工业大数据背景下的发电厂智能运行系统工程应用方案

工业大数据背景下的发电厂智能运行系统工程应用方案——“本质安全、效益优先”2009年-2012年1980年-2008年2016年-2019年2020年-至今大数据成长期

我国工业和信息化部关于印发《物联网

“十二五发展规划》

通知

，其中包括了海量数据存储、数据挖掘、

图像视频智能分析

，这些是大数据的重要组成部分。

工业和信息化部印发大数据产业“十四五发展规划”。

到2025年

，大数据产业测算规模突破3万亿元

，年均复合增长率保持在25%左右

，创新力强附加值高、

自主可控的现代化大工业大数据发展情况大数据爆发期

国务院发布《促进大数据发展行动纲要》

这是指导中国大数据发展的国家顶层设计和总体部署。

工业和信息化部印发大数据

产业“十三五发展规划”。

《2018全球大数据发展分析报告》

显示

，

中国大数据技

术创新能力有了显著的提升。大数据萌芽期

随着社交网络的激增

，技术博客和专业人士为大数据概念注入新的生机。

引言大数据产业化大数据发展期2013年-2015年数据产业体系基本形成。深调服务工业互联网云平台智能巡检智慧燃料智能热网智能安防生产管理智慧电站架构智能管理IMS

引言智慧经营智能诊断智能检修智能控制智能检测智能运行智能监盘ICSIPS

机组启停过程全程自控

20%-100%宽负荷调峰全程自动控制

自主分析节能运行空间

运行工况闭环寻优

，

提升小指标各功能部署生

产管理三区信息反馈速度较慢数据治理存

在问题未形成闭环控制指导生产效果

欠佳新一代智慧电厂形成生产控制一区、

生产非控制二区、

生产管理三区三合一的具有完整生产运行管理体系的智慧电厂

全数据流自主监盘

提前发现运行故障

异常工况自愈控制

异常工况监督评价

，

形

成检修意见构建基于全国产自主可控的知识+数据+模型协同驱动的智慧生产运营体系智慧生产管理体系下沉至生产控制一区

引言指导—>运行安全+生产效益知识数据本质安全效益优先传统智慧电厂模型

智能运行系统-技术路线模型路线基于先验知识、推理规则、智能算法等

，建立机组多工况运行数学模型

，形成最佳运行策略和智能控制策略。控制路线系统模型在高性能服务器中完成实时分析

，并将分析结果交由DCS系统进行指导和控制。DCS以生产需求为目标导向服务于生产控制一区全息交互孪生生产数据工况数据最优控制0102AI监控自动化生产涩制-生产控制一区闭环控制服务体系智能生产管理平台内部服务

外部服务经营决策平台生产管理服务智能运行系统-系统架构对企业经营风险预判

、

评估

、

智能化决策，

实现企业全部资源和经营行为的可控。•建

立

设备

指

标分

析及状态管理体系

，将生产管理模型深度融合至生产控制模型。•关

键

系

统

以

模

型综合分析结果为控制目标的闭环控制。•各

设

备

能

根

据

机组变工况运行智能分析和动态调整。对机组运行状态态势完成智能巡盘监视和诊断。•数

据

建

模

、

智

能预警建模

、

决策树规则建模

、

控制建模。寻找系统与设备的节能空间，

并自动调节机组全周期运行参数。辅控系统SIS系统除灰、除渣等系统主机系统信息-全域-融通经营决策服务移动APP5G通信智慧大屏视频内容感知星链

智能控制统一建模计算平台数字映射智能巡盘广义星链智慧运行节能降耗智能优控数据分析数据采集数据湖数字信息交互融通混合文体技术数字集成技术数据感知技术虚拟更迭技术理经营深度融生产控制与管智能感知生产控制平台多源建模三维数字数据清洗数据存储数据共享技术智能生产合数字专家知识库低代码建模模型运行引擎数字孪生、诊断、控制等图形化的数据建模和机理海量模型并行驱动能力，所有知识统一表达和管理，建模工具

