智能电厂最终版

智能电厂的建设与应用延时符背景/BACKGROUND

０2响应“十四五”规划，建立能源互联网提升管理，节能降耗精细化统一化管理，从数字信息化提升为智能化目录/CONTENTS01智能电厂的定义02智能电厂的特点03总体设计04大数据云平台的建设05智能应用的建设PART01智能电厂的定义０4定义０5010203基础信息化和数字化技术方式智能传感测量技术、信息通讯技术、自动控制技术、智能分析决策技术、人工智能技术和发电技术相结合目标与电厂基础建设高度集成而成的达到经济、高效、安全、智能和环保最优化状态的新型现代化电厂思路方针贯彻电厂数字化是走向智能电厂的基础，先把数据实现高水平管理，才能最终实现智能电厂。０6PART02智能电厂的特点智能化特点０73知识智能化4智能价值化5价值可传承2信息技术化1数据信息化工业大数据的意义算法学习数据驱动记忆认知计算认知交互认知自适应智能电厂特征０8工程设计数字化数字化设计、采购和工程管理。生产过程智能化监控参数的数字化可视化。行为管理智能化行为数字可视化，安防、门(车)禁、智能点巡检等。智能化电厂的发展需要不断与移动互联网、云计算、大数据和物联网等先进技术相互融合，促进电厂的进一步转型升级。物资流转智能化动态库存，制定预见性检修维护计划。管理智能化智能化的生产管理、资产管理和决策支持系统０9PART03总体设计建设目标10设备生物化利用智能型数字传感器、优化现有方案、系统，通过大数据建模和云端分析工具，物联网等，形成源库。生产运行智能化利用源库数据，结合智能软件和分析工具，实现厂级智能优化辅助决策系统，形成大数据源和大型知识库。管理决策智慧化通过汇集、筛选、建模、分析第一、二层的工业大数据，集团公司实现智能管理决策。三点三面两阶段：两阶段是指电厂智能化阶段和智能电厂与智能电网对接阶段。根据国家电改的进展情况，择机实施运行无人化和厂网销售终端智能互联。通过智能电厂与智能电网、智能销售的互联，在三方的经营决策上实现无缝智能对接，最终成为国家能源互联网的一个重要组成部分。自动化数据化智慧化建设内容11核心技术思路互联网+物联网+大数据+云平台“云”平台“云”是大数据云平台，即基础信息系统平台。“端”产品既是在“云”上通过建模分析和各类智能应用，构建智能化辅助决策功能。建设内容12数据输入外部数据、数据、资产数据。软件&分析连接数据源，网络安全保障，针对不同层面的用户提供各类型应用软件。建议输出盈利能力、生产效率、安全可靠性。云平台13部署数据采集端（布置传感器或从已有DCS、SIS、MIS、OA等数据库采集）；通过3D、VR、AR等智能工具将数据可视化，实时监控设施；结合历史数据统计，实现运维智能化、成本细化。形成类似集合DCS和SIS系统的大数据云平台。电厂建立工业大数据云服务平台，以统一信息平台展现，支持集团层面的“端”产品，形成与智能电厂相匹配的类似MIS系统的大数据云平台。集团本部“云”既是大数据云平台——电厂、集团层面的基础信息系统平台，采集、筛选、汇总基层单位的各种数据，进行“数据资产化管理”工作。端产品14端产品生产类产品主辅机全流程智能优化燃料智能化管理系统经营管理分析经营管理类产品集团层面产品环保智能优化系统综合分析分析合同综合分析工程辅助分析指标辅助分析燃料辅助分析电量辅助分析财务预算分析成本辅助分析收入辅助分析电费回收分析机组负荷分析检修辅助分析外围专家社交服务系统对标管理系统互助交流服务系统专家诊断服务系统建设原则15领先科技打通数据大数据云管理增效1系统性与完整性：将整个集团看作一个有机整体，统一规划，基于“服务生产，面向管理，辅助决策”的设计思想。2实用性与先进性：为适应集团公司、电厂不同层次人员，使用简单实用、高效的工作平台里；选用平台具有先进性、前瞻性、扩充性、开放性。3开放性与标准化：软硬件产品坚持标准化和开放性原则，采用开放性体系结构；具有良好的可移植性、可扩展性、可维护性和互连性。4可靠性与安全性：采用统一的用户认证，权限管理、密码控制等多种安全和保密措施。双机热备、定期存储。5经济性与可扩充性：尽力保护现行系统，尽量减少技术风险和投资风险。灵活配置与扩展。16PART04大数据云平台的建设云平台的架构17平台应用服务层（SaaS）平台数据服务层（PaaS）基础设施服务层（IaaS）基础架构建设18资源调度与管理自动化在对资源有效监控管理的基础上，通过对服务模型的抽取，提供弹性计算、负载均衡、动态迁移、按需供给、自动化部署等功能。虚拟化和资源池化虚拟化技术进行整合，提供运行环境等基础服务硬件基础设施主机、存储、网络及其他硬件在内的硬件设备软件架构建设19云平台由相对独立的多个模块构成的分布式系统。