智能国华示范工程探索与实践

2016年5月北京数字化电厂信息化管理智能国华示范工程探索与实践数字化电厂2项目介绍1目录信息化管理3根据北京市人民政府批转市发改委《关于加快构建本市安全高效低碳城市供热体系有关意见的通知》建设北京市四大热电中心。东北热电中心（国华、京能）西北热电中心（京能、大唐）东南热电中心（华能）西南热电中心（京能）东北热电中心由中国神华能源股份有限公司国华电力分公司和北京能源投资（集团）有限公司各自投资建设和运营管理1套F级“二拖一”燃气-蒸汽联合循环热电联产机组。项目介绍--建设背景我们实现了什么？低碳环保、技术领先、世界一流的数字化电站一键启停、无人值守、全员值班的信息化电站发电厂创造价值，建筑物传承文化现代工业艺术品“安全、清洁、高效、智能”的环保型电站生态文明清洁高效燃气轮机：东方三菱F级

M701F4二拖一布置蒸汽轮机：东方电气集团

设SSS离合器

可纯凝或背压运行余热锅炉：东方锅炉厂

三压、无补燃

卧式、自然循环发电出力：950.98MW

供热能力：658MW

供热面积1300万㎡发电煤耗：

≤208.6g/kWh全厂热效率：≥58.9%厂用电率：

≤1.90%粉尘排放：零SO2排放：≈0NOx排放：≤7.7mg/Nm3厂界噪声：

≤45dB(A)(夜)/55dB(A)(昼)全厂定员30人项目介绍–时代背景下的探索实践全程、全范围自启停控制设备远程管理现场总线应用全厂集中控制创新驱动——“一控三中心”体制机制创新质量为先——严格把关，过程管控绿色发展——节能降耗，噪声控制人才为本——多渠道塑造复合人才互联网+中国制造2025能源革命信息共享+国华各部门、各单位系统集成+电厂各专业、各应用三维移交+设计院数据交互+关键设备厂商内部外部低碳环保、技术领先、世界一流的数字化电站一键启停、无人值守、全员值班的信息化电站智能国华北京燃气热电示范工程总体目标发电厂创造价值，建筑物传承文化“生态文明、美丽电站”的现代工业艺术品内在品质和外在观感的工业艺术品“安全、清洁、高效、智能”的环保型电站以“生态文明”为旗帜、“智能电站”为纲领、“清洁高效”为途径，建设“低碳环保、技术领先、世界一流的数字化电站”建设“一键启动、无人值守、全员值班的信息化电站”实现“发电厂创造价值，建筑物传承文化”投产指标全面优于设计数字化电站信息化管理APS移动作业三维移交设备数据库在线仿真自动报表现场总线分析诊断监视画面消防安保协同总体目标“智能国华及数字化电站”建设思路信息化技术自动化技术基建生产经营信息化技术企业总线数据挖掘商务智能云计算安全节能环保智能展现辅助分析移动互联报表自动自动化技术

DCS优化控制主辅控制一体化设备智能诊断机组自启停数字化电站智能国华互联网+智能国华北京燃气热电示范工程顶层设计管理模式信息化管理数字化电厂一部一室三中心一体化平台APS现场总线数字移交智能国华北京燃气热电示范工程顶层设计精兵简政高效运转远程管理全员值班功能按岗定制业务全面覆盖过程异地监控信息集成共享智能测控三维设计全程自动安全可靠组织机构——共享协同

北京燃气热电定位为发电站，力求机构精简、人员高效、安全可靠、节能环保，优化配置资源、提高用工效率。分析诊断中心

安全消防保卫中心成本利润中心研究院燃气轮机技术中心热电分公司国华电力数据共享北京燃气热电实时测算资源投入产出余姚电厂技术组机构设置党建行政部主控室党建工作部经营管理部人力资源部财务产权部安健环监察部节能环保部生产技术部科技信息部主控室分析诊断中心安全消防保卫中心成本利润中心运行管理分析、优化生产、经营信息消防安全保卫外委单位消防安全保卫检修维护设备厂家承包商计划上报国华发电部、检修管理部研究院国华安健环监察部国华人力资源部经营管理部财务产权部执行监督、指导评价上报计划及执行情况报告执行监督、指导评价职能管理、后勤保障消防安全保卫消防安全保卫计划执行党政工团、纪检监察由国华本部对口部门直接管理经营、人资、财务、物资等具体业务执行操作设备诊断、科技信息、技术监督、技术支持等业务支持监督、评价人财物支持人财物支持热电分公司调度、运行、设备、应急等业务计划、执行情况及重大事项上报经营管理、人资管理、财务管理、物资管理业务计划执行情况及重大事项上报核心业务支持职能一控三中心人才开发、物流等业务支持组织机构——业务关系组织机构——主要业务1.生产业务1.3应急处理1.1调度执行外部调度命令、协调执行内部调度执行调度指令发布1.6运行管理2.2人力资源管理人力资源计划组织岗位管理员工招聘管理薪酬福利管理领导干部管理绩效管理培训管理专业资格管理

