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【青话高质量 建言十四五】㉗智慧电厂建设探究

2021-08-16分类:智能发电 / 智能发电来源:中国大唐集团公司
【CPEM全国电力设备管理网】 发展智慧电厂是大势所趋,智慧电厂能让发电企业的管理更加智能与高效。

【前言】“十三五”圆满收官,“十四五”扬帆启航。为了鼓励广大团员青年为“十四五”高质量发展建言献策,充分调动团员青年参与企业管理、关心企业发展的积极性,营造人人爱企业、人人为企业的浓厚氛围,为集团公司二次创业、做强做优汇聚青春智慧,集团公司团委组织开展了“青话高质量,建言十四五”征集活动。截至目前,全系统共征集论文704篇、金点子建议1735个。经过层层审核筛选,共推荐论文178篇、“金点子”建议481个参加终评。即日起,本栏目将陆续刊发部分征文建议。


集团公司2021年工作会议强调:以推动高质量发展为主题,以深化供给侧结构性改革为主线,以加强党的领导、党的建设为保障,打好“四大攻坚战”,抓好“五大提升工程”,高质量完成全年目标任务,确保“十四五”新发展开好局、起好步。


笔者认为,“智慧电厂”将是高质量企业发展的重点之一。


一、背景


当前,发电产业面临着电量需求增加减缓、资源和环境约束加剧、企业经营困难等问题,但也有业务模式从发电为主转化为发电+售电+产融多种业务结合,以及物联网、大数据、人工智能等新技术推动企业转型升级的机遇,面对如此多的问题与机遇,发展智慧电厂是大势所趋,智慧电厂能让发电企业的管理更加智能与高效。


随着信息化技术的快速发展,大数据、人工智能和工业技术的深度融合,使得工业生产方式更加精益、信息获取更加便捷、管理模式更加高效、能源消耗更加绿色低碳。智慧工厂、智能电网、智能发电等一系列理论和技术也都逐步成熟发展。近年来,我国先是出台“大众创业,万众创新”政策,接着提出中国制造2025、“互联网+”概念,又规划支持云计算、大数据发展国家战略,这些都促进了电力系统的扁平化管理以及能源生产、消费概念的转变。这场变革正在深刻影响着传统发电行业的经济活动模式,催生了更多新技术、新产品、新业态,推动发电企业向智慧型企业发展。


二、概念及意义


(一)概念


智慧电厂具有智能、安全、经济、环保等特征的新型现代化发电企业。从计算机、网络信息技术的数字化电厂到整合了物资供应、设备监测、运行维护、安全管理全过程的智能化电厂,最后形成能够实时进行分析、控制和决策智慧化电厂,实现整体人工智能的企业管理构架。


(二)意义


智慧电厂是发电企业在数字化、信息化与智能化基础上发展的一种更高的形态,通过推进智慧电厂建设,能够持续优化集团产业结构,促进产业新业态发展,扩大高质量、高附加值的产品供给;在努力做强主业的同时,提供更多增值服务,形成新的效益增长点,为持续提升盈利能力奠定坚实基础。通过实施智慧电厂建设,能够加强对前沿技术的跟踪研究,推动传统电力企业向智慧型、科技型企业转变;能够以智慧电厂建设推进管理一流、技术领先,品牌一流、服务领先,质量一流,效益领先。通过推进智慧电厂建设,能够鼓励岗位创新创业,帮助企业职工在提升业务水平和素质能力的同时,获得成就感和归属感;能够打造高素质创新团队,留住核心人才,保持职工队伍团结稳定、奋发进取、充满活力。


国内外在智慧企业及相关技术的研究及应用上都还不够成熟,智慧电厂建设尚处于起步阶段。当前,随着物联网、大数据等新型科技的迅猛发展,越来越多的智能技术正与能源、电力技术深度融合,部分企业己推进智能化转型,少数企业正在着手“智慧化”建设。


国内对于智慧企业的研究、建设处于初步探索阶段,尚未形成完整的体系,虽然部分企业逐步推进“智慧化”建设,但都处于智能技术试点应用状态。


智慧电厂具有智能、安全、经济、环保等特征的新型现代化发电企业。从计算机、网络信息技术的数字化电厂到整合了物资供应、设备监测、运行维护、安全管理全过程的智能化电厂,最后形成能够实时进行分析、控制和决策智慧化电厂,实现整体人工智能的企业管理构架。


