,这些在电网还有发电集团都有应用,应用比较多的像安全探针,记录管控,高可用,还有其它的像安全增强软件,断电保护、一键备份还原;还有技术服务,包括系统运维、故障处理、性能调优,还有一些特殊的专门定制的特质功能。

    生态系统适配器,我们的服务器版面、桌面版本、嵌入式版本,全面适用,像鲲鹏、海光、龙芯、兆芯、申威、飞腾,项目上使用最多也就是选用两个版本,但他们的版本更新我们随时都是适配的,这是没有问题的,这是对CPU的生态适配情况。

    这是我们操作系统的形态,有麒麟信安服务器操作系统、麒麟信安桌面操作系统、麒麟信安物联网操作系统,麒麟信安云操作系统,还有嵌入式操作系统,针对电力应用场景不同,我们基于内核研发出来的不同操作系统,这些在电力也都有应用。

    我们麒麟信安为推动电力行业国产化生态圈飞速发展也作出了自己的贡献,这张图用了一些主要的厂家,还有比较大的集成商,我们一起为国产化电力生态圈作出自己的贡献。

    我们公司连续714年获得了公安部主持的等保四级安全测评认证,这在国内是唯一一家,这里面因为四级有很多重要的要求,现在在电网具体的规范要求有一部分,我这里重点分享一下可信,可信是比较新的,在等保这块。

    我们基于操作系统为电力行业提供专业的技术解决方案,我们不止是一个单一的产品,或者是一个技术,我们有整体的解决方案,这里列举了:一是高可用集群软件,电网和发电集团都有比较大规模的应用;二是存储多路径存储技术方案;三是集中运维管控系统,这个在今年2月份,年后是在国家能源集团湖南省公司已经部署了,电网侧相对运行比较多,发电集团相对少一些;四是集中备份还原系统,还有域名软件。

多说一下,我们不止有操作系统及产品,我们还有产品系,一是三维一体云计算平台及其方案,这个是在电网里面使用的比较多,在发电集团相对应用比较少一点;二是基于国密算法实现的加密产品,这块我们是强基单位,现在在军队和南方电网已经应用。

最后我分享一下昨天三位专家提到的79号文,就是针对CentOS迁移,我们有两种方案,一是原地透明升级迁移,我们叫一键迁移,可以转化成工具一键升级就行了,直接部署到最后迁移;二是应用适配迁移,也是用自己研发的工具,先做个评估,根据评估报告我们进行应用软件包括硬件配置来进行迁移,这一块我给大家汇报一下现在在华润集团我们已经部署,估计到5月份。

    感谢大家,借这个机会我也宣传一下我们公司,我们在1号展台,大家有机会想进一步了解我们公司产品或者我们公司的情况,也欢迎大家到我们展台咱们进行进一步的交流,这是我的联系方式,谢谢大家!

 

主持人:感谢李经理为我们详细介绍了麒麟信安旗下的全系列国产操作系统产品。

接下来,我们有幸邀请到了国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂设备管理部热控主管王一男先生,他的发言主题是《全国产化智能火电控制系统示范应用》。

王一男:各位领导,各位专家,大家好,下面由我为大家介绍一下布连电厂全国产化智能火电控制系统示范应用。

    我从以下四个方面给大家介绍:

第一部分机组概况。

国电建投布连电厂一期工程为2x66兆瓦超临界燃煤技术,给水泵组、一次风机、主要附机采用的是单列控制,布连电厂原有的控制系统采用EDPS-NB+系统,两台机组分别为2013年3月和6月 168投产运行。

下面是系统功能及配置情况,布连电厂DCS国产化改造是在原有设备和应用软件的基础上,研发应用一套具有完全自主知识产权国能智深EDPS-iSol系统,系统网络特性以及硬件性能优于国内外同类产品,实现不同工况下设备自启停、自组织和自身控制,提升核心子系统执行效率,减少运行人员的工作负担。

    智能发电控制核心功能模块,包括智能控制、智能诊断,以及机组能效计算三大部分,其中智能控制使用先进控制策略,优化控制算法和系统在线识别手段,提升各子系统的控制性能,实现机组快速、高效、稳定、环保运行。智能诊断通过对机组关键设备和参数的实时监控,提前对系统状态进行预估并给出预警,根据故障数据特征数据库,快速查找故障原因,为机组的安全运行提供有效保障。机组性能计算可以在线实时的进行技术指标和设备性能,对机组性能的在线监测。

第二部分我介绍一下系统的硬件配置,布连电厂1、2号机组所有的信号以及电源电缆在不更换的情况下,对DCS控制器、IO卡件、交换机、上位机进行自主可控的硬件更换。控制器、IO卡件分别采用龙芯和超威创新生产的40纳米和90纳米工艺芯片,投资系统采用Windows,全部采用国产软件,应用软件百分之百自主研发。

上位机为长城品牌,集成威腾的10纳米工业芯片,交换机为东图(音)品牌,集成龙芯40纳米工业芯片。系统软件配置方面也是在保持机组所有监控画面和控制逻辑不变的基础上采用威驰操作系统,替代原有的Windows操作系统,ECS软件采用自主研发的EDPS-E+4.0版本。

智能发电系统配置,通过部署四对智能控制区,六台分析服务器,两台计算服务器,两台实时历史数据库等智能组件,构建应用开发大数据分析以及智能控制环境,实现生产数据价值的深度挖掘和反馈指导。

系统智能计算引擎,作为iDCS的计算中心,与分散控制系统深度融合,提供可靠环境运行生产数据、智能算法和服务器算力的综合调度,实现生产数据向生产信息、知识的转化。智能计算引擎包括实时的计算环境、统计计算环境和建模的计算环境。

过程控制的数据分析链条,iDCS设计了完整的工业数据分析链条,依靠一系列智能化核心组件,极大地拓展了系统对全场的状态感知能力和优化控制能力,优化解决和控制指令直达设备。

    智能发电运行控制系统实现的主要功能,一是智能控制,实现协调控制、气温控制,多输入单输出,以及系统的在线识别;二是智能预警及诊断,主要参数预计,故障诊断;三是机组能效计算,锅炉系统能效指标计算,包括各机组能效指标计算。

    第三部分系统运行情况。

    全国产化火电控制系统投运以来,实现了自主、安全、可控、高效、环保、灵活、智能的应用,指标如下:一是稳定可靠,适应性较快。二是安装方便,降低隐患。三是气温控制系统、脱销控制系统。

    智能报警系统,减少误报率80%以上,减少高频报警信号80%以上,减少无效报警信号90%以上,报警信号相应时间小于1秒,机器学习、模型、样本生成、基础知识表达与配备的多种智能技术,实现自恢复功能,报警信息系统准确率大于或等于90%

    系统可用率大于99.95%,网络最大负荷小于15%,支持20万标节点容量,毫秒级数据采集,支持广域预测控制,支持参数DPU等扩展能力,支持复杂的逻辑控制方法,同宏算法的封装,最大算法容量不低于50个。

