T／CEC 164-2018　火力发电厂智能化技术导则

TCEC中国电力企业联合会标准T/CEC164—2018火力发电厂智能化技术导则Technicalguideforthermalpowerplantintellectualization2018-01-24发布2018-04-01实施中国电力企业联合会发布I 本标准起草单位：国网河南省电力公司电力科学研究院、国网浙江省电力公司电力科学研究院、广东电网有限责任公司电力科学研究院、浙江浙能技术研究院有限公司、国网湖南省电力公司电力科学研究院、中国电力企业联合会科技开发服务中心、上海明华电力技术工程有限公司、中国大唐集团有限公司、中国华电集团有限公司、国家电力投资集团有限公司、华能国际电力股份有限公司、神华国华电力研究中心、浙江省能源集团有限公司、华润电力控股有限公司、北京京能高安屯燃气热电有本标准主要起草人：郭为民、尹峰、陈世和、胡伯勇、寻新、沈丛奇、尹松、孙宁、唐耀华、李辉、华志刚、戴成伟、严新荣、白利光、范海东、王剑平、张政委、陈大宇、张广涛、李炳楠、本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二1本标准规定了火力发电厂智能化的基本概念、体系结构、功能与性能、外部接口、工程实施等方下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T32919信息安全技术工业DL/T261—2012火力发电厂热工自动化系DL/T655火力发电厂锅炉炉膛安全监控DL/T656—2016火力发电厂汽轮机控制及DL/T657—2015火力发电厂模拟量DL/T658火力发电厂开关量控制DL/T659火力发电厂分散控制DL/T774火力发电厂热工自动化系统DL/T924—2016火力发电厂厂级DL/T5295火力发电建设工程机组调试DL/T5437火力发电建设工程2火力发电厂智能化thermalpowerplantin火力发电厂在广泛采用现代数字信息处理和通信技术基础上，集成智能的传感与执行、控制和管理等技术，达到更安全、高效、环保运行，与智能电网及需求侧相互协调，与社会资源和环境相互融由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能，可包括测量、控制、状态监测、保护等全部或部分功能的装置。其中，智能电子装置为带有处理器、具有一定智能特征并具有以下全部或部分功能的装置：采集或处理数据，接收或发送数据，接收或发送控制指令，执生产设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和两个或者多个系统/元件交换信息和使用信息的能力，包括语法互操作性和语义互操作性。语法互操作性指两个或多个系统通过标准化的数据格式和规约实现信息交换的能力，是实现其他互操作的前设备或系统的硬件未发生不可恢复性损坏，由内部和/或外部扰动等原因导致的部分或全部功能暂基于物联网、传感测量及网络（包括无线网络）通信技术，实现对电厂生产和经营管理的全方位监测和感知。智能电厂利用各类感知设备和智能化系统，识别、立体感知环境、状态、位置等信息的通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统和模式识别等诸多方法从大量数据中基于全面感知、互联网、大数据、可视化等技术，深度融合多源数据，实现对海量数据的计算、3利用网络通信等技术，为电厂中设备与设备、人与设备、人与人、电厂与用户、电厂与环境之间的实时互动提供基础，增强智能电厂作为自适应系统信息获取、实时反馈和智能控制的能力。通过与智能电网、电力用户的信息交互与共享，实时分析和预测电力系统供需形势，合理规划生产运营过通过对商业信息的收集、管理和分析，使企业的各级决策者获得知识或洞察力，促使其做出合理础服务、基础应用、智能化服务构成，支持智能设备互联互通、应用组件服务部署与发布，对外提供由控制区（安全区Ⅰ)和非控制区（安全区Ⅱ)组成。控制区指具有实时监控功能，纵向联结使用电力调度数据网的实时子网或专用通道的各业务系统所构成的安全区域；非控制区指在生产控制范围内由在线运行但不直接参与控制，纵向联结使用电力调度数据网的非实时子网的各业务系统所构成管理信息大区management包括远程实时信息传输技术和远程设备诊断技术，前者是将实时数据信息进行跨区域传送，将电厂实时运行数据流、优化数据流、管理数据流等通过不同媒介和通信方式进行采集、处理、发送，并由远程服务器接收、处理、存储管理，分发至需要的管辖用户使用的过程；后者是通过远程数据传输技术，将各电厂实时运行数据信息传送至上级数据监控中心，利用系统建模及数据挖掘等技术对运行4.1.1电厂智能化是数字化电厂的延伸与发展，其功能需求应包含建设（设计、安装、调试）、运行安全性等特点。