基于工业数据的特性，工业大数据分析云平台建议和传统IT服务云平台分开建设，可在集团署满足各自应用规模的混合云，同时也可以对外与公有云平台对接。支持java、php、python、C#等这些主流的开发语言。同时部署几十种语言的编译包。数据服务20支持数据库：mysql、sqlserver、oracle、redis、mongodb、neo4j接收通道：接收通道是所有数据的入口点，使用HTTP或FTP协议等多种方式，数据存储前预处理。数据服务：数据导入，数据清理，数据合并，数据存储。数据安全21备份采用超融合硬件，自带存储数据的冗余，至少会保存1份数据副本。文件级备份上通过虚拟化的备份工具，直接将云平台的虚拟机组件进行备份。容灾实现云平台存储级同城同步容灾系统；实现云平台应用级容灾；实现异地双活数据中心。安全性保障2201020304云平台传统安全边界消失资源分配合理分配网络资源，防止网络瘫痪抵御病毒的攻击，保障运行容灾保护重要数据的存储与传输安全数据保护敏感数据保护，确保数据的性病毒防护虚拟化服务安全数据集中后安全稳定性和可靠性0506预警处理安全应急事件，安全预警审查建立认证体系、访问控制机制安全-病毒防护23采用目前虚拟化环境病毒防护的排名第一的病毒防护公司亚信安全的产品。安全-安全审计24云平台通过部署集中运维审计系统，统一规范运维管理行为，预防、及时阻断异常，定位安全事故，为恢复系统和追查责任提供原始依据。安全-动态口令身份认证系统25云平台建设提供完整的身份认证解决方案，特别是双因素身份认证解决方案，已成为该领域的事实标准。安全-安全服务26安全服务加固应急分级现场远程监控值守响应1监控---完整的上线检测、完整的监控服务2应急---应急响应服务3响应---协助确立应急响应体系服务4分级---协助安全事件分级管理服务5远程---定期远程巡检6现场---定期现场巡检7值守---远程安全值守服务8加固---安全加固服务27PART05智能应用的建设智能应用28基础设备层实时控制层预测控制模糊控制神经网络控制遗传算法系统优化层数字化视频监控数据资产智能化管理三维地理信息系统生产运行层智能化燃料管理主辅机全流程智能优化环保智能优化系统电厂智能监控和巡检设备全流程智能诊断智能应用分布式建设智能应用主要分为电厂端的应用建设和集团端的应用建设两部分，前者侧重于生产实时监控管理、分析；后者更侧重于大数据的决策分析及对下属电厂的管理。管理决策层综合计划管理监督和考核专家诊断运行互助第三方社交平台在线煤质测量技术在线烟气测量技术炉膛管屏温度测量电厂端29智能煤场系统

智能采制化系统智能诊断系统智能掺配混烧系统

燃料智能化管控平台电厂端-燃料智能化管控平台30智能煤场数字化煤场智能堆取斗轮机远程智能操控智能盘煤系统电厂端-燃料智能化管控平台31自动采样机自动制样机样品存样柜样品输送装置样品化验设备智能采制化电厂端-燃料智能化管控平台32设备分解诊断设备智能优化曲线智能诊断电厂端-燃料智能化管控平台33煤种数据库煤质数据库优化知识库配煤知识库智能配煤电厂端34风机智能维护系统风机智能维护系统部署于风电场，通过对实时数据、历史数据、异常数据进行监测，对风功率预测曲线、SCADA状态参数、传动链振动监测数据、报警数据进行实时监控、显示。引入美国IMS中心大数据分析工具，提供从风场级到部件级的多层次状态评估及故障预测功能、风场调度与维护排程优化功能、和风场区域风功率预测及发电量预测功能，实现风机资产预测性维修维护、动态经济性能分析与优化功能。锅炉智能诊断系统通过锅炉的三维可视化建模，以KKS编码为基本图元，以真实尺寸为基准比例，将锅炉的结构、运行流程、布置方式进行真实表现，并在三维环境下实现现场数据与三维模型的关联对应，实现设备部件的三维定位、跟踪和管理；实现锅炉模型在网页环境中放大、缩小、旋转、定位、透视、漫游等操作；实现对锅炉泄露事故、隐患信息的三维空间定位与表达，在三维环境中实现事故的分析与诊断；通过与现场数据相集成，对泄露及隐患部位进行状态跟踪，划分隐患预警等级、开展风险预警监测，从而实现对隐患部位有效、及时的预防治理。电厂端35汽机智能诊断系统通过汽机三维可视化建模和透视功能，可以方便使用者查看设备的情况，及时找到故障位置，对复杂部件进行快速诊断。例如：一是汽轮机调速汽门在线监测和故障预警功能，不仅能够对高调门的喷嘴配汽特性故障进行预警，保证机组的安全稳定性；而且还能够指导运行人员实时对机组最优滑压点进行优化调整，实现机组复杂变工况模式下滑压运行的高效经济性；二是汽封的智能状态监测，通过综合考虑汽封性能、漏气量等变化因数，设计符合机组实际运行情况的最优滑压运行曲线，提高机组的变工况运行经济性。