三、智慧电厂存在的问题


通过近些年信息技术、通讯技术、计算机技术和控制技术的不断发展,集团火电产业的信息化建设不断发展,集团内的各个发电厂在不同程度上完成了数字化和信息化改造,但我们也必须清醒的认识到现在的数字化和信息化并不是真正的智能化,还存在较大差距,主要反映在以下几个方面:


(一)对数据挖掘不够,数据融合深度不够


重点是运行参数调整优化、能耗指标分析等,需要大量的数据分析并通过海量数据、模型不断拟合并不断修正,最终寻找最优的数据;设备寿命管理也需要大量的基础数据作为支撑,以实现精准的状态诊断与检修。


(二)生产现场疑难问题缺少人工智能支持


智能传感器和智能调节机构数量的不足,导致对重要设备的检测控制流于粗放。生产现场高温、高压、腐蚀等危险区域或特殊场合的检査,以及大量周期性、重复性、繁琐的工作,需要利用人工智能(机器人)支持,实现自动监测、预警,提高人员及设备安全可靠性,同时减少人员劳动,提高工作效率。


(三)未充分利用互联网技术,拓展管控能力


目前设备运行、故障诊断、检修维护、经营管理等管理方式相对简单,未充分利用目前比较流行的互联网科技智慧,实现工作业务与互联网智能管控有机结合,提升生产过程的智能自动管控、技术支持,以及移动业务处理功能。同时,解决生产经营问题的技术手段少,快速反应能力差,工作效率相对偏低。


(四)发电企业内部与外部的数据未实现充分共享


目前,发电厂内仍然存在大量自动化、信息化孤岛,互连互操困难,各系统的运行数据和信息难以在厂区范围内顺畅流动。数据资源分散、缺乏连贯性,管理与运行人员很难从数据中得到有用的信息并做出正确决策。集团与发电企业之间、以及内部企业之间的信息互通,尚未形成“大计算、大储存、大分析、大运维”的网络构架,人员、系统、设备之间的高效协作还存在一定差距。


四、智慧设备建设的建议


(一)设备管理系统


建设目标:通过实施设备管理系统为电厂效率的最大化提供有力的支持。对电厂技术管理中工作流程的全面支持极大地改善了信息流、通讯及业务管理,使得挖掘实际的优化潜能变得可能。需要一套强有力的全厂设备管理系统,从而通过采用标准的规则、用结构化数据的形式来描述整个企业的所有设备及备件,并据此进行管理和维护。设备管理系统,不仅可以关联电厂内各子系统的任何数据,追踪所有系统和设备修改、维护的活动和状态,而且可以完成与资产管理相关的人力资源安排,以及具有良好的与财务、效益软件的接口,提供预算费用计划功能,进行成本控制、成本跟踪,以及优化维修策略;同时,还可以实现通过对设备库存的管理,进行设备、材料需求的分析,完成设备、材料采购的申请和审批。


(二)智能检修


设备维修的核心功能,通过对工作文件、工器具及仪器仪表、备件材料、人力资源的准备以及审批、执行、检查和完工处理,实现整个工作维修过程的规范化、标准化,保证设备维修过程中的安全,通过工作流的运行机制推动事务向既定的方向发展,从而有效控制设备维护工作的进程。


(三)智能巡检


根据设备状态对路线进行智能化定制。预测可靠性差的设备增加点检频率;运行状态良好,且趋势平稳的设备,适当降低点检频率。对于运行参数接近限值,预测将要出现缺陷的设备进行重点关注,并在点检路线中予以标识。


(四)智能技术监督


通过本系统,可以帮助技术监督实时数字信息的采集、加工处理和反馈,实现数据共享,使离线和在线数据进行有效的结合,实现技术监督的全过程管理;结合专家经验和算法模型,开展技术监督工作评估,强化了技术监督定期分析的功能,形成管理闭环,有效发挥技术监督工作效能;技术监督工作以可视化的图形展示,直观清晰。以上流程基本实现自动化,大大减轻专业人员的工作量,提升企业智能管理水平。通过技术监督超前发现设备缺陷,通过试验根据规程,发现设备历史趋势监控设备状态,防止重大事件发生。


【作者简介】


崔贺新,男,27岁,硕士研究生,毕业于哈尔滨理工大学机械工程专业,曾发表发明专利一篇、实用新型专利3篇、EI论文一篇。


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