电厂智能化管控技术研究

电厂智能化管控技术研究

 毛集新

 华电新疆五彩湾北一发电有限公司

摘要：智能电厂以电力发电厂的模型设计、生产过程监控、厂区监控、设备状态的数字化为基础，以计算机系统和网络为平台，运用云计算、大数据对海量数据进行加工处理，为电厂相应的人员提供辅助决策依据。海量数据的处理和多应用子系统融合运行是整个智能电厂实现快速数据流和多功能联合操控的核心技术。

关键词：电厂；智能化管控；技术

1智能电厂平台

1.1基础设施层

智能生产控制平台的基础设施层主要包括智能控制器、实时数据库服务器、应用服务器、高级值班员工作站和网络设备。主要通过智能控制网络层设备与生产控制网络数据进行交互，为优化控制应用提供操作硬件设备支持。它使用智能控制器来执行逻辑操作以及信息输入和输出。基础设施层主要由综合安全设施、计算机存储和网络设备以及智能应用硬件设施（如巡检仪、巡检机器人）组成。它为大数据平台和应用服务提供硬件设施，确保整个平台数据和程序流的平稳运行。

1.2智能平台层

智能生产控制平台中平台层的构建是以生产实时数据库为数据核心，构建数据处理与分析、自主管理系统、智能算法模型、多平台共享的应用开发环境。智能平台层以镜像方式将生产实时数据作为数据库源，收集、采样和存储与智能应用相关的数据。平台层架构由大数据平台、应用开发平台、运维和算法平台组成。

1.3智能应用层

智能生产控制平台的智能应用层是以平台层数据库为分析模型基础，对整个电厂机组及公辅控制网工艺流程和设备进行“智能分析”“智能报警”“智能监盘”“智能控制”和“智能运行”。智能应用层以厂级实时监控信息系统和管理信息系统为模版，将各部分功能进行融合开发和数据互连，以管理规范化、标准化、流程化为基础，以管控智能化为核心，建设电厂各专业岗位、生产运行的平台构架，包括智能基础建设、智能生产管理、智能行政管理、智能运维、智能安全、智能经营等。

2电厂智能化管控技术措施

2.1智能巡检与视频识别

智能“两票”系统可以实现智能巡检，准确掌握工作人员的巡检过程及操作，并且可以引入智能机器人，通过在数字电厂中提前设定巡检线路，实现无人自动定时巡检，并且将巡检结果自动上传云平台，经过大数据智能决策准确发现巡检中出现的问题，并且及时向管理人员预警。当人员接近危险源区域会有明显的报警提醒，提醒该人员远离危险源，同时三维虚拟电厂也会发出告警。

通过监控画面会自动定位到相应温度、压力等测点的实际位置，可以查询巡检人员的工作时间、轨迹和相应的设备运行数据，还可以辅助工作人员定位，主动提示故障点附近的工作人员及时处理。