人事管理离退休管理2.4行政管理2.1经营管理市场营销管理计划管理综合统计管理经济活动分析招投标管理非生产项目管理结算管理合同管理燃料管理应急处理应急指挥1.4设备管理设备诊断日常维护生产费用管理计划检修承包商管理1.7生产技术管理技术保障技术改造可靠性管理节能管理技术标准管理计量管理信息技术管理技术监督管理科技创新管理特种设备管理运行定期工作运行分析隔离操作运行绩效管理运行日志台账管理2.管理支持专业管理环保管理保护投退、逻辑强制管理预算管理资金管理核算管理资产管理税务管理2.3财务管理2.6消防管理防误操作四票管理物资需求及计划管理采购管理库存管理产权管理核算管理2.7保卫管理2.5后勤服务1.2运行操作机组启动操作机组事故停机操作机组备用停机操作监盘操作机组计划停机操作就地巡检异常与事故处理化学水处理的运行操作化学分析本安体系管控职业健康管理危化品、重大危险源管理1.8安全监督1.5生产计划管理1+5生产业务计划管理生产物资计划管理生产费用计划管理机组运行方式管理应急管理安全生产考核与奖惩安全教育培训管理安全检查安全生产月活动安健环统计分析安全监察隐患管理事件管理特种设备管理特种作业人员管理人员身份管理承包商管理(安全）1.生产业务1.3应急处理1.1调度执行外部调度命令、协调执行内部调度执行调度指令发布1.6运行管理2.2人力资源管理人力资源计划组织岗位管理员工招聘管理薪酬福利管理领导干部管理绩效管理培训管理专业资格管理

人事管理离退休管理2.4行政管理2.1经营管理市场营销管理计划管理综合统计管理经济活动分析招投标管理非生产项目管理结算管理合同管理燃料管理应急处理应急指挥1.4设备管理设备诊断日常维护生产费用管理计划检修承包商管理1.7生产技术管理技术保障技术改造可靠性管理节能管理技术标准管理计量管理信息技术管理技术监督管理科技创新管理特种设备管理运行定期工作运行分析隔离操作运行绩效管理运行日志台账管理2.管理支持专业管理环保管理保护投退、逻辑强制管理预算管理资金管理核算管理资产管理税务管理2.3财务管理2.6消防管理防误操作四票管理物资需求及计划管理采购管理库存管理产权管理核算管理2.7保卫管理2.5后勤服务1.2运行操作机组启动操作机组事故停机操作机组备用停机操作监盘操作机组计划停机操作就地巡检异常与事故处理化学水处理的运行操作化学分析本安体系管控职业健康管理危化品、重大危险源管理1.8安全监督1.5生产计划管理1+5生产业务计划管理生产物资计划管理生产费用计划管理机组运行方式管理应急管理安全生产考核与奖惩安全教育培训管理安全检查安全生产月活动安健环统计分析安全监察隐患管理事件管理特种设备管理特种作业人员管理人员身份管理承包商管理(安全）主控室安全消防保卫中心成本利润中心分析诊断中心组织机构——业务组织管理支持业务核心生产业务燃气热电二级业务框架调度执行运行操作应急处理班组建设生产计划管理运行管理设备管理技术管理经营管理人力资源管理财务管理行政管理物资管理后勤管理消防管理保卫管理社会化程度高低高低管控程度调度执行应急处理班组建设生产计划管理运行管理设备管理技术管理消防管理保卫管理经营管理人力资源管理财务管理物资管理行政管理后勤管理安全管理管控程度：指对该项业务运行的管理深度，人员配置力度社会化程度：指社会公司管理此项业务的成熟度燃气热电管理内部共享管理安全管理外委运行操作组织机构——业务组织业务组织——生产核心燃气热电承担燃机本体、空压机、特种设备、化学仪表等委托生产厂家进行检修维护统筹设备日常维护机组A/B/C级检修运行管理设备管理热电项目部安健环管理消防、安保共享设备消缺辅助系统运行化学化验社会资源生产相关部门厂长1人党总支书记1人总工程师1人安全总监1人值长1人主值2人4值3运转模式共12人运行主管