，让专家自行开可部署在一区

，实现基于知识无限积累展数据挖掘和知识模型化模型的闭环控制智能运行：

将大数据等技术应用到DCS系统中

，实现机组智慧运营

，达到

“本质安全、

效益优先”的目的。培养团队：

培养专业建模团队

，

为智慧电厂持续建设提供人才基础。智能运行系统-工业AI底座平台工业AI底座平台：

AI

+大数据+仿真+优化自主建模与知识传承复杂智能化应用智能监盘智能运行智能控制机组故障预警清单系统或设备运行潜在故障时

，

完成分级自愈调整

，

做到早发现

、早调整

，

控非停

、

控异常降出力等机组预警总览评价基于运行调试专家的先验知识和人工智能技术

，对系统或设备进行全方位劣化分析、故障定位诊断等机组运营数字中心以安全优先、

工况寻优为目标，构建智能发电模型系统智能运行系统-能源数字管理中心21基于生产过程状态自主监测巡盘、

故障诊断预警分级自决策处理、

系统运行指标综合监督评价、

工况寻优闭环控制等技术

，

实现系统全工况自动巡航并处于最佳经济状态运行

，达到本质安全、

效益优先的发电目标。1、

弥补DCS控制算法不足-利用AI算法将难以控制的生产过程对象实现精准稳定控制。2、

减少监盘人员30%以上。3、

提升机组运行小指标

，

降低煤耗0.5g/(kW·h)以上等。智能运行系统-“模型+”运行体系故障预警自主巡盘能耗分析

评价管理全工况

自动巡航故障预警

自决策处理最佳经济运行机、

炉、

电、

化、热全专业元数据治理工况数据治理边缘数据治理数据质量分析大数据评价寻优数理机理

智能运行系统-“模型+”运行体系本质安全

=故障预警+自愈控制→智能巡盘机组MFT后若设备未停运

，则报警提示检查

，并下达停运指令对各系统运行状态快速扫描监测设备运行、

电流等信号状态

，判断设备状态判断磨煤机已经完成疏通，恢复至原始运行状态若磨煤机发生堵磨模型及时下达疏通指令以制粉系统故障诊断智能预警模型为基础结合设备部件健康度敏感分析和综合评价

智能运行系统-“模型+”运行体系效益优先

=能效分析+工况寻优→智能控制ⅠⅡ•

对除盐水箱液位使用剩余时间进行预测；同时对机组补水率、除氧器进出流量、给水泵运行状态登进行在线监测和评价ⅠⅡ•建立热平衡数学模型，实时分析加热器

抽汽量、加热器㶲效率、加热器端差等•

以供热负荷实际需求为导向，构建锅炉补给水系统、凝结水系统、给水系统纵向联动控制模型Ⅲ•

智能联动锅炉补给水反渗透系统启停、超滤系统启停、凝结水泵出力变化、除氧器上水调阀开度变化、汽泵出力变化等•加热器在机组启、运、停阶段中，以提高机组热经济性为最终目标Ⅲ•动态闭环调整加热器液位，实现加热器

端差最优运行从凝汽器进水冲洗开始计算

，机组启动时间缩短6.3小时深度调峰过程干湿态自动切换等

，

实现调峰深度15%Pe全程自控未配套储能调频系统的前提下

，

经软逻辑优化

，

将燃煤机组40%Pe-100%Pe爬坡速率提升至2

.

59%Pe/min

、

25%Pe-40%Pe爬坡速率提升至1.5%Pe/min煤电机组灵活性改造更快、

更深、

更灵活20%Pe~40%Pe负荷下深度调峰运行已经成为重点改造方向

智能运行系统-“模型+”运行体系启停速度调峰深度爬坡速率

智能运行系统-“模型+”运行体系“本质安全、效益优先

”的智能发电模型体系，服务于“两个细则”

和“调频调峰”服务，为发电企业降本增效对机组发电实时成本及月度、年度成本进行预测分析两个细

则生产经

营效益调峰现货市场1.有偿调峰服务2.

启停调峰补偿生产经营管理服务考核奖励动态分析预测模型评价堵磨对比分析及时调整给煤量等措施

，实现磨煤机快速疏通

智能运行系统-应用案例模型预测结果数据预处理预测模型构建I区

低温省煤器泄漏预警模型比运行人员定时巡检发现泄漏提前了5小时。

智能运行系统-应用案例“本质安全”低温省煤器泄漏 凝结水系统全工况智慧运行模型15:00:00

，运行人员在就地巡检时，发现低温省煤器D漏水（泄漏）

。10:

16:

10

，低温省煤器D健康度持续下降至0

，泄漏程度逐步严重。2023年3月7日10:17:00

，模