    第四部分应用成果。

    一是智能控制方面,机组的自启停,采用断电形式将机组各重系统按机组启动要求进行时序控制;二是磨组自动启停;三是定期工作自动执行,当一台设备长时间运行后,程控会启动另外一台设备,并检测当前两台设备的运行工况;四是智能优化控制,智能优化模块,优化控制部分以先进控制算法、系统辨识算法等解决具有大延迟、大惯性、非线性,提升控制性能,实现自趋优控制;五是机组实施能效智能分析模块,明确给出不同工况下节能降耗潜力和最佳目标;六是设备故障诊断模块;七是大型转机可视化监测与诊断系统,实现故障早期监测与诊断;八是执行机构性能监控模块,根据常见故障发生现象,快速识别报警;九是智能报警系统,采用及其学习算法提取历史数据中的机组运行模式,实现对运行参数的趋势预测、故障预警,全面提升机组的能见度,这也是通过机器学习、模型训练,机器学习训练完成以后布置到实时引擎,然后实现异常报警。

    谢谢大家。

 

主持人:感谢王主管的精彩发言。

    下面进行主题分享的是来自锐捷网络股份有限公司电力能源系统部的解决总监苗国华先生,他将在接下来的《锐捷智慧发电方案,打造电力数智新引擎》的发言中,将着重向我们阐释锐捷的智慧发电方案如何助力电企数智化转型。请大家掌声欢迎。

苗国华:各位领导,大家好,我是苗国华。

    去年在疫情期间我们在线上发布了这个算法,今天有幸在现场给大家汇报一下这个方案有什么变化、有什么新增。

    我今天汇报的内容分三部分:一是电力能源国产化数智化发展趋势;二是锐捷如何支撑智慧电厂安全可控,三是锐捷网络总体情况。

    刚才提到79文,去年一系列信创,它里面有目标、任务,替代途径,还有一些实施方法都做了阐述,我们要通过硬件、软件国产化来提高我们电力业务创新的能力。

    我们知道在电力能源在信息化和自动化演进要求中,投入也很大,今年328号能源局出台了加快推进能源数字化智能化发展的若干意见,进一步推动自主可控安全基础设施建设,46号又出来了2023年能源工作指导意见,这个通知也是提升能源产业链自主可控水平,加强关键技术攻关。

    昨天也有听到国家能源集团领导分享的报告,国家能源信创现在的进展,也分享了安全可替代的研发应用推广路线,一是要有计划,二是要找场景,三是要建路径。

    我一直在想数智化和国产化是什么关系,我们要帮发电企业提供替代的思路和应用。

    锐捷深度参与了信创标准制定,我们目前是信息技术应用创新工作委员会的会员单位,包含交换、路由、无线网络产品,还有网络安全和态势感知产品,可以做到全品类自主可控系列,全面支撑智慧电厂升级需要。其次从关键器件到操作系统也可以做到保障自主可控,既有自主研发的操作系统,也有新一代国产化嵌入式CPU,和新一代高性能的网络芯片,我们在福州也有基地,欢迎各位领导去参观。

    锐捷智慧发电方案,助力发电企业数智化转型,迈向低碳高效,我们目前打造了五大自主可控平台,包括全光低碳有线网络平台、业务不中断可信WAPI平台、合规易用云上办公平台、智能监控IT运维平台、网络安全等平台。

    一是全光低碳有线网络平台,我们从用户场景出发,提出了低碳极简以太全光,可以支撑市场未来30年的弹性需求;原来从楼层、到弱电间,现在不需要弱电间可以做到零配置,取电有保障。

    发电场景,我们可以全面替代以前非国产化的满足智慧电厂各个档次设备百分之百的替代需求。

    现在我们也服务于大唐集团内外网项目,通过极简以太全光,实现安全分区、使网络更加安全和健全。

    二是业务不中断可信WAPI平台,我们在煤矿、工厂和光伏场景都可以支持电子两票巡检业务。

    我们先看一下煤矿场景,一般来说煤矿要求安全、运营、效率还有单位成本的一些考虑,我们现在设计本安高可靠、千兆高宽带、10ms低时延。

    我们在神东煤炭提供了大规模无限覆盖、分权分区管理,大大降低运维成本。

    我们再看一下新能源风光电厂无线解决方案,我们知道新能源有的是场内需求、有的是场外需求,这种场景是比较复杂的,目前我们了解到的情况,最重要的是有没有信号,信号强弱,再就是对于一些生产、运营,一些安全的考虑,比如去场外作业安全管理是难以保障的,还有局部光纤缺少或者不够,这些都是一些问题,最重要的是网络建设要支持远程运维效率,提高效率的保证。

    这是我们的一个视频大家看一下。

    因此我们推出了这个新方案,这个新方案我们在陕西、山西、吉林等地落地实施,最主要的以前风电厂,风机卡机和机舱部署,可以实现周边覆盖,对集控中心要实现远程运维,运维效率可以大大提升。华能、大唐都发了一些文,我们方案可以高性能高性价比的去满足,如果大家感觉这个视频不够精彩,也可以找我们的销售经理进行详细的方案讲解。

    三是合规易用云上办公平台,目前我们的云方案也是最新的,它是轻量化的情况,它实现的原理就是可以在国产任意的平台上,不限X86,安装Windows虚拟机,外边有一台演示的大家可以看一下,不需要两个桌面来回切换合,通过国产的和Windows在一起,这样体验可以非常好。它最重要的特性,满足79号文要求,单轨智驾合规,会让我们的1级和2级单位适应国产操作系统;另外它是我们自研的一个协议,可以做到自主可控,还有一些数据安全,还有一些网络传输速率低的一些特性,下面也有一个视频可以给大家看一下。

    近年我们在大唐重庆云雾方案做到了试点落地,最重要的是把证照合规解决了 ,符合集团要求,对一些Windows以前不兼容的可以做到兼容性,后期我们把云坞方案进行一个升级,更好提升这个体验,为2级单位带来使用上的便利。

    四是智能监控IT运维平台,首先看一下我们的架构图,这是我们最新的运维图,叫乐享运维,最下面采用微服务的形式,包括采集、规则算法、智能调度、执行配优;第二层是应用层,我们采用场景华组件方式进行封装,对于不同场景可以灵活扩展,无论需要运维服务还是业务监控,还是一些应用工具都可以提供接口,全面支持前端调用;最上面一层是全运层,包括大屏、门户、通知,流程的东西。

    这个是我们的一个效果,这里面可以看到智能统一运维平台有三个面向,还有国产化,我们面向业务管理的赋知,面向运维场景的知识赋能,面向IT运营的决策赋见;还有基于知识图谱关系更新,还有响应识别,运维场景赋能,还有决策斌见。

    我们在北方联合电力已经落地了,因为播放联合电力是个总分机构,下属机构比较多,需要统一建设,而且它有些老的设备需要替换,最重要的是运维效率,我们在电厂因为人员比较少,所以要提高运维效率,找一些好的工具,我们现在把问题识别出来通过一套统一平台,分析及部署,目前已经实现北方联合电力,就是本部还有下属电厂统一的监控管理,实现了分级管理。后续还要继续做一些比如内网、外网的部署,建一些3G机房共环模块。

    五是网安联动网安安全平台。

    我们知道在建厂是有明确规定的,要做到安全分区、网络专用、纵向隔离、纵向认证、综合防护,我们安全产品全面覆盖等保二三级技术标准,提供完整方案,我们还有像安全态势感知平台,可以有效提高效率,我们看个实例,这个是我们在国华能源投资用的BDS+RIIL联动,安全与IT运维无缝结合,实现发电厂高效统一管理。

    因为时间关系每个方案大概讲一下,其实对于每个方案我们都有专门的几十页介绍,如果大家感兴趣还可以咨询,或者跟我们展位运营经理对接,其实我们项目是绿色高效节能低调,还提出了几点安全架构,我们相对去年来说,在国产化、自动化方面走了一步,为发电企业助力。

    最后,对我们公司做一个介绍,我们公司已经成立20多年,是福建国资委控股的,目前有8千多名员工,2千多家合作伙伴。过去纪念每年实现百万零售,我们现在的产品方案已经是服务于各大发电集团,各个业务场景,每一位客户都是我们锐捷的良师益友,如果有幸我们将继续跟在座各位深度交流,我们将深入到场景中,通过一些需求识别,通过技术创造性的解决问题。

    下一步在国产化和数智化双轮驱动下,期待跟各位有进一步交流合作机会,我的汇报到此结束,谢谢!

