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完整的智能电厂建设必须包含这几大模块:智能经营、智能控制、智能安全、智能可电视智能应用等。我们提出三个“进行到底”。一是将可视化进行到底;二是将自动推送进行到底;三是将移动应用进行到底。
——北京必可测科技股份有限公司董事长 何立荣
2019年8月21日,由中国能源研究会节能减排中心联合华北电力大学国家大学科技园共同举办的“2019年智慧电厂论坛(第二期)”在北京召开。主旨报告环节,北京必可测科技股份有限公司董事长 何立荣作了题为“基于云大物移的智能运维一体化管控系统”的报告。北极星电力网对本次会议进行全程直播。直播会议合作,请联系手机/微信:13693626116。
北京必可测科技股份有限公司董事长 何立荣
非常高兴又有机会跟大家分享我们这十年来智慧电厂建设方面的一些成绩、努力以及感悟跟大家做个分享。
智能电厂我们是从2009年开始,到现在刚好做了十年,我们公司五个地方办公,广州,武汉,北京,石家庄有一个生产车间、在线监测系统、运行装置,西安有一个公司,专门做智能控制。
智能电厂到底是什么?仁者见仁、智者见智,每个人有不同的理解,我们对智能电厂的解读就是两句话:控制智能化、信息智能化。怎么解释这两句话?控制智能化是指自动感知、自动判断、自动决策、自动执行、自动愈合。信息智能化是指自动感知、自动诊断、自动决策、自动执行、自动考核。
为什么要谈智能电厂建设的指导思想,在我们眼里边大数据、算法、人工智能、物联网、区块链,是工具、是方法,而不是目的和目标。对智能电厂的建设我们还遵循着横向到边、纵向到底的建设路线。
设备管理我们也遵循着五大原则:防,预防、预则立;监,检测、诊断;控,阻止消灭;改,改善改进;升,进化、升华
大数据来了怎么用?大数据不是今天才有的,算法也不是今天才有的。可靠度,是以设备的健康状态为评价依据。安全性,以设备的风险状态为评价依据。可用性,以设备的寿命状态为评价依据。经济性,以设备的能效指标为评价依据。环保型,以设备的排放指标为评价依据。
在信息智能化里边包含了五个方面的内容:管理制度化、制度流程化、流程表格化、表格信息化、信息智能化。
一个智能电厂的建设并不是给一套软件、做个信息化的IT建设就成为智能电厂了。我们认为要设计好、做好、运行好、使用好一个智能电厂的软件平台或者管控平台,需要遵循这五个方面:咨询专家,决定系统的高度;行业专家,决定深度;现场配合的专家,决定细度;软件专家,决定硬度;教练专家,决定熟度。
关于数据双胞胎,目前为止,即使德国说他已经实现了数字双胞胎,我们认为仍然不完整的。什么是数据双胞胎,这边是物理电厂,这边是智慧电厂,我要解决运行优化模块,实现我们的功能,我在上边各种各样的工况,证明这是一个真理性的认知和模型,我就把它闭环到我的控制系统来。我通过改造、通过技改,把物理电厂的参数向理想靠近,这才是并行设计以及数字电厂的真正价值所在。
安徽有个电厂厂长跟我讲,我们现在不用上智能化的设备或者系统不是照样发电嘛,我当时跟他说了这两句话,我说经研究像开车,走旧路到不了新地点,甚至你连旧地点都到不了。
我们公司关于智能电厂的理想架构:一个中心、两个保障体系。
“一个中心”是指任何一个企业都是以经营目标作为自己的经营主线。
要靠什么保障?第一个,智能控制诊断保障系统,这是我们公司五年前就说的一个概念。但是这里边咱们的控制系统DCS里边只有报警和调级,没有分析诊断,这里边必须往里加东西,一次设备的分析诊断,二次设备的分析诊断,我们公司把直接做工的设备称为一次设备,凡是拥有测量的、控制的、保护的我们统称为二次设备,二次设备的分析诊断也必须加进去,而且不是加进来就完了,而是能够闭环的,不能闭环的推出来人工去完成。第二个,智能安全维护保障体系,就是说我这个设备自动化的控制完成了,但是这个设备可靠度谁来保障?人员来保障,人员安全谁来保障?我们把它合二为一,不能单列,应该是完整在一起的。
这是我们在宝坻电厂5台机智能电厂的界面,我们提出三个“进行到底”,应该是在2013年,1,将可视化进行到底。当别的企业在谈可视化的时候,我们在二零零几年早就上了,到现在运行了13年。2,将自动推送进行到底。3,将移动应用进行到底。
完整的智能电厂建设必须包含这几大模块:智能经营、智能控制、智能安全、智能可电视智能应用等。
