北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力火电火电动态技术正文

从工业4.0 到能源5.0:智能能源系统的概念、内涵及体系框架

2018-05-24 08:53来源:CAA发电自动化作者:王飞跃等关键词:能源5.0火电机组火力发电收藏点赞

投稿

我要投稿

1) 智能设计优化平台(Intelligent design opti-mization tool, iDOT) 的开发。

智能设计优化平台采用多层级、模块化的数学建模方法和面向对象的编程方法, 运用Mat-lab/Simulink, 开发了集建模、模拟、优化、控制系统设计于一体的智能数字仿真优化软件研发平台.该平台包括分布式能源系统设备的数学模型以及系统仿真模型, 涵盖负荷分析模块、机组性能模块、价

格成本模块及智能寻优模块, 可利用系统集成的优化方法和系统运行的最优控制策略进行动态仿真与优化(图8).

该平台具备通用的系统数据库, 部件模型可装配, 系统功能可扩展, 能够对拟建的分布式能源工程进行系统设备参数匹配和控制方案优化设计, 有助

于提高能源综合利用效率和能源站经济效益.

2) 智能运行决策优化系统(Intelligent decisionoptimization system, iDOS) 的开发。

智能运行决策优化系统是基于CPSS 和工业互联网架构, 从系统层面分析入手, 以优化、决策、控制和管理的数据\集成与融合" 为技术主导, 采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的研究方法,提出分布式能源系统决策控制与能源管理一体化运营的最佳解决方案, 确保系统按照最优方式运行(图9).

3) 分布式能源站iDOS 的工程示范

分布式能源站iDOS 系统已在华电集团某分布式能源站上线运行, 其系统设计结构如图10 所示.该系统主要由一套实时可组态决策优化软件及相应硬件设备组成, 分为能效站、优化站、控制机柜三个部分.

能效站负责对机组运行数据的采集、分析、计算和管理, 主要包括采集机组的负荷信息、能耗信息以及过程数据等, 对厂区的逐时负荷及逐日负荷做出预测, 对各机组设备的能耗及性能进行计算和管理发布, 并将相关设备性能计算的结果共享给优化站.

优化站基于能效站给出的预测负荷及机组的实时性能计算结果, 以全厂经济效益最大为目标, 以机组能效为约束条件, 通过在线计算, 得到机组的最佳运行方式, 给出相应的运行决策优化指令. 决策优化指令通过iDOS 控制机柜下达至DCS/DEH 控制系统, 完成机组的运行优化控制.

4.2 火力发电的智能监控和平行管理规划

在能源革命、能源转型、风光等可再生新能源的大规模发展、核能、电动车等移动负荷出现、储能(电和热)、电力改革以及电力能源安全形势等趋势下, 大能源电力系统已经成为典型的CPSS 系统. 华电集团认为, 智能化火力发电技术须结合电力工业发展的新趋势、新常态, 着力提高机组安全性、自适应性、自诊断、主动预防维护性和可操作性等, 实现\超低能耗、超低排放、智能调节" 的总目标, 使机组在不同负荷区都具有最佳的工作状况, 实现柔性发电. 需要深入研究在柔性发电下, 火力发电涉及的煤质分析、存储、煤仓管理、锅炉、汽机、发电机、排放、安全等环节. 由于上游涉及煤质来源广泛、成分复杂多变, 下游电力负荷受社会负荷及排放等需求约束, 中游各个设备, 如锅炉以煤定炉的设计理念,致使实际运行偏离设计, 因此精确调控、智慧化运行系统及各个环节设备十分必要, 因此建立火力发电5.0 势在必行.

华电公司的主业是火力发电, 为使主业引导电力5.0 主流, 华电公司已选定信息化程度较好的某电厂进行试点工作, 初步规划了火力发电5.0 的框架、研究内容、实施办法.

下面是集团近期在火力发电领域已开展重要和难点设备的相关虚拟人工系统的工作:

1) 锅炉燃烧虚拟人工系统构建

锅炉燃烧系统是火力发电的核心、是最复杂的单元. 明确了建立基于虚拟人工模拟的锅炉燃烧优化及其控制研究, 实现虚拟平行锅炉. 建立三维温度场分析模型、煤质分析、火焰与氧气、排放的关系等。工作流程如图11.

虚拟人工锅炉与热态实验方式的优势比较如图12.

2) 机组协调系统的虚拟人工系统

机组协调控制是火力发电的关键环节,规划建立实现火电机组协调优化的虚拟人工系统. 采用大数据挖掘技术, 分析煤质变化、司炉经验、负荷变化、排放要求等, 形成虚拟人工模型; 采用知识发现等人工智能技术, 实现虚拟人工的协调控制模型. 如图13, 虚拟人工系统和DCS 中的协调控制系统之间采用信息交互, 实现数据驱动; 采用平行引导, 实现平行执行. 设置投入/切除环节是为了增加系统的可靠性.

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

能源5.0查看更多>火电机组查看更多>火力发电查看更多>