主持人:谢谢苗总分享电力能源场景化创新产品方案,非常具有参考价值。

    接下来由本人为大家带来主题汇报,谢谢。

 

徐力刚 国电南京自动化股份有限公司热控技术专家、博士

发言主题:面向灵活智能运行的新一代自主可控国产化控制系统

    各位领导、各位专家、各位同行,大家早上好,首先非常感谢大会主办方、协办方和支持单位邀请我们参会并做主题发言,今天我法相的题目是《面向灵活智能运行的新一代自主可控国产化控制系统》。

今天的汇报主要分为三大方面、三小方面,首先来介绍一下我们公司,国电南京自动化股份有限公司,简称国电南自,是中国电力系统首家高科技上市公司,现在是全球500强企业,中国华电集团的直属子公司。

在新中国成立以后,公司创造过多个电力行业全国第一,包括像60年代中国第一套精闭管保护,80年代第一套微机线型线路保护装置等等,培养了大批电力技术人才,被誉为中国电力自动化现代产品的摇篮和孵化器。

公司的业务范围包括电厂自动化及新能源发电、电网自动化及区域能源系统、轨道交通自动化与智慧城市、电力电子、信息技术及服务等,为各位业主提供全面的自动化解决方案。

 国电南自产品广泛应用于电力、市政、交通、水利、石化、煤炭、液晶、建筑能力。

     下面给大家说一下我们近年来的研发成果,国电南自谨记习总书记关于能源安全是关系国家经济社会全局性、战略性问题,在电力风控行业胸怀两个大局,牢记国之大者,履行科技创新国家队的职责。

在近年来美国大力限制中国高新技术发展的背景下,国电南自紧跟国际形势和国家政策,大力支持国产CPU、元器件、软件、计算机的发展,实现电力系统多项关键技术自主化,为了解决电力风控行业关键软硬件的“卡脖子”问题,国电南自成功运营覆盖煤电、燃机、水电、风电、电网等电力全谱系的华电“睿系列”风控产品,化解了电力风控行业关键软硬件断供风景,实现了电力工程系统的国产化从01。我们的风控国产化系统包括睿蓝、睿信、睿风、睿思和睿智,我后面会逐一介绍。

首先是睿蓝分散控制系统,这个主要用在火电、煤电、燃煤机组上面,还有燃气能机上面,系统采用自主可控国产化CPU、电子元器件等一系列国产化软硬件,包括完整的输入输出层,过程控制站,以及监控系统等,可实现电厂锅炉燃气能机、汽冷机和电器系统主附设备一体化监制,截止到今年已经实现了330兆瓦-1000兆瓦容量20多台燃煤机组的全覆盖应用。在燃气能机方面已经覆盖了9E、AF,包括东方电气国产G50级重型燃气机示范应用。科技成果鉴定结论为整体技术国际领先。

    睿信水电智能监控系统,该系统基于国产化软硬件生态,在自适应适配、基于可信架构的信息安全技术等方面取得了重大突破,实现了水电控制系统全面自主可控,截止目前系统已经在华电集团内外18个水电站、2个集控中心实现了规模化应用。科技成果整体国际先进,部分技术指标国际领先。

    睿风风电主控及监控系统,也是采用国产化软硬件生态,研制了模块化、系列化风电主控装置和风电场一体化监控系统,多种陆上和海上风电机组实现了批量华应用。科技成果鉴定结论为整体打造国际先进水平,部分成果处于国际领先水平。

    睿思新能源远程集控装置,采用了国产化软硬,基于华电睿思工业互联网平台架构开发多种智能应用,形成了整套区域风电、光伏一体化运行集控系统解决方案,目前全国首套安全可控新能源集控系统在华电河南集控中心成功投用,实现了核心软硬件模块、核心软件代码百分之百自主可控,目前还在广西、四川、宁夏等区域进一步推广。

睿智智能变电站自动化装备,也是基于自主可控国产化软硬件生态,研制了全国产化智能变电站,包括继电保护、温控装置等自动化产品,攻克了硬件可靠性、软件兼容性难题,彻底实现了智能电网自动化核心装备的自主可控,在国网、南网近20个省市超过66个变电站进行了挂网,覆盖了10千伏到1千千伏的电压等级。

国电南自一年一台阶、三年三突破,先后实现了12个国内首次,有效解决了电力风控系统存在的断控风险和安全漏洞,其中有三项成果列入2021年度能源领域首台重大技术装备清单,包括重型燃机能机国产化系统、自主可控水电站、计算机监控系统、自主可控水电站计算机监控系统、自主可控智能变电站保护装置和监控系统。

其中华电睿蓝分散控制系统获得了2021年中国电力科学技术进步奖一等奖,整个华电睿系列电力风控系统获得2022年国有企业数字技术十大典型成果。

    根据大会主题我简单介绍一下我们在火电智能电场华电睿蓝系列的主要应用。

华电睿蓝分散控制系统,主要用在大型燃煤机组控制以及重型燃气能机控制,还有智能控制,它的型号分别如下。

首先来介绍一下燃煤机组DCS华电睿蓝,DCS,在2018年之前我们电力风控系统核心软硬件当时自主率是非常低的,存在“卡脖子”风险,包括当时国产化核心软硬件可靠性难以满足自主可控要求,而且2018年大家都知道当时是中美贸易战,美国针对我们风控系统网络攻击激增,系统网络安全风险加剧,而且当时风控系统自主可控生态产业链定位等空,所以国电南自想通过应用研究带动基础研究,实现真正意义上发电分散控制系统自主可控。

这是我们华电睿蓝DCS研发历程,我们在2017和中国电子旗下的飞腾公司探讨采用国产飞腾CPU替代公司原有英特尔CPU的可行性,在2018年正式启动基于自主可控国产CPU的分散控制系统研制,并在201912月在扬州电厂330MW机组上面投运,2020年我们正式启动自主可控分散控制系统研制工作,实现过程控制、监控系统、服务器、操作系统全面国产化替代,11月份在芜湖电厂660兆瓦,超强临界技术上面应用,2023年截止至今已经推广至20多燃煤机组。

我们华电睿蓝DCS基本架构是基于PKS,就是飞腾CPU和麒麟操作系统,实现了现场层、实施控制层和监控层的完全自主可控。

    目前国产化替代情况包括像飞腾CPU、麒麟软件、长城软件、紫光内存、高云等一系列国产化元器件、软硬件,当时碰到了六个方面的技术难点,研制的时候,首先是国产CPU替代英特尔CPU带来的指令和差异,还有国产化软件兼容性、适配性问题,三是国产控制站DPU操作系统的定制裁剪,最后还有系统继承以后整体稳定运行。

