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在国家 “十四五” 规划的宏大蓝图下,能源互联网的建设浪潮汹涌澎湃,智能电厂作为其中的关键环节,正以其独特的魅力和巨大的潜力,引领着能源行业的深刻变革。
一、智能电厂:定义与内涵智能电厂是基于电厂基础建设高度集成而成的新型现代化电厂。它通过将智能传感测量技术、信息通讯技术、自动控制技术、智能分析决策技术、人工智能技术和发电技术相结合,实现经济、高效、安全、智能和环保的最优化状态。
智能电厂的建设思路非常清晰:电厂数字化是走向智能电厂的基础。只有先把数据实现高水平管理,才能最终实现智能电厂的宏伟目标。
展开剩余94%二、智能电厂:特点与优势(一)智能化特点知识智能化 :智能电厂具备记忆认知、计算认知、交互认知、自适应等能力,能够通过算法、学习和数据驱动实现知识的智能化管理与应用。信息技术化 :信息技术在智能电厂中得到广泛应用,实现数据的信息化处理和传输,为电厂的智能化运行提供技术支撑。智能价值化 :智能电厂能够创造价值可传承的数据资产,通过数据的深度挖掘和分析,为企业带来持续的经济价值和竞争力。(二)智能电厂特征物资流转智能化 :实现物资的智能管理和高效流转,提高物资利用效率,降低库存成本。管理智能化 :借助智能化的生产管理、资产管理和决策支持系统,提升管理水平和决策科学性。工程设计数字化 :数字化设计、采购和工程管理贯穿工程建设全过程,提高工程质量和效率。生产过程智能化 :监控参数的数字化可视化,实现对生产过程的实时监控和智能调控,确保生产安全稳定运行。三、总体设计:构建智能电厂的宏伟蓝图(一)建设目标智能电厂的建设目标涵盖自动化、生产运行智能化、设备生物化、管理决策智慧化等多个维度。通过汇集、筛选、建模、分析工业大数据,实现厂级智能优化辅助决策系统,形成大数据源和大型知识库。同时,利用智能型数字传感器、优化现有方案和系统,通过大数据建模和云端分析工具,形成源库,为集团公司的智能管理决策提供有力支持。
(二)建设内容核心技术思路 :“互联网 + 物联网 + 大数据 + 云平台” 是智能电厂建设的核心技术思路。通过构建 “云” 平台和 “端” 产品,实现智能化辅助决策功能。数据输入与软件分析 :智能电厂建设涉及外部数据、内部数据、资产数据等多种数据输入。同时,需要部署连接数据源、网络安全保障以及针对不同层面的各类型应用软件,以实现盈利能力、生产效率、安全可靠性的提升。(三)建设原则系统性与完整性 :将整个集团看作一个有机整体,统一规划,基于 “服务生产,面向管理,辅助决策” 的设计思想。实用性与先进性 :为适应集团公司、电厂不同层次人员,提供简单实用、高效的工作平台,选用具有先进性、前瞻性、扩充性、开放性的平台。开放性与标准化 :软硬件产品坚持标准化和开放性原则,采用开放性体系结构,具有良好的可移植性、可扩展性、可维护性和互连性。可靠性与安全性 :采用统一的用户认证,权限管理、密码控制等多种安全和保密措施。双机热备、定期存储,确保系统的可靠性和数据的安全性。经济性与可扩充性 :尽力保护现行系统,尽量减少技术风险和投资风险。灵活配置与扩展,适应未来发展的需求。四、大数据云平台:智能电厂的坚实基石(一)云平台的架构智能电厂的大数据云平台采用三层架构:
平台应用服务层(SaaS) :提供各种智能化应用服务,满足不同用户的业务需求。平台数据服务层(PaaS) :负责数据的存储、管理和分析,为应用服务提供数据支持。基础设施服务层(IaaS) :提供硬件基础设施的虚拟化和资源池化服务,为平台运行提供基础保障。(二)基础架构建设资源调度与管理自动化 :通过对资源的有效监控管理,提供弹性计算、负载均衡、动态迁移、按需供给、自动化部署等功能,实现资源的高效利用和灵活调配。硬件基础设施 :包括主机、存储、网络及其他硬件设备,通过虚拟化技术进行整合,提供运行环境等基础服务。(三)软件架构建设云平台由相对独立的多个模块构成的分布式系统。基于工业数据的特性,工业大数据分析云平台建议和传统 IT 服务云平台分开建设,可在集团内部署满足各自应用规模的混合云,同时也可以对外与公有云平台对接。支持多种主流的开发语言和编译包,满足不同开发需求。
(四)数据服务云平台提供全面的数据服务,包括数据导入、数据清理、数据合并、数据存储等功能。通过接收通道,使用 HTTP 或 FTP 协议等多种方式接收数据,并在数据存储前进行预处理。
(五)数据安全备份 :采用超融合硬件,自带存储数据的冗余,至少保存 1 份数据副本。通过虚拟化的备份工具,对云平台的虚拟机组件进行备份。容灾 :实现云平台存储级同城同步容灾系统、应用级容灾以及异地双活数据中心,确保数据的安全性和业务的连续性。(六)安全性保障资源分配 :合理分配网络资源,防止网络瘫痪。病毒防护 :采用先进的病毒防护产品,抵御病毒的攻击,保障系统运行安全。虚拟化服务安全 :保护重要数据的存储与传输安全,确保虚拟化环境的安全性。数据保护 :对集中后的数据进行严格保护,确保数据的机密性和完整性。稳定性和可靠性 :建立认证体系、访问控制机制,保障系统的稳定性和可靠性。预警与审查 :处理安全应急事件,提供安全预警,及时进行审查和定位安全事故。五、智能应用:开启智能电厂的无限可能智能电厂的智能应用建设主要分为电厂端和集团端两部分,涵盖了生产运行、管理决策、设备维护等多个层面。
