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高井热电厂杨海峰:数智电力带你走进北京国际电力数据监测诊断中心

北极星电力网新闻中心  来源:电力头条APP    2018/5/9 16:17:46  我要投稿  

北极星火力发电网讯:大家有没有听说过这样一串数字,一座电厂,每天产生5-10G的数据,一年产生相当于200个16GiPhone的数据,那这些海量数据如何被获取、分析并产生价值?且听数字医生掌控信息,解锁数据价值的技能解读!大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂部长助理杨海峰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)”上发表重要讲话。北极星电力网全程对会议进行直播,如需了解更多的会议直播,请联系微信号:13693626116。

大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂部长助理杨海峰主题演讲《数智电力走进北京国际电力数据诊断中心》

各位领导,各位专家,大家下午好!今天我与大家分享的题目:数智电力—带你走进北京国际电力数据监测诊断中心,领略数智医生的数智诊断。

首先,了解一下电力行业现在面临的机遇与挑战。中国发电行业面临的电力需求不足和大气污染排放双重挑战,传统投资拉动增长的发展方式已经面临旨意,从衡量中国电力重要的指标来看,装机容量现在逐年增长缓慢,近5年增长力不足7%,发电动能也严重的匮乏。当前信息通信技术对中国发电行业的价值贡献正处于量变到质变的关键节点,变化的本质就是电力信息、通信与电力生产技企业经营管理的深度融合,身处大数据时代,电力行业迫切需要运用互联网+、云计算等先进的新思想、新技术,通过管理思想、新技术手段不断创新与实践,通过发电行业进行创新与转型。

电力行业的数据特点可以概括为数据量大、且系统化,一座电厂每天产生5—10G的数据,这些大量的数据未被深度的挖掘和有效的应用,主要原因是数据质量低、数据管控能力不强,大数据时代中数据质量的高低、数据管控能力的强弱,直接影响到数据分析的准确性和实时性。第二,数据共享不畅,存在信息孤岛效应,数据集中程度不够,大数据技术的本质是从复杂的数据中挖掘知识、提升数据价值单一的业务,有些数据即使量大也缺乏共享集成,就打折扣。目前电力行业存在较强的数据壁垒,数据重复存储且不一致的现象也尤为突出,如果通过数字化方案将传感器搜集的电厂数据予以充分的解读,还有分析,并挖掘,将会形成指导生产的有效洞察。

为了应对电力行业发展的新常态、数字化转型、新挑战,中国大唐集团以陈董事长提出的即从现实和未来出发,面向全国走向世界的思想,从以高井热电厂最高效的9FB燃机机组为基础,建立了“三大中心”,北京国际电力数据监测诊断中心,北京国际燃机检修中心,北京国际清洁能源发电培训中心,通过燃机三大中心的建设,可以对集团公司机组、机型集中的监视诊断分析,和人才培养,检修维护,以打造集团公司燃气乃至于燃煤机组的智能中心,以建设集团公司在中国乃至于亚太地区的智能服务基地为最终的目标。

中国大唐对于发展智慧电厂和大数据分析平台优势和潜力巨大,第一,技术高地,主要表现在技术高井优势,我们有建设亚洲最先进的9FB燃机,油世界最大的火力发电机组和风电厂,还有位居国内水电装机前五名的水电站。第二,数据的优势。大唐旗下电厂的机组1.3亿瓦时以上,产生海量数据,这些数据也是财富。第三,人才优势。央企聚集大量人才,具有强大的人力资源优势。第四,管控优势。集团公司多年来为国资委A级优势。第五,经验优势。第六,合作优势。集团公司掌控,与GE公司签署了长期的战略合作协议,这些都是对智慧电厂大数据应用具有不可或缺的作用。

所以中国大唐集团公司提出以服务产出为导向,利用数字化技术,贯穿整个生产化流程的数字电力升级整体方案,利用大数据分析数据、人工智能,让数据自己说话,从而将传统的电厂升级为数字电厂。

现在的电厂已经配备了分散的控制系统TCS搜集现场的数据,包括SIS、ERP和EAM系统等等,这些都没有达到真正意义上的智慧发电。如何将人、机器与数据实现连接,协调互通,让电厂形成一个生态系统,并且在人工智能不断提高判断可靠性和准确度,这才是梦想照进现实的智慧发电。

数据中心经过2016年—2017年一年多的建设和发展,现在已经完成了监视与诊断系统、智慧信号系统、事件管理系统等的整体建设和软硬件的部署工作,目前已经投入运行。数据中心对集团公司和各厂利用事件管理平台发现报警、分析报警以及知识库的共享,还可以进行各厂之间的对标管理、效率分析,未来我们将会搭建以应用互联网为基础的大数据云平台的分析。

数字化转型战略,是中国大唐集团公司发展战略重要组成部分,数据中心是三步走的战略,实现数据中心多维度的演进。2016年—2017年我们实现了区域级的试点,接入了6家电厂、13台机组。2018年—2019年我们准备拓展煤机和燃机多家市场。到了2020年我们将打造集团级的工业互联网综合体,完善集团公司生产信息化一体平台的建设。

北京国际电力数据监测诊断中心就像一位老中医,这位老中医采用了最先进的大数据分析技术,为各个电厂设备健康保驾护航,因此我们也称为它数智医生。数智医生如何为电厂看病的呢?以下我将对电厂健康诊断运行运用老中医的手法,通过望、闻、问、切四个步骤进行介绍。

望,实时搜集电厂数据,构建数据搜集体系。闻,是指智慧信号系统、监视诊断系统、热效益系统分析工具的应用。问,将介绍数据中心沟通了解设备问题核电厂运行机制。切,重点介绍一下如何精准智能诊断的,实现对设备故障的诊断,以及决策和长期性的对话机制分析和检修的培训。