    所以我们在研发过程中形成了五项关键技术,包括自主可控多核CPU的多任务模型化多级调度技术,基于控制逻辑时序同步出发模型的多主并发I/O数据交互机制,自主可控分散控制系统分级,多态测试验证方法等。

    目前我们华电睿蓝各项技术指标达到并且超过国家标准,而且可以对标国外厂商,其中在核心周期和SOE分辨率上有特别好的性能。

    上述众多技术特点架构了我们目前自主可控率达到百分之百,卡件国产率达到百分之百,以及架构DCS系统整体信息安全架构并且可以协同智能发电新技术、新一代自主可控国产化控制系统华电睿蓝DCS

    华南睿蓝DCS已经通过了多方认证和测试,并且还通过了工业和信息化部第五研究所的国产化认证,分别在2020年和2021年通过了两项中国电机工程学会2位院士为首鉴定委员的鉴定,其中基于自主可控国产CPU的分散控制系统,鉴定委员会认为该项成果整体技术达到了国际领先水平;国内首套基于国产芯片和操作系统自主可控分散控制系统,鉴定委员会认为整体技术达到了国际先进水平。

这是当时两台首台示范应用,目前已经在20多台机组上面实现了改造和替代。

    下面来给大家介绍一下我们华南睿蓝DCS重型燃气控制系统,这是当时DCS研发历程,我们开放了专用功能算法,全面控制策略,全面提升了DCS系统算力,实施性和功能性,当时也碰到了六个技术难点:首先是重型燃气轮机发电机组部分核心算法模块,国外长期对我国进行技术封锁,设计与测试过程反复迭代,还有燃气轮机控制系统与静态启动器及励磁系统之间存在通讯壁垒等。

    所以针对上述难点,当时我们进行技术软法的时候采用了国产化软硬件研发和全程控制策略设计,还有关键技术设计并行的方式,并且我们当时搭建了进度非常高的仿真平台,为了缩短在现场调试和测试的时间,最终按期使得这个产品成功投运。

    主要形成的关键技术如下:包括重型燃气轮机发电机组运行全程控制策略设计,重型燃气轮机自主燃烧调整技术,以及基于国产CPU平台的网口独占兼容EGD协议的控制器通讯技术开发。

    这是我们公司华电睿蓝TCS运行的指标对比,我们在启动时间、启动成本、AGC模式小负荷性能都是优于对方,华电睿蓝TCS形成了六件套,华电睿蓝TCS通过多方检验和验证,包括查新报告和用户报告,这是3台业绩清单,包括浙江龙游9E燃机、广东清远G50国产燃机今年3月份才投用的,当时2022年列入国资委1025专项工程攻关项目。

    最后来给大家介绍一下我们公司的智能控制系统。

    在双碳目标下,目前火电机组自动控制面临下面四个问题:包括电网考核严、特性不匹配、煤质变化大、深调要求高,像一些区域比如像新疆区域,下发了相关文件,对机组灵活性调节和智能控制提出了更高要求。华电睿蓝进行了自主可控升级,打造了灵活开发环境,我们融入智能传感设备,设计了相关的数据清洗、算法,打造了智能控制系统ICS,这是我们公司智能控制系统的架构,在原来TCS的控制网上我们假设了智能化,增设了高性能控制器,这是我们ICS层级图,在基础平台DCS架构。

    由于时间原因,一些高级应用我会给大家展示一下业绩,我们目前开展了调优控制、气温调优控制、直流炉给水控制。

    深度调峰优化控制,机组现在可以满足20-100%大负荷运行,机组智能启停系统APS,优化了机组过程,实现了智能、快速、节能的功能。在华电芜湖电厂,我们相关的运行指标都是优于国家标准,还有一些功能我们目前已经开发完成,但是正在投运,像嵌入式视频联动,可能大家觉得视频联动没什么信息,但其实对于DCS是不一样的,DCS没有这个监控,目前这个视频都是做在三驱的,但是运行员给我们提出要求,他想在运行时看到设备运行情况,特别刚才有些功能模块,比如机组智能启停APS,启停机会采用管点形式,为了节省运行人员相关的操作,我们开发嵌入式视频联动,可以跟APS联动使用,从而为打造无断点技术打下了基础。

    我们开发了火储联合广义协调控制,可以有效提升火电机组整体功率控制的响应时间,提高机组运行稳定性,最后最近比较火的宽负荷自动巡航,像制粉系统、给水系统和设备定期自动轮换。

    目前我们华电睿蓝ICS智能系统已经应用在七个电厂。

    最后总结一下,自主可控国产化控制系统解决了发电控制系统“卡脖子”问题,推动了国产通用芯片和操作系统在电力控制领域的成功应用。

    今天时间比较短,这是我的企业微信,大家如果有兴趣我们可以线下再交流,谢谢各位,我的汇报到此结束!

    感谢各位的认真聆听,接下来让我们请出晋能控股集团长治发电公司科技信息高级主管闫聪先生,他将以长治发电公司智慧化电厂为例,分享通过生产过程智能优化控制,结合大数据分析、私有云平台、智能机器人、三维可视化等技术,建设智能、安全、经济、高效的升级版智能型电厂的建设历程。下面我们掌声欢迎他带来《基于智能发电与智能服务的一体化管控平台》的主题发言。

闫聪:各位领导大家上午好,我是来自晋能控制集团长治发电公司的闫聪,我给大家带来《基于智能发电与智能服务的一体化管控平台》主题演讲。

    我的演讲题目分为四个板块,一是公司简介,二是智慧电厂整体的规划设计,三是智慧电厂建设情况,四是成效。

首先带来我们公司的简介,晋控电力山西长治发电有限责任公司是晋能控股山西电力股份有限公司的全资子公司,成立于20162月,202145日一号机组完成168小时试运,531日二号机组完成168小时试运,成为山西省首座双机投产百万电厂。

公司两台百万千瓦机组是晋东南-荆门100kV特稿压输电线路的重要配套电源,采用国际先进的超超临界、直接空冷燃煤发电技术,通过降低冷端背压,增加回热抽汽级数、设置蒸汽冷却器、采用空气预热器旁路方案,回收烟气余热等技术,进一步降低发电煤耗指标;配套建设低低温静电除尘器、湿式除尘器、双塔双循环湿法脱硫装置,SCR精准喷氨脱销装置,烟气排放指标优于超低排放标准。

“十四五”期间,长治发电公司根据国家加快晋东煤电基地建设和晋能控股集团的总体要求,充分利用区域关停机组节约出来的煤、水、土地和环境容量等资源要素,依托已建成的两台百万机组,努力建成一个深度煤电一体化的绿色能源“智慧”型企业,着力推动地方经济高质量发展。

    下面是智慧电厂的整体规划设计,我们智慧电厂总体架构是一个平台,工业互联网云平台,两套系统智能发电平台和智能服务系统,四个目标是安全、环保、经济、高效,五维一体,运行、设备、经营、安防、办公、一体化设备管控。