智能维护,我到五大集团问他你有没有远程监控系统?有,区间描绘有、报警有,我说这是最基础的基础,描绘曲线变化,然后报警。我需要知道的不是这个,我需要知道的为什么这个曲线发生变化,为什么会报警,在什么位置,严重等级,我怎么去解决?以及这次解决实现了成本的确定。我们公司精密智能诊断系统,主要体现在我们大数据怎么来使用,达到“五定”:故障部位确定、故障原因确定、严重等级确定、方案确定等。我们怎么确定的?大数据来了先建立物理模型,趋势发生变化的,100项指标确定出来,这是物理模型。我加上经验模型,国际标准到了国内标准做改造,国内标准落地到具体电厂又产生相对标准,这个相对标准是以电厂专家经验休整而获得,相对真实的。这个经验比如说,温度到什么值代表哪个地方有问题、这个到什么制哪个部件有问题、甚至等级,这是专家的经验模型。这个地方才用到数学模型,我用于函数、用于对数、模糊矩阵、神经网络、我用数学公式把前边这两个模型表达出来,类似于我们的五线谱,这是数学模型。你还要给我一个校正模型,我建模的时候不可能面向所有的,我现在要落地的场景100万,要做适配,适配完成才是校正模型。放到现场去,要模拟各种工况,最后证明这是一个真理性的认知。然后进入我的知识模型,知识模型还不是一个完整的专家知识库,它只是个故障模型数据库,这里边还需要加上专家经验,严重等级做个分类、方案做个对应,合起来构成一个完整的专家数据库。专家数据库就是我们整天在喊的AI或者叫人工智能,这个模型成立之后数据来了之后对上号直接推到你手机上去,推过去不是你再去交互、变去找原因,我直接告诉你哪儿有问题、怎么去解决。这就是我们整个的路线,怎么得到的,“五定”精密智能诊断系统。
以这个为例,05电厂是咱们全世界首套空融(音)百万机组,专家去了无数个,最后我们专家一看,把这个东西调出来看一看,当我这个飘起来的时候油温也上升了,但是我在风机里边加油,油压力下来了,这是大数据在局部地方的应用,不是仅仅同多温度和震动。
一个智能电厂说到底怎么能把人减下来、把效率提上去、把安全保障、环保保障,应用的人越少智能化程度越高,安全效果、经济效果好。我们分别推出了这些系统,一共24个,这种表达方式是处于对我们传统管理模式的尊重。传统锅炉车间、热工车间、检修车间,都是这么分的,在我们这儿是一体化的,在一起,我只是对不同的部门和个人推送出你所关注的设备对象和你的工作内容。
智能汽轮机安全预控系统。也许您的系统,出问题了跳机了,打开工作站的门调出来看看几分几秒出现了什么问题,不好用所以不之前。我们把系统升级,正常的震动、功率等都在里边,而且要把故障诊断可视化,哪个地方有问题,根本不用你去分析,直接把故障部位可视化程序推出来。运行过程当中安全预警,什么时候该修、什么时候开缸,现在五大集团都在推状态检修,状态检修怎么做。90年代初说到现在30年了,有一个完整的概念或者方案落地吗?到现在没有一个。我们做了这些工作,现在已经做了50多个电厂。
锅炉也是一样,锅炉从燃烧到寿命评估、到氧化皮生成预警,到最后什么时候检修、检修什么东西,全都在这里面集成了,我们已经做了5个电厂。锅炉也是哪有问题直接推送,而不是你回过头来分析找来找去。氧化皮生成预警,都是在大数据之下完成。四管减薄一样,过去大家对寿命评估可能会有种种质疑,现在我相信大数据之下的寿命评估,你一定会解除很多疑虑。
智能煤场,上可视、下可视、内可视、外可视全部解读出来。我的开关一旦坏了三个人找半天,这个在哪个位置,直接告诉你在哪个地方,你解决就完了。而且全是推送到手机上。我们把这个智能控制器叫智能传输解决方案,就是说把原来的4G、5G等全部结合在一起,如果在地下管廊里传输有效距离在地上10公里,可以解决物联网、互联网怎么连接。
地下管网,2013年135公里的地下管网全部管理起来,可视化地下管网智能系统解决三个问题,哪个地方泄漏基于大数据准确定位,开挖之前预演,看看底下管线之间什么关系。
无论智能机器人被大家夸张到什么程度,我们坚定的认为在变电站不适合用智能巡检,如果出问题你维护它的时间会比真正你干活的时间还多,我半个小时转一圈,第一圈转高压电站接口,第二圈转其他的,第三圈,绝对比你机器人要高明得多,又实时、又全面。
