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长江电力丁伦军:水电站状态监测的后续三方面思考——2018年智慧电厂论坛(二期)

北极星电力网新闻中心  来源:电力头条APP    2018/7/26 11:42:10  我要投稿  

北极星水力发电网讯:“水电站状态监测后续的思考有三个方面:关于电站数据采集数字化,试点数字化水电站建设总体设计,明确数字化设备改造的范围和进度。关于电力生产过程控制的智能化,实现设备运行智能自动控制功能,建成统一全厂智能决策控制中心。关于流域数据存储和应用智能化,建设大数据管理中心,集成流域电站数据,深入挖掘和应用。”中国长江电力股份有限公司生产技术部二次业务主管丁伦军在2018年智慧电厂论坛(第二期)【分论坛二:智慧检修与安全监控(含新能源)】分享《大型水电站设备状态监测与故障诊断》时提出。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

丁伦军:根据组委会的安排和结合我们公司的实际情况,今天我给大家介绍一下大型水电站设备的状态监测与故障诊断。这里面的内容有些是客观事实,有些是个人观点,如果不对的地方希望大家批评指正。

直播地址:2018年智慧电厂(第二期) 

我主要分四个部分汇报:一、长江电力的概况;二、引领水电的愿景;三、设备状态监测与故障诊断;四、后续思考

长江电力是2002年9月成立2003年11月18日上市的,目前来说是国内最大的电力上市公司和全球最大的水电上市公司,主要经营范围包括电力生产、经营、投资、生产技术咨询、水电工程检修维护;控股股东是中国长江三峡集团有限公司。组织架构有13个部门、7厂一中心和所属公司,下辖有三峡水电站、葛洲坝水电站、向家坝水电站、检修厂、水利中心、还有技术研究中心和国际运营公司、长电资本、三峡电能、技术研究中心等等这些。整个涉及的业务刚才提到了,包括电力生产、经济运营、国际业务等等。

业绩情况,员工是四千多人,年设计发电量是1918.5亿千瓦时,2017年是首次突破了2100亿千瓦时,总的装机容量4549.5,盈利是260亿。

公司的企业愿景,“十二五”提出要做世界水电发展的引领者。“十三五”提出做世界水电行业的引领者。整个引领也是围绕企业愿景开展的相关工作。

从管理规模上,目前世界前十大水电站,长江电力管理的占了五座。单机70万千瓦以上的水电机组全球127台,我们公司目前是58台,20年前后可能到86台,整个占比是66.7%。对300兆瓦及以上容量混流式机组运行关键指标进行了分析,常年运转的机组在行业里也是遥遥领先其他的水电机组。70兆瓦以上容量机组在年利用小时数和等效可用系数方面相对占优,但是整个非计划停运次数和时间上,目前还是稍稍落后。所以在引领水电这一块在一些关键指标上还需要做进一步的工作。但是仅仅是关键指标还不够,目前我们针对引领水电自己做了相关的策划,初步认为从这几个方面:人才队伍、行业影响力、技术标准、科技创新。因为今天的主题是在线监测及故障诊断,我结合科技创新这一块给大家简要介绍一下。

关于机组刚才提到了几个电站目前的情况,三峡电站是34台机组,其中除了2台50万的机组,其他的是70万的,葛洲坝涉及到改造和不同的机型容量有差异,共273.5万千瓦,溪洛渡电站和向家坝电站,是77万和80万,目前由于多方面的因素进展比较缓慢。白鹤滩和乌东德电站是2021年投产的重点的水利工程,目前白鹤滩在整个行业的行业地位不管是规模还是单机容量来说都是质的飞跃。

在日常维护和检修过程中,因为机组的投产和设备来水、设备的工况,在投放过程中如果没有全息状态监测是无法进行维护和滚动检修的,结合今天的主题,在状态监测和故障检修两个方面简要给大家介绍一下。

状态监测,广义的监测包含的比较多,包括成熟的监控系统、专项的监测、机器人巡检还有无线传输,还有相关的图象、安防方面,检修有些是设备检修、有些是预防性检修,按照正常情况下,有计划检修、诊断检修和专项检修。

状态监测的情况,广义上来说监测系统在水电行业已经比较成熟了,并且具备了一些高级功能,智能分析、报表、趋势预警等等这些已经初步能够满足水电实际的情况和发展了。现在提的比较多的是机器人,我们有巡检机器人、廊道监测机器人、火灾探测、流道检修、深水探测等等方面,但是水电方面主要的还是在探索阶段,有些已经在实施了,我们公司也在同步推进。图象视频、电子围栏、安防系统与其他的物联网相关联同步推进,并且很多已经在现场投运。专项监测这一块涉及到的主设备和辅控设备的方方面面,有发电机、变压器的、稳定性单元、油气、气室、工况还有油气等等方面。