(一)电厂端智能应用智能煤场系统 :实现数字化煤场管理,包括智能堆取、斗轮机远程智能操控、智能盘煤等功能,提高煤炭管理效率和精准度。智能采制化系统 :通过自动采样机、自动制样机、样品存样柜、样品输送装置、样品化验设备等,实现煤炭采制化的自动化和智能化,确保煤质检测的准确性和可靠性。智能诊断系统 :对设备进行分解诊断,结合设备智能优化曲线,实现设备故障的早期预警和精准定位,提高设备运行的可靠性和稳定性。智能掺配混烧系统 :基于煤种数据库、煤质数据库、优化知识库和配煤知识库,实现煤炭的智能掺配和混烧,优化燃烧过程,降低能源消耗和污染物排放。风机智能维护系统 :部署于风电场,通过实时监测风功率预测曲线、SCADA 状态参数等数据,引入大数据分析工具,提供多层次状态评估及故障预测、风场调度与维护排程优化等功能,实现风机资产的预测性维修维护和动态经济性能分析与优化。锅炉三维可视化建模 :以 KKS 编码为基本图元,真实尺寸为基准比例,对锅炉结构、运行流程、布置方式进行建模,实现设备部件的三维定位、跟踪和管理,以及对事故隐患的三维空间定位与表达,辅助事故分析与诊断。汽机三维可视化建模 :方便使用者查看汽机内部情况,实现调速汽门在线监测和故障预警、汽封智能状态监测等功能,指导运行人员进行优化调整,提高机组的运行经济性和安全性。压缩机智能维护系统 :通过采集压缩机运行状态参数,结合机器学习和人工智能技术,实现对压缩机运行状态的实时评估、预测、诊断及优化,确保压缩机的安全、稳定和高效运行。远程振动监测与分析系统 :内部署多种振动信号处理和故障诊断算法,辅助专家对振动数据进行初步评估,筛选异常数据并提供辅助分析工具,优化系统预测及诊断能力。增强现实(AR)辅助操作 :利用 AR 和三维透视、漫游等功能,实现对电厂的监控和点巡检智能辅助操作,展示设备的三维实景图、实时数据和运行状态,辅助人工现场点巡检工作。同时,通过智能监控系统,实现电厂全景监控视频回放功能。环保设备智能化技术体系 :结合环保岛一体化、工业大数据与智能制造等行业趋势,从设计到维修的产品全生命周期实施数据采集、分析,构建 “人机结合” 的技术生态,实现环保岛的智能化升级。(二)集团端智能应用实时数据监测与分析 :通过对实时数据、历史数据、异常数据进行监测,引入大数据分析工具,提高设备预测性维修维护、动态经济性能分析功能,为集团决策提供科学依据。三维智能监控操作 :利用三维透视、漫游与视频集成技术,实现对集团下属所有电厂的智能监控操作,实时展示建筑内部关键设备的实时数据和三维实景图,以及设备部件的运行状态,方便集团对各电厂的统一管理和监控。远程诊断平台 :充分利用集团公司的专家资源和基层电厂的技术人员经验,建设集团内部的技术专家远程诊断平台。通过实时上传的设备工况数据和集团大数据云平台,技术专家无需到现场即可快速响应设备异常诊断需求,实现远程实时诊断服务,提高故障处理效率和设备运行可靠性。远程互助交流服务系统 :建立电厂与电厂之间、集团帮扶中心与电厂之间的远程互助交流服务系统,实现经验交流和学习互助的全方位、全覆盖和实时化,提升被帮扶电厂的生产运行管理水平,节省时间和人力物力投入。专家社交平台生态圈 :在内部专家智库基础上,开放数据给高校、电科院、设计院等外部单位,形成完整的专家社交平台生态圈,为集团业务提供技术咨询、事故诊断、经验交流等服务,进一步完善集团的专家知识库内容。指标对标管理体系 :建立指标对标管理体系,加强指标精细化管理和科学化分析,实现 PDCA 模式的动态管理,引导集团在各项工作中 “找差距、抓整改、促提升”,不断提高指标管理水平,为集团现代化管理水平提升提供技术保障。资产全生命周期管理系统 :负责管理集团公司及下属电厂的资产生命周期,提供单一平台用于管理所有资产类型,支持电力行业的特定业务流程,实现资产各阶段的全面管理,提高资产利用效率和企业盈利能力。预测性维护与质量管理 :采用状态监测技术在线监控设备健康状况,依据分析结果发现潜在问题,提前进行预测性维护和质量管理,减少无计划性停机检修时间,提高设备可靠性和企业盈利能力。同时利用先进算法,提前质量缺陷预警,及时干预解决问题,避免更大损失。智能电厂的建设与应用,是能源行业顺应时代潮流、实现可持续发展的必然选择。它不仅为企业带来了巨大的经济效益和竞争优势,更为国家能源互联网的建设奠定了坚实基础。随着技术的不断创新和进步,智能电厂将在未来能源格局中发挥更加重要的作用,引领能源行业迈向更加智能、高效、绿色的新时代。
以下为方案部分截图:发布于:广东省