4.1.2电厂智能化的系统结构，原则上包含由智能化设备层、智能化控制层和智能化管理层组成的管控体系，由本地技术支撑和远程技术支撑组成的技术支撑体系，以及电厂与外部的互动接口三4.1.4电厂智能化应实现全厂设备全生命周期（设计、制造、建设、运行、退役）数据的数字化，4通过高度自动化、功能融合、信息共享的一体化平台管控，达到电厂安全、经济和环保指标综合最优应通过传感测量、计算机和网络通信技术，实现对电厂生产全过程和经营管理各环节的监测与多种模式信息感知，实现电厂全寿命周期的信息采集与存储，从空间和时间两个维度，为电厂的生产控应配置充足的数字化控制设备，逐步实现对全部工艺过程的计算机控制。控制系统应满足计算能力要求，逐步实现智能化的控制策略，在“无人干预，少人值守”的条件下，保证发电机组在生产全采用先进控制和智能控制技术，根据环境条件、设备条件、燃料状况、市场条件等影响因素的变化，自动调整控制策略、方法、参数和管理方式，适应机组运行的各种工况，以及电厂生产运营的各基于生产控制系统和信息管理系统等提供的数据资源，利用模式识别、数据挖掘、人工智能等技术，通过对长期积累的运行维护数据和经营管理数据的分析与学习，识别电厂生产经营中关键指标的基于泛在感知和智能融合所获取的数据资源和自学习所获得的知识，利用寻优算法，实现对机组运行效能、电厂经营管理、外部监管与市场等信息的自动分析处理，根据分析结果对机组运行方式、在泛在感知获取的信息资源基础上，利用网络通信、信息融合、大数据等技术，通过对多源数据的自动检测、关联、相关、组合和估计等处理，实现对电厂生产过程和经营管理的全息观测与全局关联分析。基于电厂大量的结构化或非结构化数据，利用机器学习、数据挖掘、流程优化等技术，评估应具备高效的人机互动能力。应支持可视化、消息推送等丰富的信息展示与发布功能，使运行和管理人员能够准确、及时地获取与理解需关注的信息。火力发电厂的控制与管理系统应准确、及时地5基于网络通信技术，通过标准化的通信协议，实现火力发电厂中设备与设备、设备与系统、系统与系统的交互，实现不同设备、系统间相互协同工作。通过与智能电网、电力市场、电力大客户等系统的信息交互和共享，分析和预测电能需求状况，合理规划生产和管理过程，促进安全、经济、环保将现代信息通信技术与火力发电厂运营紧密结合，构建实时智能、高速宽带的信息通信系统，在“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”指导下选用信息安全策略及措施，合理设计、建设、维护、管理网络通信系统，保证信息高效交互，实现具有在线监测与主动防御能力的信息通信系统。4.3.1系统应符合电力监控系统安全防护要求，宜采用分层分区架构，实现安全分区、网络专用、横4.3.2智能化火力发电厂横向应划分为生产控制大区（包括安全区Ⅰ、安全区Ⅱ)和管理信息大区，4.3.3时间同步系统应全厂统一，同步对时信号取自同一信号源；有时钟需求的装置应具备对时和异4.3.7生产控制大区和管理信息大区宜采用一体化平台，一体化平台应采用面向服务的软件架构5.1.2技术支撑体系贯穿管控体系各个层级，为火力发电厂智能化提供技术支持，包括本地技术支撑5.1.3智能化火力发电厂通过外部接口实现与智能电网调度、集团（智能化）管理、监管与运营等相智能设备层主要包括智能化的检测仪表、检测设备、自动巡检、执行机构及现场总线设备等。该6层构成了火力发电厂智能化管控体系的底层，实现对生产过程状态的测量、数据上传，以及从控制信智能控制层在智能设备层的基础上，对火力发电厂的生产及辅助装置实施控制、优化和诊断。该层实现对生产及辅助装置的数据集中处理、控制信号计算和产生、优化控制实施和控制装置的故障诊智能管理层以全厂的生产过程与经营管理信息为基础，协调管控各生产与管理子系统，实现生产远程技术支撑包括远程数据中心、远程故障诊断、远程维护和远程试验等。该部分基于大数据、5.4.1智能化火力发电厂应具有与智能电网调度、集团（智能化）管理、政府监管、电力交易进行调76.1.3生产工艺设备（锅炉、汽轮机、燃气轮机、发电机、变压器及辅助设备）应满足下述智能化2）应具有自动评估模拟量控制回路在生产全过程的稳态特性和动态特性的能力，并能够自动3）模拟量控制回路宜具备根据条件变化择机1）应提供完善的互操作接口，接收外部的控制指令和参数，发布过程特性，接口的对象可以7）采用智能控制算法的模拟量控制回路，当控制品质恶化或出现不稳定时能够确保系统2）宜在不同的工况和条件下，自适应选择动作逻辑及定1）应提供互操作接口，互操作接口参数应包括过程特性和控制特性参数，接口对象可以是各6.2.3智能化机组级控制应具有机组自动启动/停机控制功能（automaticunitstart-upandshut-down83）在“无人干预，少人值守”情况下，机组应具备自动从全停至任意中间负载或满载的动态过程控制功能，在不同工况及负荷间自动切换功能，从任一工况安全、稳定地减负荷至停4）应遵循DL755—2001中2.4对机网协调及厂网协调的要求，宜具备根据电网运行状况变5）应具备与上层智能管控、厂区内关联区域工艺过程控制系统、其他实时性能优化系统进行a）厂级负荷优化，应通过智能化生产管理系统综合全厂各机组及公用系统的生产过程信息、电网b）在线优化，宜在满足安全防护要求的前提下，通过厂区内单个生产过程控制系统、信息系统提供的相关信息，对该过程进行状态及性能评估，对主要生产过程和关键辅助过程进行在线优化和/或指导。