电厂端36压缩机运行智能检测与优化系统通过采集压缩机运行过程中的状态参数，结合机器学习和人工智能等先进数据建模手段，实现对压缩机运行过程中的实时状态进行评估、预测、诊断、及优化功能。对压缩机喘振故障、失衡、轴承机械故障、效率下降、和过负载运行等异常模式进行预测和控制参数优化建议，从而保证压缩机安全、稳定、和高效地持续运行。远程振动监测与分析系统振动监测作为工业装备资产状态监测最常见的手段之一，但其分析对专家的依赖很大。远程振动监测与分析系统署了数十种振动信号处理、故障提取、模式识别、故障特征建模、故障趋势预测、和故障诊断算法，能够极大程度上帮助专家对振动数据所反映出的设备状态进行初步评估，将有异常状态风险的数据自动筛选和推送给振动专家，同时向振动专家提供辅助分析工具进行诊断决策。与传统的振动监测软件不同，本系统具备有美国IMS中心研发的机器学习和人工智能分析引擎，能够记录和识别振动专家做出分析和决策的依据，从而优化系统自身的预测及诊断能力，具备自我校正和自我成长的智能机制。电厂端37通过增强现实（AR）和三维的透视、漫游等功能，实现对电厂的监控和点巡检智能辅助操作。点击建筑设施，展示实时数据，还可以进入到建筑，展示设备的三维实景图，也可以点击设备中某个部件，可以展示该设备的三维实景、实时数据和运行状态，辅助人工现场点巡检工作。还可以通过智能监控系统，采集电厂全量信息，通过多摄像机实时拼接显示摄像结果，实现智能巡航与电厂全景监控视频回放功能。电厂智能监控和巡检系统电厂端38我们在多年的工业数据分析基础上，结合环保岛一体化、工业大数据与智能制造等行业趋势，构思了一套环保设备的智能化技术体系。其中包含了从美国智能维护产学合作中心（IMS）的技术，也有国内高校以及设备制造商的合作成果。从设计到维修的产品全生命周期实施数据采集、分析，通过构建“人机结合”的技术生态，实现环保岛的智能化升级。智能环保岛管理系统电厂端39采集规范各类数据的采集、规范、统一，资产化管理。建模分析IMS的工业大数据分析工具，数理模型建立分析，实验室机理模型实验校核，调整裕度。建议输出升级改造建议，实现“价值工程”，设备运行、经济性、环境效益最大化。集团端40风机智能维护系统通过对实时数据、历史数据、异常数据进行监测，对风功率预测曲线、报警数据进行实时监控、显示。引入美国IMS中心大数据分析工具，提高设备预测性维修维护、动态经济性能分析功能。集团智能监控系统通过三维的透视、漫游与视频集成的强大功能，实现对集团下属所有电厂的智能监控操作。点击电厂内的某个建筑，实时展示建筑的关键设备的实时数据，还可以进入到建筑，展示设备的三维实景图，在设备的三维实景监测界面，可以点击某个部件，进入部件的三维实景监测界面，可以展示该设备的实时数据和运行状态。还可以直接接入每个电厂的智能监控系统，实现查看电厂实时监控画面与监控视频回放功能。集团端41专家诊断服务系统充分利用集团公司的专家资源和基层电厂拥有多年实际现场运行检修经验的技术人员，建设集团的技术专家远程诊断平台。通过电厂实时上传的设备工况数据和集团大数据云平台，所有远程诊断服务系统内的技术专家不用到现场，即可快速响应生产中出现的设备异常诊断需求，实现远程实时诊断服务。集团端42交流互助服务系统鉴于集团各电厂的生产运行管理水平参差不齐，面对目前惨烈的竞争环境，越早提高生产管理水平，给电厂带来的经济效益就越明显。因此，可以充分利用集团公司大数据云平台优势，建立电厂与电厂之间“一对一”或“一对多”或“多对一”，以及集团帮扶中心与电厂之间“中心对基层”的远程互助交流服务系统。被帮扶电厂将生产运行实时数据上传给帮扶电厂或集团，由帮扶电厂或集团帮扶中心及时给与指导和帮助，达到提升被帮扶电厂生产运行管理水平的目的。不但大量节省了互助单位之间互派人员学习指导所投入的时间、人力和物力，而且可以开展全方位、全覆盖、实时有效的经验交流和学习互助工作。集团端43专家社交平台服务系统在专家智库的基础上，将数据安全可控的开放给高校、电科院、设计院、装备厂家、维修维护公司、第三方技术服务公司，让各个业务阶段的负责单位都能在一个统一规范的平台下对集团业务完成各自的服务，如技术咨询、事故诊断、经验交流等，从而形成一个完整的专家社交平台的生态圈，进一步完善更新集团自己的专家知识库内容。集团端44对标管理系统通过指标对标管理体系的建立，加强指标精细化管理和科学化分析，使其成为提升集团精益管理水平的有力工具。实现发扬长处，补齐短板，闭环可控的PDCA模式的动态管理，引导集团在各项工作中“找差距、抓整改、促提升”，促进集团指标管理水平不断提高，为集团提高现代化管理水平提供技术保障。集团端45资产管理系统