2人运行分析师2人维护主管

1人设备诊断工程师2人安全主管2人消防安保（外委）主任

1人主管

2人经理

1人主管1人承包商定员规划岗位职责绩效引导建立指标体系岗位明确编制岗位手册有章可循梳理管理制度操作规范设计业务流程绩效引导有章可循操作规范岗位明确针对一控三中心15类岗位及两类外委业务，融合流程设计与优化、指标设计与制度梳理工作成果，设计详细岗位手册，为业务执行提供全面系统的操作说明。梳理与燃气热电相关的管理制度及技术标准169个将管理制度、技术标准与业务流程进行匹配，流程流转和岗位操作做到有章可循建立燃气热电指标体系，将指标体系与一控三中心岗位进行匹配，设计412个对应指标设计了373个工作流程，将流程各环节规划到一控三中心每个岗位岗位工作量大新模式下的生产经营组织方式多样，统筹国华内外部资源，外委业务、共享业务众多，在规范管理、业务协同、信息共享方面要求较高业务范围宽管理要求高每个岗位员工所需参与的流程、执行的制度数量较多，平均工作量是传统电厂的2—3倍一控三中心模式创新、技术先进、人员高度精简，各岗位涉及业务范围宽泛，对员工的管理能力、专业技术、任职经验提出了极高的要求一控三中心岗位分析运营状态分析分析诊断中心--电气设备诊断工程师分析诊断中心电气设备诊断工程师参与四级流程84

个生产物资需求计划管理流程、、承包商评价流程、工作票办理流程、年度检修计划编制流程、设备试运执行流程、设备异动申请、执行及报告编制流程、修前技术评估流程、年度月度设备维护计划编制流程、备件清单维护流程、缺陷处理流程……

流程参与与分析诊断中心电气设备诊断工程师相关的指标78

个生产物资需求计划准确性、生产物资按时到货率、生产物资一次验收合格率、违反内部调度指令的次数、工作票合格率、设备消缺率、缺陷复现率、技术监督整改措施落实率、重大故障报告及时性……

指标评价管理职责制定检修定期工作标准及技术规范；监督外委队伍电气检修定检工作；组织外委单位制定设备日常维护工作标准及技术规范；电气重大缺陷分析工作；监督外委队伍重大缺陷处理；组织修旧利废方案编写与执行；……79项管理职责。参照制度及技术标准121

条《安全目标管理制度》、《发电本质安全管理体系文件的分级管理标准》、《安全隐患管理制度》、《特种设备管理标准》、《环境保护管理制度》、《废物的处理与处置制度》……

制度依据8412178设备管控：发电机3台、6kV电动机35台、380V电动机253台、变压器25台、开关1312个、二次设备616台，总计2241台电气设备岗位相关的业务表单87

