大唐泰州熱電:智慧電廠在燃機電廠的實踐與思考
我們比較了解智慧電廠利用的是物聯網、三維可視化、虛擬現實、人工智能、大數據分析、云計算等新理念、新技術,來打破電廠傳統的生產和管理模式,這也將成為了電力行業新的變革方向。就這一方向的深入講解,大唐泰州熱電有限責任公司金瀟在中國能源研究會節能減排中心與華北電力大學國家大學科技園聯合舉辦“2018年智慧電廠論壇(第一期)”上發表重要講話。北極星電力網全程對會議進行直播,如需了解更多的會議直播,請聯系微信號:13693626116。
大唐泰州熱電有限責任公司金瀟主題演講《智慧電廠在燃機電廠的實踐與思考》。
正如前面領導專家介紹的那樣,新興技術正在引領電力技術產生巨大變革。互聯網+正以他的平等、互動、協作、共享等優勢,實現互聯網工作1+1大于2的效果,被社會各界廣泛應用,大唐泰電建設之初首先構想了用大數據、云平臺等新理念、新技術構建全新的智慧電廠,我們在工程設計和設備選型階段就進行了大膽的嘗試,也構建了我們大唐泰電建設智慧電廠得天獨厚的先天優勢。
經過我們前期的調研和探討確定了五條基本綱領:基于三維可視化的運營及培訓系統。機遇爾德互聯的管理系統,基于專家的故障系統。基于大數據的分析優化系統,基于數字化的決策系統。
接下來我們通過這五大功能模塊的詳細介紹,看一下電力模塊在功能生產上的具體影響,基于三維可視化的運行機培訓系統。我們現在畫面當中看到的圖片就是大唐泰電虛擬市場的幾個視角,我們是以部分管道的三維模型為基礎,通過對全廠主輔機設備進行三維掃描,進行高精度等比例的建模,與我們實際廠區的布置、設備、道路、植物都高度吻合,在大唐泰電項目上真正實現了全方位的智慧電廠,在虛擬的環境當中我們可以對全廠環境進行一個了解,能夠掌握所有的狀態。
在虛擬電廠有一些設備,通過設備可以獲取一些資料,包括儀表數據、備品備件等一些歷史檔案資料,我們所有工作人員在現場就可以通過手機APP掃描設備的二維碼進行下載和查閱,我們目前生產現場所有的設備都已經粘貼了設備的二維碼,只需要通過掃描二維碼,在現場就可以調取所有設備資料,非常有利于提高工作的效率。
在傳統發電企業當中,一般都有針對于運行人員的仿真培訓,對于檢修人員來講,這塊的仿真培訓一直都是一塊空白,為了加強對檢修人員的培訓,我們對全場主輔機設備進行了高精準的三維建模,從外形到內部結構,與設備高度吻合,并且實現設備的逐一解體、模擬設備大檢修的過程,這樣我們的設備人員就不用等大檢修的時候才能對設備進行拆解,我們只需要登錄平臺就可以模擬拆裝,同時利用這個功能我們還可以實現對檢修人員的培訓考核。系統會自動記錄工作人員的拆卸步驟等等,通過這些提高檢修人員的檢修水平。
我們通過高精度的3D設備模型基礎,制作出生動形象的設備課件,從而實現對設備的標準操作、故障分析等內容進行三維可視化培訓,實際上是專門為檢修人員定制打造的三維可視化作業指導,過程非常的生動、直觀,有利于提高工作的效率。
在三維虛擬電廠當中,我們除了有三維虛擬電廠的仿真,還有基于真實數據的流程工藝仿真,通過實現流程工藝仿真,我們可以快速的了解電廠所有系統的內部工藝流程過程,包括一些水系統、油系統、蒸汽發電這些物理狀態的變化,以及借這個流動方向,甚至是現場一些閥門、泵的啟停,都會根據現場的實時工況在我們流程工藝當中有一個精準的體現。
我們現在可以在畫面當中看到左面的二維監控畫面,就是我們目前傳統電廠應用的二維監控畫面,而我們的智慧電廠已經實現了二維、三維的監視聯動,右面這幅就是我們電廠當中用的二維、三維監控畫面,當我們選擇二維監控畫面的某一個設備時,三維監控畫面會自動定位到相應的設備在我們系統中的位置,甚至包括一些溫度、壓力測點的實際位置,包括留下的一些焊點等等,非常有效的提高運行人員對故障的判斷。