2.2智慧电厂的一体化大数据运营平台

（1）设立多源异构数据储存和处理。设立多源异构数据处理和储存的模式，依据大量的实时数据和历史数据进行决策的优化处理，从中挖掘出更具有价值的信息，采用时间序列的数据结构，促进性能优化处理，提高读写性能与微秒级分辨率，采集过程中的信息值并持续优化相关设备信息，实现企业数据的合并和压缩。与此同时多源异构的模式可以通过采集数据层，数据传输处理层，数据存储等环节对已知数据进行处理，通过多数据核算模型加强对数据的可靠性、完备性处理，将修正后的数据再加以检查，确保数据的准确性。（2）对电厂数据进行修正和处理。建立时间序列数据中的噪声段和缺失点修正模型，对各个状态量的时间序列进行识别，实时检测，准确记录不同序列的运行状况，并检测出数据的各种异常模式，通过一系列数据分析进一步判断其中的错误类型和错误形式，从而选择相适应的修正公式进行错误处理，填补缺失值，确保数据运行的顺当和有效，提高设备的运行效率。（3）建立智能预警技术。确定以大数据为基础的智能预警技术。人工智能系统实现了全面实时的故障自动化远程监视并做到了预先设定警告，在故障发生时进行报警，并自动实时监控记录异常状态变化及趋势变化和相关的参数情况，以便随时对故障自动预警系统进行实时深入的分析，也可以远程监控电厂内部各监控系统、主机、辅机设备的状况，同时能够提供异常变化的状态，以便对故障进行深入分析，为电厂专业人员提供指导。监控各种业务工作流程，一体化的大数据管理平台能利用各相关操作程序同时完成电厂对公司各部门数据进行的自动采集、储存查询和自动分析统计等一系列工作，提高企业数据处理活动的执行效率和自动化数据处理操作的准确性。电厂管理人员通过可以使用该电厂一体化的大数据管理平台对各类报警等情况快速进行综合分析计算和报警检测，并依据事先数据模型，进行可控范围内的数据修复。

2.3智能电厂应用系统集成实施

应用系统集成的完整性对于智能电厂的一体化运行、智能化程度、数据管理等都有十分重要的影响。因此前期应重点调研供应商的平台集成能力，以及相关集成系统的应用案例和业绩，基于一体化方面的考虑，需要了解不同子系统供应商的集成方式。在智能电厂规范书的编写阶段，需对供应商提出集成融合的要求，要求其提供硬件融合、软件层融合、数据融合等技术方案，以助力实现智能电厂一体化大数据平台。在实施阶段，应对应用系统与大数据平台的集成进行调试测评，聘请专业技术人员对系统的稳定性、操作性、兼容性等方面进行检测，以确保大数据平台长期稳定高效运行。基于项目建设及产权要求，还需在规范书编写阶段及实施过程中让各系统的供应商明确系统软硬件的授权及相关知识产权的使用关系，同时为项目提供相关创新产权的保护。

2.4运行优化系统

智能“两票”系统采用基于大数据分析的技术手段来实时对数据库中的数据进行整理、分析和统计，从而使机组在多种约束条件下仍能保持优异的性能。基于大数据分析的运行优化系统包括燃机数学模型建立、机组离/在线性能试验系统、联合循环性能监测系统、联合循环损耗分析系统、压气机水洗优化系统、进气过滤器更换优化系统、汽轮机冷端优化系统和当量运行时间监测系统及天然气和负荷预测等系统。基于大数据分析的优化运行系统可达到如下效果：实时计算联合循环电厂各设备的性能指标；实时计算各设备当前状态与最优状态的偏差；人员在设备性能下降时，指导运行在合理的时机对设备进行维护，降低运行成本；帮助运行人员通过在线性能试验了解设备的性能变化情况。

2.55G掌上应用平台提升现场工作效率

推进智慧电厂建设，降低管理成本提供人员生产率，打破传统的管理模式，转变在岗员工工作方式是关键环节。电厂5G掌上平台围绕这个目标，建立了包括业务平台、数据平台、值班平台的三大智慧应用平台。三大平台从门户管理、数据集成、智慧办公方面各个破除行政、生产、经营管理之间的信息孤岛，努力实现信息共享，达到物在线，人在线，管理始终在线的效果。智能协同工作链上的数据，把涉及10多项业务的流程电子表单化，实现了行政、安全生产、财务管理、经营管理等审批流程的快速流转，提升工作效率。数据决策系统形成了10多张生产数据报表，实现了数据自动采集和填报。统计报表可以一键生成、导入，还具有自纠错、校准功能，简化值班人员操作，减轻工作量。

结论

对于我国电力行业智慧化建设的道路任重而道远，为更好辅助电力公司设备运维和管控，一体化大数据平台应充分发挥其可信任性和安全性的优势，不断提高我国电力行业的运作效率，助力电力行业的发展。

参考文献：

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