专项监测整个公司的框架包括现地层、厂站层到公司诊断中心,整个链路如图。网络架构上,总体结构有细化的全部通过网关送到公司的诊断中心,而诊断中心把全部的数据集中起来进行统一利用和管理。目前来说,全公司共配了18种不同类型的专项监测,有些是试点的,有些是已经成熟应用的。如图是我们做的简单的统计表,共18项,这里不细说了。

专项监测应用方面,主要应用到日常的运营报告、运营检修建议、检修计划编制、故障定位等等方面,具体应用方面,有机组运行状态报告,振动情况、摆动情况、机组实际的有功、水投和其他关键参数的关联关系。还有机组运行的振动区、非振动区;

关于刚才提到的计划检修的建议报告、开停机策略的研究、地震对机组的影响,因为水库在蓄水放水过程中多多少少可能会在近区有小的地震,地震对设备的影响是什么情况,我们也要针对这些情况做专题的分析,还有特殊故障的查询和处理。

故障诊断这一块,目前有两个手段:管理手段、技术手段;管理手段是根据全息数据进行日常诊断全系统全设备的专门的诊断分析小组,还有专项的故障分析,针对具体问题进行专题分析,由专委会、专业小组。技术方面通过故障预警、趋势预警、态势感知。故障报告通过故障定位、数据关联,在诊断这一块做了相关的工作。

事后检修是不可回避的,但是目前针对计划检修和诊断检修也是争议比较大的,因为公司每个电站都是骨干电源电站,还有机组台数比较多,投运比较集中,所以在计划检修上,很多在过程中是没有严格按照规程来的,规程规定8-10年大修,B级检修,三峡电站投运到现在没有进行过大修,当然计划上写的是建议8-10年,但是这个目前来说是不太好解决的问题。诊断检修包括大量的数据样本和评价规则,我们根据公司的实际情况制订了公司级的相关评价标准,也结合行业结合的设备检修评估导则、评价细则也做了相关的工作,这一块实实在在对公司的电站设备检修起到了指导作用。

关于管理上的支持,因为很多按照规则或者标准来是无法执行的,所以如果实行诊断检修对我们提出了更高的要求就是全息数据的采集。

重点规划是针对设备状态监测,我们在做的过程中,前面介绍的是1.0版本,目前有些已经实施了2.0版本,整个公司做了顶层的设计,包括规划报告、建立了一些相关标准,比如在线监测里的主设备、辅设备配置规范,发电机配哪些监测单元、水轮机配哪些监测单元,这些都是根据公司的发展建立了自己的标准。还有接口标准,因为各个系统每个厂家的设备存在差异,所以我们在公司内制订了接口标准,还有数据标准,所有数据应该保持统一,利于数据的集中应用。针对整个顶层规划设计我们根据公司各个电站的特点进行了探索试点,而不是一下子全部推广,比如有些涉及到极大的风险的,比如大家比较关注的人员伤亡、水淹厂房、大面积停电、设备损坏、网络安全等等,这些都进行了试点,试点之后再进行推广评估。所以在2.0的实施过程中也是结合了当前新技术的发展。

对于后续的思考有三个方面:1、关于电站数据采集数字化;这次大会的主题就是智慧电厂论坛,昨天有些专家也提到了,现在的概念里到底什么叫智慧没有定论,我们更多提的是数字化电站,试点数字化水电站建设总体设计,明确数字化设备改造的范围和进度,因为有新投产的也有老电站,还有在建的新电站,我们在整个过程中明确到底要做哪些事。编制数字化改造及电站数据集中管理的技术和施工方案,设计与实施电站可视化管理的建设工作。可视化包括三维建模,我们公司也在实施智慧枢纽还有三峡的智慧化区域、葛洲坝的智慧枢纽都是在开展这项工作。

2、关于电力生产过程控制的智能化;实验数据的标准接口和统一数据的共享应用,可视化智能动态展示与互动平台,实现设备运行智能自动控制功能,建成统一全厂智能决策控制中心。有些已经做完了,有些还在实施过程中,有些已经具备这个功能了。

3、关于流域数据存储和应用智能化;建设大数据管理中心,集成流域电站数据,深入挖掘和应用,根据库存区雨情、水位、发电计划、电力市场交易、航运等边界条件,实现自动调节、防洪辅助决策,设备状态的自动评估,最终还是为现场各电站设备的安全来考虑做决策。

整个汇报内容大概就是这些,谢谢大家!

(发言为电力头条App根据速记整理,未经本人审核)

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