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华润电力陈斌:智能电厂最终实现无人干预或少人值守

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-09  浏览次数:1999
简介:没有电网的参与,智慧电厂很难智慧,真正的智慧是网源和整个协调互动,来形成整个社会的价值和企业的价值,这是一个合理的平衡点
      “没有电网的参与,智慧电厂很难智慧,真正的智慧是网源和整个协调互动,来形成整个社会的价值和企业的价值,这是一个合理的平衡点的过程,而不是某一个电网的安全约束,让深度的调峰和快速的启停等等这方面的工作,需要各个方面共同去努力,推动整个大的环境,形成一个好的智能化、智慧化运营的环境,才可能实现真正的智能化或者社会化。”华润电力控股有限公司运营管理部运营总监陈斌在中国能源研究会节能减排中心与华北电力大学国家大学科技园联合举办“2018年智慧电厂论坛(第一期)”上发表演讲时表示。

华润电力控股有限公司运营管理部运营总监陈斌《华润电力在智慧电厂中的探索》

 


        主持人好!各位专家、领导,大家下午好!华润电力跟五大比较起来,无论是技术力量、还是体量、还是数据量可能没法比,但是华润电力前几年也做了一些有益的尝试。实际上没有像华能做了一些系统的整体规划。从去年开始,整个华润电力收购了电源侧,应该说对下一步整个智能电厂的建设,包括其他的风电、水电的智能典策,都会做一些有益的尝试。在此我把华润电力这几年做的一些运行、优化包括火电大数据平台,以及在安防方面做的一些工作,跟大家做一个简单的交流。

 

汇报的内容大概三个方面:

第一,智能电厂的概述。这个标题写的是智慧,转到这里变成智能,后面我主要说的是智能电厂这个事。改成智慧主要是适应整个会议的要求,实际我个人认为,可能用智能,特别是对目前来说,对电厂的探索用智能可能更好一些。如果用智慧的话,应该要关注整个全价值链、关注经营决策、关注整个售电市场,以及煤炭宏观市场,形成一个整体的市场经营、生产有机的结合,那可能就是用一个智能的辅助决策,可能可以叫做智慧的电厂。

当然智慧电厂我个人觉得还是有一方面需要大家共同探讨的,没有电网的参与,智慧电厂很难智慧,真正的智慧是网源和整个协调互动,来形成整个社会的价值和企业的价值,这是一个合理的平衡点的过程,而不是某一个电网的安全约束,让深度的调峰和快速的启停等等这方面的工作,我个人认为我们需要各个方面共同去努力,推动我们整个大的环境,形成一个好的智能化、智慧化运营的环境,才可能实现真正的智能化或者社会化,这是我个人的理解。

我特地强调了整个智能电厂的建设一定要跟网有机的协调和互动。智能电厂的建设还是取决于单厂的模式,我还要强调一点,一个单厂的模式很难做到智能,一个厂的数据量不足以支撑一个电厂的智能化,而且电厂的历史数据、你的案例不可能都是最优的、最好的,你设备天生可能就有缺陷,运营效率就是这个样子,如果你没有同一类型的电厂或者类型的机组做一部分对比,你无法获得现在的运行参数是不是最好的,所以起点就不可能很高。

我们认为智能电厂可能最终还是要实现一个无人的干预和少人的值守。实际现在做的平台就是要实现人的值班加上机器的全天候智能的值班,真正的电厂运行只是做事故的处理和后台的干预,原来的预警由DCS实现了,刚刚张总讲的智能电厂用机器帮我们诊断,这样就可以减轻运行人员操作的强度、值班的强度以及我们整个在运行值班过程中就不要做太多的干预,让机器代替人,帮我们来值班,让系统来值班,这是我们的想法。

整个智能电厂的构架,今天的收益很大,只是局限于现在电厂的痛点、难点和现在生产实际需要,认为在试产运行、设备检修维护以及运行管理,加上数据的集中、云端的管理,做了一些有益的尝试。

第二部分,介绍一下智能电厂做的一些实践。这里主要介绍三个方面的内容:

1,运行的优化系统,叫OOS,升级版叫OTS,这个是从2014年、2015年开始在做,目前已经做到了6.0的版本全部封装了,完全产品化。

2,做了一个有一些电厂的自启停研究报告全过程负荷的巡航,以及整个煤厂的无人机的值班,包括我们燃料全自动寻用,在运行这方面做了有益的尝试。

3,整个华润电力从2015年开始,电力的信息系统做了整体的规划,把电力做成一套电力系统、一套ERP,把我们整个信息系统,包括SIS系统数据库都进行了基本的统一,便于下一步的数据挖掘和分析。