    下面是主题架构,分为四个层面:感知层、存储层、传输层和应用知识层。

    我们智慧电厂分为智能发电平台和智能服务系统,智能服务层主要通过燃料、物资、人员定位、经营,还有风险管控,还有包括两套系统都是在智能服务层。

    下面是智慧电厂的整体建设情况,我们建设目标是在全厂主辅一体化分散控制系统、先进现场总线设备基础上,通过生产过程智能优化控制,结合大数据分析、私有云平台,建设智能、安全、经济、高效的升级版智能型电厂,推动火电厂的可持续发展。

    两的平台,一是智能发电平台,这是我们的智能发电平台的场景展示,分为五个大的功能模块,一是决策驾驶中心,二是智能巡检系统,三是智能监盘系统,四是三维虚拟监盘系统,五是精准防安系统。

    一是决策驾驶中心,基于三维全景的管理驾驶舱,动态展示现场运行及检修人员分布、机组启停等信息。这是我们的两套系统的决策驾驶方面的展示,这是缺陷检,这个是作业系统各种危险作业,下面就是电压指标还有一些性能计算。

    二是智能巡检系统,智能巡检系统分为这三个方面,这是我们的巡检巡点系统,每个点位上都有智能二维码,通过手机APP连接,能展示各个设备的具体情况,填写到设备商就能实现数据积累还有些数据的在线监测;这是在我们主控室智能巡检系统的主画面,各项指标参数,包括巡检已检和未检展示,实现单点接入,工作流程的整合和发布,企业领导可随时掌握设备状况,巡检完成情况。智能巡检机器人分了四台,包括激光、无线,还有轨道机器人,这是信息灵敏层的机器人,包括红外成像、仪表识别;这是轨道机器人,它结合人工智能、大数据分析、物联网技术为带式传送及巡检等工业环境提供一套智能、安全的方案。智能监盘系统,智能监盘系统结合实时计算并监控机组主要控制回路的调节品质状态,采用控制指标评价相关算法,通过对控制回路动态数据的分析,量化当前控制系统的控制性能得分给出指标评价。采用机理与数据驱动混合建模,机器学习以及知识推理技术,构建设备特征模型,通过分析模型以及设备输出之间的关系,对健康度进行评价,然后进行调整。

    这是三维虚拟电厂,我们对整个现场进行了三位一体建模,包括电子间还有各个机房,还有整个设备分布情况,设备管理情况和设备运行情况。

    精准喷氨系统,这是我们在环保上做的技术,主要是流畅优化、分区改造、分区测量,总量控制、分区调平。它是通过对浓度场和流场分区描绘,描绘之后通过分区控制对分区进行喷氨。NOx的分布,在大尺寸烟道横截面分布不均、且不断变化,所以我们要进行实时喷绘,SCR脱销系统精准喷氨系统通过两套风管,下面有喷氨直管,对烟气侧进行喷氨测试。精准喷氨系统建成之后会进行合理调节,实现SCR出口分区内NOx浓度最大偏差小于10mg

    智能服务平台分为四大模块,分为智能燃料系统,包括堆取料无人值守、智能安防系统,还有智能物资系统,智能两票系统,其他东西其实都是在为智能两票系统进行服务。

    智能燃料系统,对煤厂进行三维测控,激光扫描,实现煤厂数字化管理,实现燃料智能化管控,从入炉到入场券自动化管控。系统结构,包括操作员、服务器还有激光扫描建模,测出来煤厂的量和煤厂的热值都有重要作用。包括现场视频监控在主控制室都能看到,并且也是进行无人值守。基于无人化操作平台开发符合现场操作习惯的操作系统,操作界面易用,功能全面,它可以通过将不同热值的煤,因为我们是两台煤厂,堆在不同的区域,对煤厂进行3D建模,旁边有个动画视频,具有可操作性,同时主界面能实现报警信息的推送和查询,进入历史数据的存储和查询,设备状态实时的图像检测和显示。各种煤质都可以对方在不同的位置,无人值守的控制软件堆取料控制软件具备参数设置及维护、创建计划、修改料堆、初始化、设备操作、扫描仪操作、3D存煤模型显示等功能。

    这是我们的煤质在线检测,这是智能燃料掺烧,智能优化配煤掺烧,这是我们现场的那套系统,还有终端各项数据指标。然后我们就实现了数字化煤场和燃料管控,因为火电厂在煤这块的管控,煤是主要的成本,实现了购煤、存取、上煤、加仓一直到排放的有机结合。

    再一个智能安防系统,分为监控中心模块、人员定位模块、行为分析还有历史轨迹、虚拟电子围栏、区域分级管控、安防设备模块以及移动的APP。这是我们现场的监控模块,现场监控模块将现场监控区域所扫描到的区域,在三维系统上可以随时调取,这是人员定位模块,人员定位模块在三维场景中精确显示现场人的活动轨迹,实现安全管控。实现两套系统还有视频监控、人员定位,包括电子围栏一体化应用。

    利用互联网+手段打通内外供应链上下游,节约物资采购成本,提供物资从生产、物资到需求、采购、到货、出库的全过程采购,提供内部物资管理系统与外部电子上午平台互联互通,无需导入、导出,实现供应商协同。

    最后是智能两票系统,包括门禁,还有各项流程审批,两票系统库存、物资系统进行查询和领料,最后实现了现场人员定位、门禁、电子围栏,包括视频监控的联动,最后就是一个智慧办公系统,就是手机端的,安卓端和IOS段,跨平台操作,离线、在线,还有离线在线混合,两票交接班、功能柜等在上面显示,包括蓝牙的定位。

    成效主要是在安全性上面进行考虑的,智能监盘系统将运行规程和电力安全规程知识化、历史数据和运营经验模型化,利用智能知识库协助人员对运动中的各类参数和设备状态进行监测,最终达到机组运行少人职守,降低运行人员的劳动强度,提高安全性。堆取料无人值守的话,可以实现煤厂无人值守,还有管理数据自动生成,达到全流程无人值守,降低运行人员的劳动强度。巡检机器人运用图象识别、无线通讯,还有包括激光的导航算法,是部分代替人工巡检,减少人工巡检次数,降低危险地区人工事故隐患。经济性方面,每年节约大概700万左右。

    谢谢大家,我的演讲完毕。

 

主持人:感谢闫主管的分享,相信对在座的各位电力从业者都很有启发。

    接下来带来发言的是来自国家能源集团江苏公司太仓发电限公司的运行部值长李良鹏先生,他提出以“操作自动化、控制集约化”为理念,围绕机组的启动、运行、事故处理等方面设定工作目标,细化分解工作任务。他的发言主题是《机组一键启动及自动控制优化研究与应用》,大家掌声欢迎。

李良鹏:各位领导、专家、同仁们,上午好,我来自国家能源集团江苏公司李良鹏,我今天发言的题目是《机组一键启动及自动控制优化研究与应用》,我作为燃煤机组对于运行这一块的要求和需求,就电厂运行近20年热控的研究领域应用。

    首先我就这三个方面进行介绍,一是公司背景,二是工作内容,三是成果及效益。

    公司介绍,国能太仓电厂成立于2005126日,隶属国家能源集团江苏电力分公司,总装机容量2x630MW,两台机组是上海电器制造的第一台、第三台国产超临界机组,分别于2005118日和2006120日投产发电,于2015年、2016年投资6亿元主动实施机组节能环保综合升级改造工程,实现尘、硫、氮小于11525毫克标方的近零排放。

