技术性了解未来电厂中的战斗厂——智慧电厂!

2020-01-09 11:36:06 集美 50

从我国的国情来看,石油资源相对匮乏,天然气资源也并不十分充足,出于技术层面的考虑,核电和风能的不稳定性难挑大梁,因此,煤炭火力发电仍然是主力发电模式,甚至占据了高达60%的比重。资源的有限性和对于电力越来越高的需求促使着我们去寻求更加合理的途径。此时,聚焦现有电厂的升级改造就是最好的选择。因此,智慧电厂的兴起既顺应时代发展,又是传统电力企业自我变革的必经之路,而且这必将成为我国发电企业发展的一种趋势。

一、何为智慧电厂

其实,智慧电厂就是在数字化电厂的基础上,利用互联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务、清楚地掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据从而科学地制定生产计划、构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。

可以说,智慧电厂是数字化、信息化、智慧化的更加科学高效的新型电厂。

智慧电厂又被称作智慧电厂,它同时具备了数字化、信息化、可视化、智慧化等特点。智慧电厂广泛采用现代信息处理和通信技术、智慧测量和控制技术,可以最大限度地实现电厂的经济、安全、高效和环保运行,可以说,智慧电厂是电厂数字化结合智慧化进一步发展的目标。

始于感知、精于计算、巧于决策、勤于执行、善于学习是智慧电厂的突出优势。它可以根据AGC发出的指令使得电机自动运行在最优状态,对可能出现的故障,诊断中心进行预警和诊断,并根据设备故障情况自动调整运行方式,包括降低负荷,根据故障诊断结果通知设备或检修厂商进行设备检修。

二、智慧电厂的发电流程

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三、智慧电厂的发展阶段

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四、智慧电厂的结构体系

智慧电厂与数字化电厂具有相同的体系结构,都包含基础设备层、实时控制层、系统优化层、生产管理层和电厂决策层等, 智慧化电厂在数字化电厂结构内容的基础上进行了不同程度的丰富和发展。

其中部分机构详解:

实时控制层:数字化电厂与智慧化电厂都包括锅炉、汽机、电气、辅机等的DCS一体化控制系统,保证火电厂的安全平稳运行。智慧化电厂在此基础上,通过使用预测控制、模糊控制、神经网络控制、模糊神经网络控制和遗传算法等各种智慧控制和算法,实现机组的优化控制,从而提高机组效率和安全性,达到节能降耗的目的。

系统优化层:数字化电厂与智慧化电厂都包括厂级监控信息系统( SIS),对厂级生产过程进行监控,分析和优化控制系统和机组性能,并对下层的实时控制层进行指导。智慧化电厂在此基础上,还加入智慧化煤场、数字化视频监控等。

生产管理层:数字化电厂与智慧化电厂都以电厂资产管理为主线对电厂的机组性能指标进行优化,实现电厂的经济、高效和安全地运行。此层根据从上层的电厂决策层取得的经营指标制定生产计划,并为下层的系统优化层提供指导。智慧化电厂在此基础上,可结合移动互联网技术搭建移动信息管理平台,使火电厂的经营管理者可以随时随地获取电厂的相关信息,提高全厂的现代化管理水平。

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五、智慧电厂的技术框架

集团

管理层

设备健康管理

运行管理

经营优化

交互界面

ERP

数字镜像

算法模型

数据库

电厂

监控层

SIS系统

实时数据库

运行监测

事件管理

控制层

DCS控制系统

防火墙

服务器集群

设备层

汽轮机

仪表与设备

锅炉

辅机


六、智慧电厂建造现阶段存在的问题

我国大型火力发电机组的规模随不同时期、不同条件有较大差异,在电厂中形成了若干相对独立、封闭的自动化孤岛,它们之间普遍存在着互连和操作的问题受限于早期建造未作全面规划以及期间技术的改进发展,是对智慧电站建造的一个亟待解决的问题。

这些对电厂的改造也会带来一些问题,比如“一键启停”等。

首先在电厂建造阶段,设计院和施工单位提供电厂内使用的设备、材料的厂家多而杂,各类不同的标准并存,这样并不统一的局面导致设计院,施工单位在进行全厂的三维设计时,其初始投入成本居高不下。

另外,三维设计完成后,没有进一步应用于电厂的生产。

其次随着火电厂全面智慧化建造的逐步推进,生产过程中产生的数据不仅从数量上变得更加庞大,而且更复杂,这种复杂性表现在 :数据的不定性、随机性、 模糊性,信息的不完全性以及语义表达的歧义性。

如何整理各个系统间的数据,做深度的数据挖掘,实现更高级的调控,例如,智慧故障预测诊断。另外,各个环节之间联系紧密,牵一发而动全身,安全,环保,经济性等多目标优化求解也需要深入研究。

随着时间的推移,新技术水平的提高,智慧电厂的功能也会不断的增加和丰富,它将继续用先进的技术服务于电厂,让发电企业高效运转,更加安全、高效、绿色、智慧。为最终实现两化融合、中国工业4.0的宏伟目标而不断努力。


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