还在本地化管理方面、在安全管理方面做了有益的尝试,后面会做一个简单的介绍。

下面把主要做的工作,给大家介绍一下。

第一部分,OOS。

这个背景,还是一个火电厂煤电的掺烧力度比较大,因为现在火电厂掺烧的煤比较杂,前几年的高速发展人员水平也参差不齐,而且传统的小指标对整个现场的操作和整个时代可能有一些差距,结合技术的发展,我们有一系列的工具,包括六西格玛方差管理等等工具可以用到这里面去。这是技术开发的背景,当然现在整个电厂包括业务数据化的转型,也是经营环境的压力推动我们做好工作。每个厂单厂的模式能够形成可推广的经验、可以复制,保证我们每个厂的操作水平基本达到相接近的档次,至少每个值档次一样。

基于这些现状设计了整个运行系统有一个性能分析,这是常规的,最优的判据,主要做了基于三个标准差的判断,来整合我们的参数,来实行动态的标准库,就是不同的工况、不同的煤种、不同的其他的设备异常的状况情况下,我们可以给出一个通过我们平时做实验,以及我们系统的自学习,来形成我们一个动态的标杆库,这种工况和系统给出了标杆值,你的风压是多少、温度是多少等等我给出标杆值出来。我们还有一点做到不一样的就是,我们把运行值整个绩效管理做到里面去了,配煤配的怎么样,操作的最后实时打分的,我们做得好的可能90分、100分左右,我们实时打分对每个值进行动态的评价,年底进行累计。选择的系统,既是一个运行指标全优的系统,又是运行管理的系统,把两个系统有机的结合在一起。

这个系统今年2月份在北京刘院士组织的进行勒柯吉成果的鉴定,整个项目获得了几项专利和3项著作权,现在应该是比较成熟,这个系统在华润电力推广到现在30多家电厂应该说可以降2个煤耗左右,无论是从经济效益还是社会效益还是无形资产价值都得到了很好的体现。当然我们OOS系统现在也在结合我们下面要讲的系统再进一步的怎么去界画标杆库方面开展一些进一步的升级工作。

第二部分,做了本地化基于安全管理、痛点管理的系统。

大家知道,整个电力市场的事故,一个是不安全状况、一个是不安全行为。从2017年全国安全事故的分析来看,我们通过数据分析大概90%以上都是人的不安全行为导致的事故,结合电力系统来说,一个是无票操作,一个是基于不干净的系统,尤其是违章行为,包括我们组织架构,包括我们的劳动保护作业、着装这方面不规范导致一些事故,因为每次事故至少突破2—3个防线才会发生事故。基于现在的图象处理技术以及相应的数据分析工具,做了一套系统,通过用人管成用系统管,当然这个系统也是我们电厂做了初步的验收,分Web端和移动端的实时推送,把相关的违章行为、违章信息的及时实时推到相关的管理人员和当时的现场值班人员。

这个系统主要是生产区域的隔离,我们做了一套人脸识别系统,包括安防系统一般大家做的比较多,靠人脸识别和车辆等等,包括你的安全帽、工装是不是正确的,都可以进行实时的识别,我们重点区域加强监控,重点区域无关人员现在,包括你的升压站,不是我们系统里面是进不去的,进去马上就报警了。再一个,你的工作票,你可能走出间隔了,我们有电子围栏也可以实时预警,不能走出间隔或者无关人员不能进入我们的工作区域。我们这个系统还做了一些灵活的检测,现场如果有烟稍微冒出来的时候,通过图象识别可以马上预警,甚至可以跟我们消防系统联动,我们可以把皮带停下来都可以的。

我想我们主要的功能是工作区域的管理,非法的闯入,环境危险源实时的识别,外来人员管理,包括我们临时工作区域的安全监控、电子围栏,包括工作票和人的相关联性,车辆管理,以及越界检测,包括我们的火灾报警管理等等。

现在我们也申请了19项专利、5项软件著作权,也正在申请过程中。后期的规划,刚才大家看到的是使用机器人巡检,我们认为不需要技术的巡检,以后我们用我们的摄像头就可以做到巡检,你只要加几个摄像头,一个是经过图像识别学习以后,白天、黑夜、晚上整个现场正常的工况和异常的工况,我们至少可以识别正常的工况,不正常的工况就可以及时预警,有针对性的进行巡视。第二个,我们下一步加入我们声音的鉴别,因为现场看还不行,加上我们的声音鉴别,根据我们噪音的变化,加上我们图像的处理,这两个功能我们可以做到现场有异常的话,有点对点的去识别,真正运行过程中的巡检,我们认为是没有价值的。

而且加上现在都在做智能电厂,我们这个巡检的价值有多大,一再在问这个问题,我们要重新定义火电厂,今天智能电厂的研讨就是重新定义电厂,下一步就要重新定义部门,每一个岗位职责是不是要重新定义,法律部门到底是干什么的,巡检到底有没有必要性,你的主职、副职有必要设这么多吗,主控和辅控能不能合二为一,要重新定义,无论是发电部、还是安全管理以及设备管理部或者生产技术部,这是我觉得需要重新认识、重新定义的。