    国能太仓发电有限公司两台机组已投产超过16年,机组运行面临突出问题较多,主要矛盾如下:两台机组投产较早,自动化程序较低,机组启动过程中大量操作需要值班人员手动执行,易产生误操作、漏操作;再一个运行值班人员数量逐渐减少,平均年龄逐渐增长,每个值9-10人,存在结构性缺员,在机组启动、运行及事故处理过程中人员配置不足的矛盾越来越突显。为解决上述问题,太仓公司成立创新工作室为依托,运行部和热供专业末期配合,坚持自主研发,取得了较大的成果。

    本案例从机组的机组启动、正常运行、事故处理三个方面不断提高机组自动化水平。

    机组启动方面,按照锅炉、汽机、电气系统出机组启动过程中的重要操作,实现重要操作的一键执行。

    正常运行,优化自动控制参数,开发定期工作自动执行程序,运行人员的大部分操作被自动控制取代,机组运行的经济性和安全性显著提升。

    事故处理,我们提高了事故处理成功率。

    以操作自动化、控制集约化为理念,坚持机器代人的理念,制定工作策划,成立自动控制提升专项攻关小组,围绕机组的启动、运行、事故处理等方面设定工作目标,不断提升机组自动化水平。

    将机组启动过程按系统进行分解,根据设备情况确定系统自启动可行性评估,如具备自启动可行性则列入攻关计划,开发意义较大的模块如下,主要是锅炉、汽机和电气方面。

    风烟系统一键启动,采用大顺控套小顺控模式,可正常启用,风阻RB恢复等多种场景。

    一次风系统一键启动,自动打开制粉系统空气通道,启动一次风及密封机。

    自动进行磨组通风、暖磨,启动磨煤机及给煤机等操作,按一定速率增加给每辆至目标值并投入自动控制等。

    这是机组升温升压,从这个图片来看,在优化之前手动测温一个是时间比较长,不太稳定,通过自动升温,大大缩短了升温升压时间。

    从小汽轮机冷态自动冲转到目标转速,在这个过程中间对人员操作频率比较多,关注事项比较多,根据系统研发,我们相当于把汽轮机冲转,一键冲转,控制它的温度和参数,冲转过程中的振动和温度变化情况,确保了冲转过程中的快速性和安全性。

    从给水泵暖机状态自动升转速,开泵出口门、并入运行给水系统,给水泵再循环自动控制,并泵快速。汽轮机通过逻辑控制,达到机组自动冲转、升速,同期全程自动化控制目的,为机组安全快速启动提供了保障。

    厂用电一键切换模块,机组启动后和停机前需要进行厂用电切换操作,该模块投运后,实现厂用电在工作进线和备用进线之间的一键切换,杜绝了误操作的可能性。

    针对运行人员平时操作调整较多定期工作进行自动程序开发,大大减少机组正常运行过程中的人为操作,针对一些节能运行方式开发自动控制模块,根据负荷实时动态调整运行参数和方式,节能效果明显。

    除湿大流量冲洗一键启动模块,本着提高机组自动化水平,减少运行操作的原则,降低误操作机率。

    锅炉一键除渣模块。

脱硫氧化风机一键启停模块,在脱硫氧化风机改造之初,为了规范氧化风机启停启停步骤,减少运行人员操作,实现高质量完成7、8号机组的绿色改造工程,脱硫氧化风机一键启停控制与新脱硫氧化机同时投入使用。脱硫氧化风机一键启停控制程序的使用,提高了机组自动化水平,简化了运行人员的操作步骤。

    闭冷器一键切换冲洗模块,闭式水冷却器在日常运行过程中每半个月需要进行冲洗、切换以及进行高压开式泵的操作,操作不当易导致闭式水温度波动,影响机组辅助能力,该模块运行后,闭冷器切换冲洗一键完成,切换冲洗过程更加安全。

低温省煤器系统一键启停模块,为了减少运行人员在机组升降负荷时低温省煤器系统启停的操作步骤,减轻监盘人员的工作负担,缩短低温省煤器系统的启停时间,对低温省煤器系统启停进行一键启停逻辑开发。针对低温省煤器系统启动步骤设置相应的边界条件及顺控逻辑,实现低温省煤器系统一键启停,减少了运行人员在低温省煤器系统启动中的操作量,提高工作效率。

    公用变压器电源一键切换模块,优化两台机组公用系统电源互切功能,整个操作时间由原来的1小时降低  到现在的5分钟左右,同时降低了运行人员停送电操作风险。

    电除尘高频电源自控控制,设计控制回路实现电除尘二次电流自动控制,根据负荷进行实时动态调整。

    设计事故处理监视画面,根据事故工况下的典型参数,建立事故工况模式,提高事故处理的成功率。

    针对之前发生的发电机逆功率保护未动作,在DCS中增加了MFT跳闸联动监视画面,简化了事故处理。

    对于常见的给煤机断煤事故,增加了断煤自动处理程序,全开冷风调节式挡板、避免温度高直接跳闸等问题。

    这是科技成果。

    效益情况,机组启动时长缩短3小时,每年4次启动可节省40万元,协调控制优化,“两个细则”奖励金额提高70万元机组启动等等,运行经济性和安全性提高、合计每年可增收450万元。

    我国火电行业有相当一部分机组是600MW及以下容量,由于建造时间早,自动化程序较低,受电力结构调整、新能源比重增加、电力现货交易等因素影响,机组启停频繁、负荷变化大、对机组自动化水平提出了更高的要求。国能太仓电厂面临的局面在行业内具有普遍代表性,我们公司通过自身实践,不断开展机组自动控制研究,探索出一种自主研发的模式,成果丰硕,经验值得借鉴,具备行业部分推广价值。

    汇报完毕,谢谢大家!

 

主持人:非常感谢李良鹏先生。

    下面有请国能粤电台山发电有限公司维护部热控检修专责武文斌,为我们带来《基于物联网的设备自动故障诊断与状态分析系统研究与应用》的主题发言,请大家掌声欢迎。

武文斌:大家好,我将分五个方面介绍:

    第一方面项目建设背景和必要性。

    当前电力行业设备管理存在着数据建模更新,缺少数据建模能力,导致设备在运行过程中存在过修、欠修情况,导致设备在故障分析,诊断的时候这个精准度不足,而且对于故障经验传承与积累缺少这个方面的一个积累,在人员培养和人员成长方面也是速度比较慢。

    传统的诊断技术存在很多缺点,现在很难满足电力企业设备智能管理的需求,这个设备自动故障诊断与状态分析系统,通过对设备进行诊断的一个模型建立,对设备监测进行预警,进而达到提升设备可靠性、提高专业能力,减少排放综合费用,降低劳动强度,节约维护成本、机组节能增效。在巡检过程中我们跟巡检设备,在巡检节检仪上报送过去,可以很快查看当时的状态。

    第二方面国内同行业现状和发展趋势。

    基于物联网设备自动故障诊断与状态分析是通过对数据的精准感知,将多元异构数据进行多样化的存储与管理,通过搭建可视化的设备机理诊断模型,通过AR大数据模型建立,精准预测设备变化趋势,实现设备检测在线监测、设备预警、设备智能诊断,成为设备管理的一个最佳手段。

