1、项目背景及方案介绍:
辽宁省调兵山煤矸石发电公司2*300MW硫化床机组2010年投产发电,项目投产后有效缓解了当地煤矸石大量堆积造成的土地资源浪费和环境污染,保证了地区的供热质量,企业获得良好的经济和社会效益。
随着经济发展步入新常态化,电力装机过剩、电力需求增长放缓、新能源装机比重不断提高、煤价的波动、电力市场化改革、环保排放达标要求、煤耗达标要求等外部压力,机组煤耗偏高、设备老化、新员工占比较大等内部压力,使得电厂效益提升和可持续发展面临巨大挑战。
2、建设目标
888贵宾会公司经过现场的调研分析,结合企业的发展规划及需求,为企业制定了具体的智能化升级方案。该电厂的智能化建设按照两个核心层级:ICS智能控制层、ISS智能公共服务层开展,构建智能设备、智能控制、智慧管控的三层架构,以工业互联网平台数据中心为主,建设一个中心、五大应用:数据中心、领导驾驶舱及智能决策系统、设备预测性维护、竞价上网模块、性能分析和运行优化、机组级优化控制。平台基于微服务架构,能够实现工业App的快速开发、部署、运行和统一管理。以工业建模、工业大数据等技术为支撑,为企业各领域提供诊断、预测和优化的智能化服务。通过数据分析和工业机理向结合,实现对复杂工业数据的深度挖掘,为企业的经营决策、优化等提供支撑。
改变电厂原有ERP、MIS、SIS、OA、EAM等14套信息化系统各自独立的模式,888贵宾会采用最新的工业互联网平台技术架构,利用云平台和大数据分析技术,建设一个简单灵活的软件开发、快速部署的数据中心,打通电厂各个业务单元,将人的智慧传递到传统的发电设施上,实现其智能化,提高管理效率。通过对全厂生产经营系统数据进行整合,最大限度的消除信息孤岛,保证了系统的互联互通,数据的高度融合,使得数据分析和决策算法的实施成为可能。而领导驾驶舱及智能决策系统以电厂经营业绩考核指标为核心,构建含盖:安全、节能、环保、可靠性、计划、经营、财务、燃料、物资等专业的全口径指标对标分析体系,让数据开口说话,全面掌控电厂的生产运营状况,为电厂决策提供触手可及的数据支撑。还提供了对电厂的数据挖掘、钻取及对标分析,可对汇总数据进行追根溯源对比,为精细化管理、差异化决策提供各层级数据支持。
随着我国以“厂网分开,竞价上网”为特点的电力市场的起步和发展,电厂、电力集团逐渐成为独立企业,参与市场竞争,原有的“生产型”管理模式已经不再适应市场的需求。发电企业在重视安全质量、保证电力及时供应的同时,必须重新审视成本的内涵。智能决策系统打通了全厂的经营成本数据,为构建电厂的综合竞价上网系统做了很好的数据支撑。该电厂的竞价上网系统结合现阶段已开展现货交易主流电力市场进行开发,系统主要功能包括节点电价预测、发电成本测算、分段报价策略、发电效益评估。
在全厂数据中心的基础上,对SIS系统功能进行智能化升级,采用基于对象模型技术,充分的了解电厂的生产设备的组成结构,将传统的面向标签量的系统转换为面向现场设备的可扩展的设备模型类的定义,实现在计算中建立一个基于关系数据库和工业数据库的电厂模型,可以准确的描述设备的真实状况,从而能够实现以设备模型对象为基础的电厂性能分析。并增加基于大数据的运行优化指导功能,提升运行人员水平。
目前该电厂两台机组已经连续运行10年左右,其关键发电设备维护量日益增加,多数设备都存在老化、劣化情况。为了让电厂设备保值,延长设备使用寿命,减少非计划停机和设备故障的发生,通过成熟的泛在感知的物联网技术,广泛采集隐含智能发电关键设备状态信息的运行数据,建设了一套涵盖全厂重要辅机的设备预测性维护系统,系统在监测设备相应的部位安装有线/无线传感器,并根据机组的运行特性配置针对性的数据采集策略,采集对分析定位设备故障有效的振动、温度数据,通过大数据技术与机理模型结合,准确的对关键发电设备故障诊断及预警,大大促进发电系统的安全、高效、经济运行。机理与数据的融合将深入地解决关键设备故障诊断及预警等问题。并通过智能报警策略,及时发现机组的运行异常状态,并通过系统自动推送短信和微信报警提醒,现场和远程诊断工程师均可对数据进行精密分析,出具设备诊断结论以及检维修建议,并提交诊断报告,从而为现场检修提供针对性的指导建议,在故障发生之前提前预知故障,最终达到降低故障发生的目的,提高机组运行的安全性。
在控制层面,该厂为早期引进的循环流化床锅炉,其控制对象结构复杂、工艺系统延迟较大、工艺系统间耦合较强、设备数量繁多等问题,为实现电厂的高效节能运行、宽泛负荷调节范围、超强外部条件适应能力,采用智能控制器与DCS系统一体化集成,真正做到了与DCS系统融为一体,真正冗余控制、冗余网络、快速、实时。在控制系统中实现机理与数据驱动混合建模、参数软测量、性能计算及耗差分析等技术,并且集广义预测控制、在线辨识、PID自整定及自抗扰等现代控制技术的核心算法库。通过智能控制优化让该电厂机组AGC调节满足电网调度要求,环保排放指标符合要求。
在建设全厂智能化的同时,888贵宾会根据“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则,为项目从系统安全区域边界隔离及访问控制、防病毒和恶意代码防范、入侵检测、外设管控等方面构建了网络安全主动防御体系。采用物理隔离、加密认证、防火墙及入侵检测、网络防病毒及主机加固等多种安全措施,为全厂的智能化保驾护航。
4、结束语
当前新一代信息技术与工业生产技术必将进一步融合发展,888贵宾会立足工控自动化领域研发和工程实践优势,将进一步把握智能电厂发展的新趋势,把智能电厂作为两化深度融合的主攻方向,依托电力行业顶级专家团队,发力智能技术研发与应用,未来888贵宾会将在不同领域试点建设智能工厂及数字化车间,引领传统火力发电行业朝着更安全、更高效、更环保、更智能的方向成功转型,为中国的工业生产贡献更大的力量。