第三部分,介绍CSASS的平台。

这个平台是去年上半年开始,通过招投标的形式提出了规划,和西门子正在合作的一个事,当时这个系统是整个火电转型过程中提出的要做数字化转型,所以我们提出了CSASS系统,要建中监测分析专家系统的集成,主要还是采用报我们所有的火电实时数据拿过来,第一个是集中,第二个是我们实时的监测预警,第三个我们高只有的诊断与分析,第四个我们的专家库、故障库、案例库进行的运行,跟系统的比对和学习,形成我们强大的后台。我刚刚说的要重新定义我们的运行,我们第一是数据不够,第二个量是不够的,我们华润电力加上研究院的专业人员加在一块,我们可能积少成多,这样我们专家诊断能力、系统分析能力、建立模型能力,各个方面都会得到长足的进步,所以我们的出发点是弱前台、强后台,这是我们的出发点。

我们的建设目标,1,远程诊断,2,数据,把数据变成黄金,发挥数据的价值。3,我们华润电力祈年建立了一套卓越运营的系统,把这个系统推广到每个电厂、每个大区去落地。4,我们智能电厂没有这个大平台,我讲单厂模式很难做成智能电厂,必须有强大的后台数据和云平台的算法。4,我们通过这个系统,也是培养我们的人,把我们的各种人力资源汇集在一块,刚才我们徐参事讲的,人离开不离开,但是你的经验、你的知识要下来,我们这个系统就是积累你的经验、专业知识,留到系统里面去,形成专家知识库,我们经验、教训好多东西传承,出过的事情不要再发生,这是我们的书法点。

我们做了一个设备预警、包括、环保预警分析,包括技术监控、实时监控的模块,包括远期做一个全厂的公司的分配,我们系统做了远景规划,包括设备全生命周期的管理,这个系统要对每个电厂的控制系统进行仿真、进行评价,因为你做智能电厂,你自动不成的话基本就不行了,我们对全厂自控做了评价,做了仿真、优化等等相应的工作。我们这个平台是用的西门子的,现在应该说下半年就会在我们公司部署。

预期收益,提高设备可靠性、降低我们的费用等等。减人、增效,我们管理上提升我们整体的运营管控水平,培养我们的人才,挖掘数据的价值,形成我们的专业知识库,形成我们专业的团队。我们现在投入这个系统的开发,9台机组已经全部数据收集上来,我们预警的模型,一般超过200个,我们的系统分析,我们的预警后面有一些应用案例的介绍,根据我们的每一个设备参数是不是正常的,跟同类型电厂也要去比,不断的优化,提前预警,这是我们做的一个应用案例的展示,我们有三种算法,在做一些设备的预警。我们想设备预警有些用数据来做算法的预警,另外我们还用建模,刚才华能做了很多建模,我们这两方面同时去做,一个是数据,一个是我们的建模,这个准确性就会更高一些。

目前我们投入的,在南京专门设立了一个办公地点,公司投入了大概四十个人,我们合资方也投入了六七十个人,在研讨这套系统。

这是我们数字化转型包括智慧运营的一个载体,通过我们研究院的实验,要在云端通过我们的系统就可以把基本的实验做下来,很精确的实验做不到的,如果系统有问题,通过云端、通过系统进行诊断,做到人机协调,以及服务于我们未来电力市场的计价上网、成本核算等等。

最后是个人的一些思考,我们在南京曾经参加过一个DCS厂家,DCS现在很多应用都是外挂,东南大学做出一个外挂系统卖了100多万,我们为什么不能开发出智能控制系统呢?现在的硬件水平、存储能力等等都能做到了,我们提出SIS、DCS的概念,要做一套我们自己真正拥有核心技术的智能控制系统,这个控制系统就可以比传统控制系统更有优势,至少把SIS和DCS的功能融合到一块,如果整个系统只有智能电厂的话,SIS功能是没法充分开发的。

第二个,单厂模式可能不是整个智能电厂最好的模式。第三个,网联和整体的互动,尤其是调动这方面,如果不能做到支配调度,这个火电做智能电厂可能效果会打折扣,现在做了很多深度调峰剥削改造,可能某方面有经济价值,实际上没有社会价值的,可能对能耗、降低包括污染物的排放没有好处的,只有火电和其他的电源点配合,我们觉得整个智慧调度网联系统是需要进一步研究的。

当然现在的DCS厂家,包括我们现有的DCS,包括我们现在每个电厂自身设备的可靠性、自动化的水平,是不是能够支撑我们现在智能电厂的建设,这是我们需要深入思考的,我认为一个集团在整个智能电厂或者智慧电厂建设过程中,我觉得从电厂建设比较好,不能因为我们提了智能电厂的概念,把我们的自动控制系统的,如果我们自动做不好设备都不行,这些东西是没有价值的,我们拿到这些数据可能是没有用的数据。当然整个智能电厂还需要大家积极探索,下一步我们回去也会把我们整个电力的智能电厂规划结合我们这次会议学的东西进一步进行深化和排出我们新的计划,也希望在座的各位专家、领导以及五大发电的兄弟单位多给我们支持。谢谢大家!

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