    技术方面,设备建设我们通过三个方面,一是数据采集,二是基础平台搭建,三是应用平台构建,在基础数据采集方面,我们与可视化项目,把它的数据采集过来进行集成,通过对可视化项目对我们监测数据的补充汇集,从而达到数据的统一化、标准化的管理。在基础平台搭建方面,通过工业物联网平台实现对数据采集、数据模型构建,还有应用开发、管理技术上的统一,同时为上层智能应用提供一个技术支持与支撑。智能应用方面通过对设备及环境的一些参数进行诊断、集成、采集,实现设备自动故障诊断与状态分析。

    目前我们已经接入了7台机组,189台,建立了3千多个故障诊断模型,全面实现了故障预警,这个是我们的一些画面,就是工业总览图,展示数据通讯状态还有各台机组设备的运营状态还有健康状态,系统总揽主要展示各个机组健康评分,各台机组的故障报警、参数报警和一些诊断的模型触发,像设备画面就比较详细了,设备画面有这个设备简单的情况,以及重要的参数的一些显示,健康度评分,还有设备启停记录,运行记录,还有报警参数,以及对于报警之后我们的诊断意见,都在上面详细体现出来了。

    实时监测对现场设备进行自动检测,在线显示现场设备运行情况。

    趋势分析,它支持多时段、多参数、多台机组,设备趋势、选择、查看与分析。

    报警列表,现场已经触发的各类报警次数,时长,还有参数报警信息,支持报警日志,报警处理,以及报警分析。通过看报警比例可以快速分析报警等级高的情况,结合知识库更加精准确认报警原因,给出相应的解决方案。

    这个是报警回述,通过对报警高亮的报警通知,同时展示报警触发时的参数信息,比较直观回述当时报警触发情况。

    诊断分析是针对模型内的故障现状生成诊断报告,同时我们将及时诊断报告、定期诊断报告、现场反馈相结合进一步提高诊断正确性。

    振动分析,我们有一些诊断的图谱工具,这些图谱工具用于发现机械设备不平衡、不对中等早期现象预兆,同时进行分析来达到解决故障隐患的目的。

    运行报告是对设备参数在一定时间内的数据进行一个统一,设备人员可以通过查看设备关键特点参数的周期性变化,来判断这个设备运行的状况。

    启停分析就是将启停状态以报表形式显示一下,所有机组、所有设备在特定时间内的运行时长、运行次数,停机时长、停机次数,以及累计时长,通过这些来判断超长的现象。

    案例库,我们通过这些案例进行维度的分析分类,把案例纳入其中,在故障触发的时候这个案例就会同步在诊断报告上附出来,什么时间,在什么时候,本厂触发过同样相同的案例做个参考。

    在信号采集方面,我们运用数据信号处理技术来保障数据模型的精准可靠,通过工厂建模技术进行工厂设备建模,同时将动态数据、静态数据,工艺参数等融入其中。运用工业互联网技术对数据进行采集、融合、分析。

    工业机理建模规则技术,洞察状态,实现全生命周期机组运维。

    工业数据智能平台技术,通过可视化AI建模,实现模型全流程管理。

    在应用创新方面将AI算法与专家经验深度融合,实现故障预警与诊断。

    通过对设备健康状况的综合分析,对设备故障状态类型分析,再到曲线分析,融入到设备诊断知识库中,实现对设备预警的精准指导。

    能效劣化分析,就是将历史能效变化进行大数据分析,得到当前能效水平,结合知识库来分析能效劣化的原因,生成能效包裹,降低工况失准风险,避免设备因为加速老化而产生缩短寿命,延长设备的生命。

    整个诊断报告,我们通常四方面考虑,对通讯状态、运行状态、健康状态、能效分析四个方面进行考虑,监督网络通讯还有关键参数的设备质量,以及设备隐性的工况,设备的健康状态,以及设备的能效水平。

    下来是应用成效,我们对于未来的展望,希望在2023年继续对模型进行深度优化,提高报警的准确性,计划在2024年显著降低设备非停次数,以及人员安全风险,在2025年成为行业标杆,在集团内部进行推广。

 

主持人:谢谢武总的分享。

    下面就将进入本场分论坛的最后一个发言议程,我们有请长安益阳发电有限公司三期项目部技术主管邓高俊为大家分享《陕煤电力益阳公司智能电厂建设技术开发与应用示范》,大家掌声欢迎。

邓高俊:感谢组委会,大家一起努力,今天有望提前结束上午所有汇报议程,我是最后一个,现在1105分。

    一般发言分3-4部分,先是介绍企业情况,企业在智能化或者信息化方面做了哪些工作,再就是一些具体探索和以后的展望。

    昨天咱们集团领导我们冯总已经做了致辞,企业对集团情况比较清楚,我不赘述了,我们分了11个板块,电力是其中一个板块之一,发电量情况上面都有数字,我就不读了。

    我们益阳厂和陕煤的渊源是2013年底,当时我们在国电系统,陕煤集团的板块延伸,产业链延伸,相应国家的政策号召,我们益阳加入了陕煤集团。

    益阳的情况从96年开始注册公司之后到现在20多年了,总共发电1200多亿度,上交税收30几个亿,在去年各个行业各个央企整体,发电行业不景气的情况下,我们厂可能背靠集团盈利情况也非常好。

    我们比较注重学历和科研,所以你干的项目,参与的项目多,就会提职称,所以大家发表论文的积极性比较高,专利我们从2010年开始到今年,我统计了一下,已经累计拥有110项专利,7项发明专利。

    下来介绍一下领导没有介绍到的,就是我们集团为什么在火电行当做智能化,我们智能化的程度整体在全国应该是比较靠前的,所以煤矿矿井累计解放减下来的工人1.4万人,我们总共是12万职工,减了1.4万人。

    我们来看煤矿智能化,一个是智能矿井,一个是智慧矿区,黄陵、红柳林,和华为合作,把5G+智慧矿山引进来,有些矿井减少了一半人。在化工领域,可能大家在陕西听说过,榆林有一个化工基地,面积是130平方公里,是国家工信部还有应急管理部等等都做过试点,也是全球最大的化工煤化工项目,那里面智能化、数字化程度欢迎大家去参观一下,反正我都觉得有点震撼。重工装备智能化,就是采煤机行业领军品牌,世界首台自主研发8.8米超大采高智能化采煤机,年产1800万吨。

    我们益阳作为陕煤集团电力板块智能化的试点,其实在近几年也有一些工作,包括刚才有好几位专家都说到了,我们也有一键启停,但是没有用好,我们最近几年对它进行了研究,我们选取的是6台磨煤机进行研究,磨煤机尤其在启动的过程中,一系列操作,运行人员手动操作参数达到合规要求之后再启动下一个设备,整个启动下来5-6分钟,还不包括有一些遗漏操作会耽误一些时间。

    这种磨煤机的启停操作如果对负荷电网影响没有太大影响,我们就不研究它,但是问题来了,我们省网一天电网负荷波动相当频繁,有时候峰电来的时候,对火电要求负荷特别高,一会儿高,一会儿很慢,总有那么一些磨煤机反反复复启停。大家知道现在对负荷要求很多,我们就重视了这个事,所以我们的APS,你把磨煤机写完之后,还有一些给小多少,风门开多少,还有机组给水温度总会有些偏差,我们想利用这次机会一并解决这些问题,所以可能强调的是我们所要达到的目的是怎么实现的。