望,就是一整套的监视方案的手段。数据中心监视的机组多样化,有GE的机组、有三菱的机组,还有我们的煤机。从大到小来分,上至60万的机组,小到8万的燃机。从距离来远,远到2千多公里的深圳,近到高井电厂。数据在监视范围上达到生产流程的全面覆盖,覆盖设备电厂的6KV以上的主辅设备。从设备资产分布可以看出,这是以高井电厂为例的,数据是这样的。检测上已达到数据级,精准的坚实的燃气轮机、蒸汽轮机、凝汽器等。

广阔的监视范围、精准的监视级别将产生海量的数据,让海量的数据发挥真正的作用,还离不开我们闻的能力,就是下面我介绍的数据中心所有的分析工具。

我们数据中心部署的三套监视工具,监测诊断系统,是基于物理分析的分析算法,和针对GE所生产的燃气进行监视和诊断的。第二套,智慧信号系统,和基于相似性管理的建模分析的。设备具有普世性,监视设备的性能变化、预测运营故障、消除意外停止、提高可靠性。第三个,热效益分析系统,基于全场的热效率,实现检修排序、优化运行,还有降低成本,最终实现节能减排。

监视诊断系统是用户使用的算法,可以监视到燃机关键的部件和测点,主要包括几大系统,压缩机系统、燃烧系统、转子和热通道系统、辅助系统,对设备的性能进行全方位的监视和诊断。智慧信号系统,可以在设备出现轻微损伤的时候就会发出报警,监视与诊断系统是在设备出现潜在故障的时候就会报警,这两个报警都有我们现场报警之前,从而为客户提供超前决策的时间。

DCS与智慧信号的区别,DCS是一个单点报警,达到预设值就可以发出报警,而智慧信号系统实现的是多侧点,对设备故障和设备性能进行的报警,同时使阀值判断。热效率分析系统,使用热平衡值反推设备当前可能达到的标准工况,进而判断机组热效率和性能的现状。

我们都知道诊疗的过程中是问和切,是综合作用的一个过程,换句话来说,对电厂的设备存在潜在的问题判断与电厂之间的沟通和精准的智能诊断是相辅相成的。

数据中心通过分析交流机制,为客户创造一定的价值,我们可以通过可见性、分析洞察以及行动成果形成闭环,就是数据中心产生的报警,分为五级,一二级我们可以直接通过电话联系现场的值长,加强密切关注,三四五级报警,我们可以通过数据中心,形成一个周报,每周对各个电厂形成周例会、开周会,讨论这些问题,给一些指导性的建议,各电厂再给中心一个反馈,最终形成闭环。

一这是我们的数据中心2017年所产生的案例库其中典型的案例。2017年数据中心一共开出287个案例,其中有效的案例是113个,为电厂节省了两的发电损失和检修费用。

智慧电厂的设备健康离不开精准的智能诊断,电厂设备案例简单可以分为两类,一类是未造成设备非停故障的,可以理解为急性病。这类故障一旦发现征兆我们就会紧急通知电厂进行排查,为电厂生产安全和经济效益保驾护航。另一类则是设备存在的潜在故障,或者政府逐渐劣化和姓名下降,可以理解为慢性病。

下面我介绍两起案例,第一个案例就是慢性病的案例,是某厂燃机性能下降的一个案例。燃机经过水系后不足两周,燃机效率由87%下降到83%,效率下降超过4.5%,这是一种非正常的现象,数据中心结合燃机的修正热耗以及燃机修正的功率和压缩机修正的效率等指标,初步判断是叶片脏污引起的问题。后来经过水洗,个确实提高了机组的效率。第二个是一个急性病的案例。数据中心发现造成机组非停的一起设备故障,是2017年的12月1日,某厂的1号发电机轴振、瓦振,还有进口的油温、进口的压力、回油的温度和压力,都有不同程度的变化,但是没有达到DCS报警值。数据中心经过智慧信号和诊断系统,对这个问题发出了报警,问题曲线也自动调出了,温度、振动、压力等多个侧点的变化以及残差都有变化,初步判断就是润滑油管节油管有一个堵塞,致使温度升高,还有各种参数发生了变化。

当时数据中心建设也是属于初期,判断怕有误,电厂也是邀请了华北电科院的以及大堂科研圆的专家进行了分析,最终还是决定把机器停下来进行检查。经过检查发现,我们在过滤器的阀门垫圈脱离,造成了轴瓦进油口的堵塞,确实影响了各项参数的变化。通过这个也避免了机组的非停和重大事故的发生。

数据中心建设以来充分挖掘集团公司资产的潜力,让数字化成为电力行业的核心业务,去年我们有效协作113次,提供了决策和支持的建议,拯救设备达到14次,避免了设备损伤和防止跳机以及提供了一些改进性的建议。数据中心部署的主要核心算法就是877组,包括效率以及分析的一些算法。通过这些防止了设备损伤和非计划停电,为集团公司避免了规模的经济损失。以北京国际电力数据监测诊断中心为核心的大唐的数据中心,也是大唐智慧发电方案中有效的实施。三大中心发展的愿景:增效、降本、合规、增值,最终我们是打造中国乃至于亚太地区的智能服务基地。这些是数据中心一些KPI的展示,以及对外开辟的一些窗口,也便于我们分析人员随时观察的一些实时数据。集燃机三大中心于一身的高井热电厂,将不再是个热电厂了,是中国乃至亚太地区的电力服务基地。

欢迎大家到数据中心莅临指导工作。

(发言为电力头条APP根据速记整理,未经本人审核)

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