第二個功能模塊,基于互聯網+的生產管理系統。
傳統的電廠安全管理,大多都是依賴于對制度或者管理體系,從而實現的是被動式的管理。而智慧電廠應用互聯網+實現系統對人員位置、重點設備、敏感區域的實時監控提示,從而進行有效的安全管理,解決了發電企業安全管理過程當中現場人員位置按、重點設備無法把控,外包功能難于管理、風險區域防控不嚴等問題,實現智能點巡檢的功能。
我們現在畫面當中看到的就是我們的人員定位系統,實際上是利用廠區內人員定位基站對每一名工作人員佩戴的定位標簽,將所有工作人員在現場的位置,在我們虛擬電廠當中進行一個精準定位的展示,在畫面當中我們還可以看到一些綠色和紅色的標簽,這些標簽就代表了我們每一名工作人員,同時根據他現場的行走軌跡等等我們系統會進行實時的變化,同時我們還可以對現場的區域進行一個授權。當非授權人員進入指定區域后,會通過紅色的定位標簽,實時顯示出這名越權的工作人員,系統會進行實時手機技術,對這名工作人員進行實時提醒,從而防止事故的發生。
通過三維電子地圖,管理人員能夠隨時掌握廠區內人員位置、人員分布密度、人員在線離線狀態,以及每個受控目標的活動軌跡,我們管理人員想要查看所有工作人員現在在廠區的什么位置,只需要通過我們這個系統就可以快速的找到每一名工作人員,并且可以隨時調取這名工作人員在指定時間他的行走軌跡,并且可以進行回訪,有利于責任劃分和事故分析。
接下來看一下危險源和虛擬電子圍欄。將我們工作票開出之后,將以時間要素和空間要素自動開出電子圍欄,空間要素就是指我們設備所在廠區的位置,當我們工作人員長期離開電子圍欄區域的時候,就會利用移動手機技術對工作班長期離開的人員進行手機的報警提醒,對非工作班成員的闖入,不但對闖入人員,同時對工作票的負責人會進行短信和手機的報警提醒,防止造成一些誤操作,比如我們現場進行一些高壓試驗的時候,如果有非工作人員的闖入會造成一些安全隱患的發生。
現在圖片當中可以看到的,這個就是我們電子圍欄,根據我們工作需要可以對電子圍欄的區域進行修改,使我們電子圍欄的保護區域更加的精確。
利用人員定位技術和移動手機技術,我們在智能點巡檢當中進行了深入的應用。智能點巡檢系統能夠實現點巡檢人員的實時監控,以及過程的可視化,在我們傳統電廠當中,要完成一條線路的點巡檢,只需要到之定位之進行打卡,就可以證明我們這一條線路的檢查,但是他的過程是不可以追溯的,我們智慧電廠應用移動手機和人員定位技術,自動實現對點巡檢質量的考核。在點巡檢過程當中,點巡檢人員利用手機APP對設備的二維碼進行掃碼,逐條進行點巡檢項目的檢查。
現在畫面看到的就是點巡檢人員在現場進行設備點檢項目的檢查,當我們發現設備異常的時候,我們可以上傳聲音、視頻、圖片等等,同時如果我們發現現場的具體參數我們不確定,也可以通過手機ABP掃描獲取設備的正常運行參數,以及這個報警值的上下限,作為判斷設備運轉是否正常的依據,以此提升點巡檢的質量,同時把聲音、視頻、圖片上傳到我們智慧電廠的平臺上,非常有利于運行人員和檢修人員對這個事故進行處理。
接下來我們再來看一下兩票系統,智能點巡檢登記的設備缺陷形成工作任務,根據工作需要可以形成工作票,根據工作需要可以形成操作票,各個環節緊密相關、層層相扣,任意一個環節就可以實現全過程的跟蹤和追溯。同時在我們工作票的許可和終結環節,增加了與DCS系統進行聯動,在相應環節我們設置了安錯執行后相關運行參數的校驗,比如設備的開關狀態信息、設備的電壓數據,如果現場的數據不符合安錯的執行標準,將禁止這張工作票的許可或者終結。