    这是我们做完之后的效果图,斜坡是我们的负荷,中间有台阶的是我们起步的按键,按照顺序一步一步走过来开风门,然后右边电力有一个冒尖的电流,有一个启动电流,然后就缓和下来,大概是这么一个正常的图片。

    可能这个图片不太好看,时间轴上显示在小于2分钟以内,实际上大家都差不多,但是我们解决的问题是什么呢?我们把磨煤机启停干完之后,因为汽温总会有偏差,比如说你们组温度推的高,这组就少推一点,如果汽压降得比较多,我们就要加一些预判断,这是跟其它不一样的。

    下来智能燃烧,大家都知道磨煤机在启动运行过程当中,我结合这张图片是前后向对冲的,一台炉六台磨,可以看得到,我们要解决平稳均衡,右边的图片大家应该比较熟悉,各个电厂比较属性,这就是典型的低温,左边的温度明显高,右边的温度明显高,尤其在低温水流动性不好的时候,管子有可能会干烧,烧坏,我们怎么办呢?大家知道所有粉管都有一个可调锁功能,那个不是天天都调,调一次可能几个月再到下一次再调一下,所以我们要把它利用起来,给它一个挡板,让它实时闭环,我们把左边第四根管子可调挡板调小一点点,不让它进去那么多粉、那么多热量,这样左右就可以达到比较好的效果,前后也是一样的。

    左下角就是可调挡板的替代,中间是传感器,把粉管的浓度、速度进行检测,做完之后反正无利不起早,搞一个项目总是有原有,我们的情况是怎么样的呢?人有时候比较胆小,我们调到30%以下,运行人员就不敢再停一台磨,如果再停一台磨就要降到百分之十几,感知状态就不一样了,磨越少对燃烧稳定就会有不确定性,所以也是保守期间,既要低于30%的深度调峰,也要保留3台磨,这是给我们的考验,3台磨怎么都要进去一些燃料,比如磨煤机的保护,少于两个保护会停掉,所以也在考验我们,我们可以关掉其中第二根燃烧器。怎么办呢?不均衡就把右侧第一根管子燃料稍微加大一点,左边的第三个稍微关小一点,让它平衡一点,总比不操作效果要好,是这么一个方向我们展开的工作。

    后来效果也看得见,一是热值均衡度比我们原来的好很多;二是锅炉壁温没有原来高那么多,并且压力也挺好,主汽温、主汽压达到我们要求,都是能够接受的范围。最大的意义在于我们做完之后,我们22年通过调整节省了40万。

    最近23年以来,我们搞DCS,大家都知道我们搞智能化无非就这么几个目的,要么提高管理水平和效率,要么减人,不可能为了智能化摆着看,搞噱头,不是那样的目的,我们投资是要有科研报告的。我们把水煤灰做成DCS一体化,不用长期守人,把那套系统的盘接过;再一个我们减了5人,脱硫和4台机组输灰合并到一个监盘控制室,并且把它迁移到控制室,有下面是我们的控制室,大家可能会问你这里减人,那里减人,减了人之后怎么安排?有领导关注过,反正我们企业很巧妙的解决了这些问题,只要你企业在发展这些人就有地方去。

    再一个燃料智能化,一个是采样智能化,制样智能化还有查样自动化,燃料采制,我们把制样很枯燥、繁琐,投入人比较多,环境比较恶劣的过程去掉了,自动制样介绍5人,自动存查样1800个,减少廉政风险点30多个,年创收300万元以上。

    安防智能化,这不细讲了,我们跟别人的不同是把健康生产的燃烧粉管加上温度检测,右下角是红外检测报警。

    安防的智能化还有隔离闭锁,刚才大家也说过了,跟两票结合的很好,我们的两票系统就是由闭锁系统开的这个票,它认为哪个系统打不开在另外一个票里有闭锁,你票走过去,就是一关一关,集成的挺好,我们和“一图一网”密切关联,昨天王主任也说了“一图一网”情况。这是整个流程,开票的票面。

    下来智慧经营,我们辅助服务决策,预判电网负荷需求一完成96个时间点,看它的预测情况怎么样,结合近年来这个时间、这个日期的需求和它的天气情况,我们一个是机组的可用率,我今天晚上可能要有调峰,这个机组可以调到30%以下,敢不敢签这个字,左下角就是我们选择挡位,你放多少价位去竞争,大概是这么一套系统。

    由于两个30万跟两个60万机组之后,我们最近在建两台百万机组,三期项目,我们正在建的是智能化,很大一部分的管理模块就体现在三期项目上面,看着没亮点,实际上我们在三期工地上会做很多事,已经招了标,马上要实施,会做很多大家没干过的事,比如对高层建筑的监测,我们知道水坝有北斗卫星监测点,对于火电厂也有监测,比方说烟囱、锅炉房、电涂层,电涂层垮塌事件近些年发生了好基期,我们的那个塔说是国内第一,安全监测势在必行,所以我们就搞了这么一套。

    下面说说5G,前面也有专家说到5G应用,5G在我认为建完之后就是替代光缆,但它也有一些布局点,网线布局我是看灵便,不太灵活,或者尤其在施工期间你不能一会儿拆掉、一会儿又拉,不太方便,我应用5G是比较好的替换方案,我们就5G进端网,并且我们建的5G可能不太一样,我们叫控制链和用户链都进来,运营商跟我交流的时候,他们一直想把公网流量给用起来,如果资金稍微宽松一点,尽量不要跟公网搞在一起,对咱们的安全性,对以后维护的便利性,以及维护费用方面考虑,我们也是想在回网,回网不是有几个小的区域,比较远,我们就用这个,安防上我也用5G,可燃汽体上面用5G,我问过很多智慧厂家,他们有用4G的,但5G没有用过。

    这是我们常去的卫星图,五角星是我们基站考虑的点,如果是敞开的区域,建立这个基站就松一些,不集中的就密一些,这是室内分布室点。还要建管理系统,管理系统刚才大家说到了,我不重复,不管你的图怎么画的漂亮,无外乎就是这些。

    这是跟DCS放在一起,智能检控、运行优化、智能监盘、智能诊断、在线仿真,还有下面的智能监测,基本上是这些,这是我们现在要做的。

    预期亮点:一是5G+工业互联网应用,刚才的图片也介绍了,各种应用测算一下,主要是全;二是火电项目从开挖到建设投产,全生命周期智慧化管理;三是我们在建信息机房的时候,昨天有专家也说到了,包括浪潮的专家也说到了,他们建机房的时候叫液冷机队,我们建立液冷企业数据中心,不知道液冷是水冷还是用其他,我不想用水冷;四是人工AI识别安防+生产,一个是管理人,一个是管理机,这是预期的亮点,大概汇报就是这些,谢谢。

 

主持人:谢谢邓主管的精彩发言,也为我们的分论坛画上了圆满的句号。

    今天上午的安全可控专题分论坛议程已经全部结束了,感谢每一位与会嘉宾的真诚聆听和积极分享,下午是平行分论坛3-新能源智慧化专场,在1点半开始,谢谢大家。

 

 

注:文字实录未经专家整理核实,仅作参考使用,具体解释权归本次会议主办方所有。

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