份《计量器具送检计划》、《维护工单》、《设备台账》、《月度缺陷分析报告》、《重大技改项目计划进度分解表》……

业务表单87数字化电厂2项目介绍1目录信息化管理3数字化奠定了智能电站的基础A现场总线BC一键启停

在线仿真三维移交D实现发电生产的高度智能化深化应用B：一键启停实现了冷热态、全过程、全设备的一键启停，机组在不同状态可实现全程无断点、无人干预的启停自动控制，覆盖机组启停全过程。用一套DCS系统控制全厂范围内的系统和设备，实现全厂集中控制。一个控制中心：主控室作为全厂唯一生产控制中心，实现对生产过程总体控制，全面协调。A：现场总线大范围采用现场总线技术，总线设备应用比例64%（按设备台数计1970台）。实现了生产现场的可控设备之间的数字式、双向、串行、多点数据通讯，将大量的设备信息传到控制系统。为实现对设备远程管理、无人值守奠定了基础。C：在线仿真对机组运行工况进行高精度的实时模拟，动态跟踪机组设备状态，模拟远程运行操作。为员工培训、事故模拟、流程校验、操作预演提供了精准动态的在线仿真。D：三维移交实现设计阶段、基建阶段、生产阶段工程文件、工程图纸、工程数据的数字化移交，建立起了可视化的全生命期的设备数据库，实现了全厂三维数字化移交。逐步将设备、管道等相关资料与三维模型相关联，包括出厂资料、调试记录、维修记录、设计参数、高温高压及大管径管道焊口位置等，并集成入统一的设备数据库。联合循环一键启停（APS)机组在不同状态实现全程无人干预的启停自动控制合理的系统完善的逻辑充分的调试可靠的设备全程自动可靠高效本工程从设计初期就考虑了APS项目实施，提前进行了工艺和系统梳理及控制策略策划，范围上覆盖机组主辅机启停全过程，与机组同步投运。启动：从锅炉上水到满负荷停运：至所有辅机全部停运APS覆盖机组启停全过程，实现化学制水智能控制APS运行形式APS调试耗时（min）一拖一3次冷态（240）温态（180）热态（150）二拖一2次燃机单体15次30一套DCS用一套DCS系统控制全厂范围内的系统和设备，将原启动锅炉、汽轮机旁路、燃气调压站控制系统取消，集中纳入DCS系统，实现全厂集中控制一个控制中心主控室作为全厂唯一生产控制中心，对生产过程总体控制，全面协调，保障机组安全、稳定、经济、环保运行全厂集中控制设备监视统计分析数据管理…设备远程管理现场总线全面采用现场总线技术，应用比例64%（按设备台数计，1970台），是目前国内应用比例最高机组（国电金陵电厂1000MW机组应用约1000台）。将大量的设备信息传到控制系统，实现对设备的实时监视、统计分析、故障维修/维护、历史数据管理，在分析诊断中心实现设备远程管理完成全厂三维数字化移交设计范围包括地上设备、阀门、管道（包括烟、风、煤管道）、电缆通道、建筑物、构筑物；在三维设计的基础上，继续为关键设备进行精细化建模，服务检修培训逐步将设备、管道等相关资料与三维模型相关联，包括出厂资料、调试记录、维修记录、设计参数、高温高压及大管径管道焊口位置等，并集成入一体化平台设备数据库三维数字化移交——设备管理可视化三维数字化移交——三维设计图三维数字化移交——三维设计图三维模型设备资料ERP信息维修记录（来源于EAM）生产数据（来源于DCS/SCADA）布置图（来源于Documentum）三维数字化移交——全生命周期数据集成三维数字化移交界面燃气轮机三维拆解数字化电厂2项目介绍1目录信息化管理3信息化管理架构L1设备层L2

控制层L3生产执行层L4经营管理层L5决策支持层ERP系统厂级监控系统（SIS）DSS系统决策智能化生产数字化管理流程化管理信息化OA系统档案系统燃机汽机锅炉电气辅机监控\测量设备…DCSNCSAPS现场总线…设备数据库仿真系统可视化资产系统BFS++系统技术监督系统安全消防保卫系统…综合统计系统…精兵简政高效运转高度集成数据共享自动管控稳定可靠智能测控远程管理信息化覆盖全业务范围一体化平台（基础技术支撑）一体化平台（门户服务、统一身份认证）自动报表BI分析展现桌面终端移动终端大屏1.生产业务1.3应急处理1.1调度执行外部调度命令、协调执行内部调度执行调度指令发布1.6运行管理2.2人力资源管理人力资源计划组织岗位管理员工招聘管理薪酬福利管理领导干部管理绩效管理培训管理专业资格管理