我們還實現了視頻與門禁的聯動,當人員違規或者執行某些重要操作的時候,管理系統根據定位信息,通過與視頻聯動,對違規人員或者是違規操作者進行視頻的取證、抓拍或者是視頻錄像,用于事故的分析,結合人員位置信息,根據人員是否具備進入特定區域的權限,實現門禁系統自動放行或者是禁止動作,以及提供車輛自動進入識別功能,實現更加安全的管控。
第三個功能模塊,基于專家系統的故障診斷系統。
它為全場的重要訊轉機械設備建立起一套嚴密的監控保障體系,使大量的實時數據作為基礎,其中包含大量的TDM數據、廠家提供的數據恩、設計數據、間點和檢修數據等等,利用數學建模、大數據分析技術、人工智能以及專家系統技術,對軸承異常振動等現象進行智能的預警,并可以對不平衡、摩擦、斷葉片等故障進行診斷。以振動頻譜分析為基礎,結合多種專利技術,可以敏銳的發現早期的故障征兆,并且采用大數據分析技術對這些故障處理給出專業的建議。
我們除了具有常規的波形分析、頻譜分析,我們可以實時監控軸承在軸網中的位置,所有重要設備的重要參數,實現了對所有設備的實時監控,所有重要設備的健康狀態一目了然。實現了設備潛在故障的事前處理,變被動故障事后處理為事前的主動預防,有效降低了非停事件,通過對機組過往數年工況的歷史數據進行挖掘和自學習,進一步豐富專家庫的內容,更好的保障機組的安全穩定運行。
第四個功能模塊,基于大數據分析的運行優化系統。
實際上可以包含六個子系統,分別是冷端優化系統、聯合循環損耗分析、機組在線性能試驗、壓氣機離線水系優化系統、空氣過濾器優化系統、聯合循環性能監測系統。這些性能系統利用對數據的智能化分析,自動記錄下參數的實時變化,分析出機組運行的最佳點,從而來指導運行人員進行操作,實現經驗控制到精細化控制的轉變,實現電廠運行效能和邊際效益的最大化。
第五個功能模塊,基于數字化的決策系統。
為企業的管理人員提供了管理人員的駕駛艙,可以提供專業分析、組織分析、日利潤分析、核心指標分析、對標績效分析等等。
這一部分企業運營的決策實際上可以分為對標管理、管理員駕駛艙、績效評價系統、智能供應鏈支持系統、智能運算管控系統、競價上網決策支持系統、智能一體化平臺建設,實際上是利用BI技術,為電廠各級管理人員構建了一個實時采集、分析各業務數據,并且形成管理決策,他可以全面及時的反映各業務部門的運營狀況,利用各種模型對企業關鍵業務進行分析、判斷和預測,形成控制生產、經營一體化的平臺。
關于智慧電廠的發展我們還有以下四點想法:
1,智慧電廠在設計和選型階段,從構建虛擬電廠開始,對工藝系統、設備選型優化,以便我們后面可以減少投產后的技術改造,有利于降低造價。
2,工程建設的過程當中對人員管理、二次優化方面,三維定位、大數據的應用,形成基建期間的人員管理。
3,目前系統主要是在PC和手機上進行應用,今后是不是可以實現穿戴式的應用。
4,結合三維、VR技術,實現更進一步的虛擬電廠。
在智慧電廠的建設過程當中,只有進行時,沒有完成時,以智慧電廠作為理念的電力生產的轉型升級,也是一個系統的工程,是需要長期不斷的探索和長期堅持的這樣一個過程。大唐泰電公司的智慧電廠建設也只是初步的探索,還存在著許多的不足,真誠的希望能與各位專家領導進行更加深入的探討和交流,也敬請各位為我們大唐泰電公司智慧電廠的建設提出更加寶貴的建議。謝謝!
(發言為電力頭條APP根據速記整理,未經本人審核)
責任編輯:售電小陳
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