通过与智能控制层的互操作接口，使优化的运行方式、操作路径与参数取值及时c）全局优化分析，应通过本地的全局优化分析或远程的第三方优化分析系统，对生产过程数据和电网、环保等外部约束条件进行实时或非实时数据挖掘，综合平衡安全、经济、环保等目标，d）网源协调互动，通过与智能电网的信息交互，自动优化调整运行方式及控制参数，实现网源协1）应具有生产成本利润实时监控功能，实时监控供电煤耗、煤价、电价、环保达标率等关键成本相关指标的变化情况和变化趋势，实时给出生产盈利情况，定期生成生产盈利情况报2）宜具有燃料智能管理功能，覆盖燃料调度、3）应智能融合电厂人力、财务、物资等系统信息，具有数据挖掘和分析功能，为经营决策提4）宜实时监测以下经营指标：资产效率、获利能力、偿债能力、利税总额、全员劳动生产91）宜采用泛在感知、云计算、大数据等技术，分析、挖掘和智能融合多源数据，实现商务智2）宜建立全局成本利润分析和决策中心，整合厂内人力、财务、物资等系统信息，实时分析预判与统计预测，推动管理预控化。细化新的业务模式及相应的岗位，明确职责、流程、3）宜利用安全生产监控、智能燃料物流、备品备件虚拟联合仓储等系统，汇集全局生产过程b）应具备安全条件遭到破坏时的报警功能，宜自动给出紧急处理建议和事故预案，以降低各项损失；g）宜具备安防事件分析总结功能，能够根据一段时间内本地或类似电厂发生的安防事件统计，分i）宜通过泛在感知与智能融合技术，在人员操作设备前自动检查安全条件，确保安全措施严格执行。4）应具备丰富的对外接口，以满足智能化火力发电厂与上级单位、智能电网、设备厂商、客4）宜采用完全自描述的方法实现站内信息与7.2.2应具备对全部主设备、关键辅助设备、关键控制装置和设备的状态监测与故障诊断功能，并满4）宜实现对工艺过程的运行状态进行在线实时分析和推理，自动报告异常，并对出现的故障1）应具备故障录波功能，自动存储故障前后的设备状态数据和控制装置动作情况，为故障原7.3.1应实现检修、维护全过程的资料信息化、格式统一化、记录规范化，应能够自动生成各类报7.3.2在遵循DL/T748、DL/T774、DL/T838的基础上，智能化火力发电厂的检修维护应满足下述要求：d）宜实现利用语义信息识别、视频图像识别、空间定位与可视化、智能两票与文档管理、智能终e）宜具备在线仿真评价功能，通过建立精细化仿真模型，利用机组实际运行数据信息，实现机组在遵循GB50660—2011中第14章、DL/T924—2016中信息管1）应支持包括设计、建设、运行、维护、改造、退役等设备全寿命周期文档和资料的数字化4）宜采用私有云技术实现计算能力和存储能力的虚拟化，支持基础设施即服务（Infrastructure5）应充分利用可视化模型所特有的空间概念和多维实体造型，将实时生产运行数据与多维模型相关联，辅助电厂生产管理人员直观、便捷地进行设备管理、运行监控、检修模拟、辅7.5.1智能化火力发电厂的远程技术支撑能力，应具备用户管理和权限控制功能，具备远程数据存7.5.3远程技术支撑系统采用的通信协议、数8.1.3应连接集团远程数据中心等机构，支持集团在远程数据平台上开展专题研究与远程技术服务，实现对发电设备的生产过程监视、性能监测及分析、运行方式诊断、设备故障诊断及趋势预警、设备a）验收范围应包括网络系统、通信系统、智e）验收资料应完备、规范，并以数字化文档通过e）检验测试应涵盖全部主设备和部分关键辅助9.4.1火力发电厂智能化程度应随着科学技术的发展以及企业和社会需求的变化逐步提升。智能化程b）重点针对信息化、智能化相关技术在火力发电厂设备层、控制层、管理层的应用范围、应用深a）初级阶段，关键技术特征体现为自动化，利用计算机、通信、网络等技术，实现全厂信号的数字化采集、传输和存储，并在此基础上实现全厂范围内的生产过程自动化，同时实现生产数据b）中级阶段，关键技术特征体现为信息化，充分利用云计算、大数据、物联网、移动互联网等现代信息技术，在信息获取中实现泛在感知与智能融合，在信息使用中实现多系统间信息共享与互动、递进式可视化展示，在运营过程中实现可预测、可控制及全流程优化，实现智能化火力c）高级阶段，关键技术特征体现为自学习、自寻优、自适应，其表象为广泛应用智能化技术，在进行自我寻优与进化的基础上，能够自动根据火力发电厂内、外部环境，设备，燃