人事管理离退休管理2.4行政管理2.1经营管理市场营销管理计划管理综合统计管理经济活动分析招投标管理非生产项目管理结算管理合同管理燃料管理应急处理应急指挥1.4设备管理设备诊断日常维护生产费用管理计划检修承包商管理1.7生产技术管理技术保障技术改造可靠性管理节能管理技术标准管理计量管理信息技术管理技术监督管理科技创新管理特种设备管理运行定期工作运行分析隔离操作运行绩效管理运行日志台账管理2.管理支持专业管理环保管理保护投退、逻辑强制管理预算管理资金管理核算管理资产管理税务管理2.3财务管理2.6消防管理防误操作四票管理物资需求及计划管理采购管理库存管理产权管理核算管理2.7保卫管理2.5后勤服务1.2运行操作机组启动操作机组事故停机操作机组备用停机操作监盘操作机组计划停机操作就地巡检异常与事故处理化学水处理的运行操作化学分析本安体系管控职业健康管理危化品、重大危险源管理1.8安全监督1.5生产计划管理1+5生产业务计划管理生产物资计划管理生产费用计划管理机组运行方式管理应急管理安全生产考核与奖惩安全教育培训管理安全检查安全生产月活动安健环统计分析安全监察隐患管理事件管理特种设备管理特种作业人员管理人员身份管理承包商管理(安全）PI智能操作票高精度在线仿真BFS++、三维数字移交设备数据库、故障预警系统ERPSCMERPFMISOA、档案系统安全消防保卫平台安全监督系统(统一部署)ERPHRMISBFS++、PI、性能计算系统安全监督系统技术监督系统BFS++、综合报表X3系统技术架构–支撑应用集成、数据共享，可动态扩展故障预警系统OA系统PI实时数据库……综合统计系统BFS++智能操作票性能计算系统基建MIS消防安保集成平台ERP专业应用移动办公安健环管理…项目管理设备管理运行管理计划管理燃料管理营销管理移动作业安全消防保卫中心分析诊断中心主控室成本利润中心一控三中心管理业务专业应用故障预警系统OA系统PI实时数据库……综合统计系统BFS++智能操作票性能计算系统基建MIS消防安保集成平台ERP平台服务器平台数据库/数据仓库企业流程管理/服务总线应用服务桌面应用支撑服务移动服应用支撑务技术支撑平台BI主题分析设备数据库自动报表综合应用…服务界面工作任务桌面工作界面岗位1桌面工作界面服务界面工作任务岗位n移动工作界面服务界面工作任务岗位1桌面工作台移动工作台桌面终端大屏移动终端智能国华示范电站建设——实现从以自动化生产控制为主向以能源与信息高度融合、智能化生产控制与企业管理相结合为主的跨越发展。勇担使命，开拓进取，引领电厂信息化管理定制化的智能工作台——773项功能按需提供，即根据部门及岗位职责和工作特点，定制用户个性化的功能服务；定制化的智能工作平台勇担使命，开拓进取，引领电厂信息化管理业务工作平台、信息整合服务平台、个性化展现平台一体化平台功能一：定制化的智能工作平台主控室分析诊断中心成本利润中心安全消防保卫中心主要工作智能提醒，即自动推送与岗位相关的工作任务信息、报警、待办事项等内容。773项功能按需提供，即根据部门及岗位职责和工作特点，定制用户个性化的功能服务；自动报表系统——409张报表，14426个指标，自动采集率89.9%自动报表系统勇担使命，开拓进取，引领电厂信息化管理定制化的智能工作平台自动报表系统建设立足于面向电厂的统计报送业务，与现有统计系统形成相互补充。力求降低Excel表格统计的比例。通过系统建设提升报表数据的自动采集比率，实现一次填报，多次使用，业务表自动生成。梳理报表402份报表审核审批功能报表上报业务人员审批人员报表查询浏览功能查询浏览查询浏览报表审批就源输入报表填报功能(支持报表填报提醒)填报人员数据复用数据仓库数据自动采集服务引擎各业务系统回溯到报表回溯到数据源回溯到核批自动生成方便追溯报告型报表数据型报表上级单位自动采集人工填报追溯采集追溯填报一体化平台功能二：自动报表智能分析诊断体系——通过对一次数据的采集、加工、计算和综合利用，实现对燃气轮机机组的全方位监控自动报表系统勇担使命，开拓进取，引领电厂信息化管理定制化的智能工作平台智能分析诊断体系一体化平台功能三：全岗位、全过程的商务智能（BI）分析应用主题指标数分析报表分析模型财务管理143523经营管理43451生产管理1201173人力资源5237安全环保2333战略管理15101以“一控三中心”的管理组织形式及相关业务范围为出发点，构建生产经营指标分析体系，通过战略管理、生产管理、安全环保、经营管理、财务管理、人力资源管理六大主题分析为管理人员提供辅助决策支持。涵盖指标380多个，分析报表177个。基于因素分析、杜邦分析、日利润等分析理念，构建电厂特色的分析模型，提升业务监控能力决策层管理层操作运行层战略性指标监控性指标明细数据指标公司战略及核心生产经营指标各部门绩效考核和主要业务指标指标层级分析角度业务指标数据统计及专门指标分析分类、汇总、钻取指标，发现问题，跟踪目标达成情况整体、多角度分析，把控生产经营状况分析思路通过预测模型，指导经营目标计划和日利润情况。通过BI对各项指标的分析展示，及时发现生产经营过程中存在的