智能电气,4年前华电集团做智能电厂建设标准的时候我们提供的。就是说当我的转子、锭子发生局放的时候我怎么来检查,你现在的手段不用完全覆盖,我们都加装了相关的传感器,而且极易操作,把你的发电机全部管控起来。包括变压器,大家通常的用的是色谱,远远落后于故障的发生,只是它比较权威,到80%的时候,按照国家标准必须停机检修,而这里30万居民供电不能停,怎么做决策,我们公司给你做决策,你可以继续,怎么得来的?有震荡分析技术,电磁振荡是基于我们对变压器的认知,我们认为变压器首先是在机械设备,然后才是电器设备,当我的硅钢片产生风动的时候,形成局部过热,表现好像电气发生故障。我们这个装置已经给4个电厂解决了同样的问题,等级超标必须停机,但是供热民生问题不能停机,这个时候谁来决策,我们的技术可以帮助你解决这样的难题。
表面波,因为这个开发里面不能装太多传感器,只能通过表面波太调温,最高发现还应该加一个超声,把局放早期的表现抓取出来,最后给出这些方案。
这是受国网公司的委托,我们在山东电科院,146个换流站,每个装2—3台发电机,做了全国的监控系统,现在放在了山东电科院,如果两台发电机相当于53个电厂。
技术监督,我们叫重新发明技术监督,现在技术监督第三方管理,往往是一年来两次做试验就走了,对你的生产运行和维护都没有多大的支撑作用。而且这个数据孤立起来的,没有放在大数据平台上把它的价值挖掘出来,实际上技术监督既支撑这个高度、又支撑优化运行,把这个孤立起来根本失去了大数据的意义,与大数据的发展趋势背道而驰。我们把技术监督相互他们之间的关联,首先是放在管理框架下进行,哪个地方需要做监督,需要监督哪些内容,每次的数值是否合格、是否有问题,与其他相关的、非相关的数据有什么样的内在逻辑、内在关系,我怎么去解决,我们全套的。
我们公司提出两个重新发明,一个是重新发明润滑管理,一个是重新发明了技术监督管理。润滑管理,西门子公司说过一句话,他在全球做工程,67%的转机故障是由润滑油不良引起的。流程工业的最后一块淘金宝地在10微米润滑油膜之上。基于此我们重新发明了润滑管理。第一个,哪个地方需要做润滑?什么时候你该做这个工作,不是三个月加一次,错,你根本这就不对,你是基于设备供货厂商给你推荐的建议,这根本就不科学。什么时候该加?需要加的时候加。什么时候加好,有标准吗?根本没有标准。
EH油及主机润滑配置智能在线装置。EH油清洁度检测仪,实时检测EH油液中的颗粒度,提前预警并联动滤油装置,杜绝油质变差造成伺服阀卡涩,防止机组控制失灵。
为了支撑智能电厂的最后一公里,我们加上自动润滑装置,在风力发电机上,到时候就加到时候就加,你要进去得先做好防滑垫,而且润滑油出来之后不容易起火,但是当我的机舱温度超过70度,这个润滑油就要被雾化,只要刹车板一打火星就起火,现在这类火灾已经发生了很多起。定时定量听上去很美,但是不科学。于是我们加装了三个传感器,一个是震动,一个是温度,然后开始触发加油,加到什么程度,停止,我那个超声传感器是润滑状态,如果好了必须立即停止,如果不好继续加。所以说这里回应了我们刚才在指导思想里边的什么叫智能化,自感知、自判断、自决策、自执行、自评价,所以我们把它叫智能润滑机器人。
润滑管理是一套理论体系+技术体系构成的应力解决方案,是一套体系,不是买个加油机、买个什么器,就是智能化控制,不对。这里应该配什么油,油品验收等等。
我们推出了五检合一智能维护系统。搞运行的人两小时转一圈,就四项内容,底下有没有跑冒滴漏、有没有移位等等,有这些问题再去交流。检修车间一天转一圈,拿测温仪、超声波检测仪等等,如果有问题找第三方。我要定量、定性分析,包括电厂检修做出决策,部门拿高级仪器对设备故障进行诊断。
技术监督数据,我们要把它拿进来,对检修行为有触发和管理,叫这五检合起来是五检合一。
最后要德国“五定”:故障部位确定、故障原因确定、故障等级确定、故障方案确定、故障费用确定。我们实现“五优化”:优化检修周期、优化检修项目、优化检修级别、优化检修策略、优化检修费用。
精密点检已经做了156个,华电、国电、华能都在进行。五检合一,今年刚刚落地。
刚刚有嘉宾讲到“望闻问切”,我们讲“验”,也是中医方法论的一部分。
全周期管理都可以贴个标签,我把这个设计分析,请你告诉我设计里有哪些缺陷,所有贴标签的十之八九不知所以然,世界上所有的成熟的权威的技术都应用起来进行精密检验。震动分析、电机电流、油液、化学、超声、阀门诊断、网络故障等等,所有这些合起来才形成一个综合诊断和辨证施治的方案。
单说精密电检,哪些地方有问题,怎么去解决。这个色块表现等级,那里面是具体哪个地方有问题,怎么处理。如果你对诊断结论有质疑,可以把里边的数据和波形拿出来进行分析。
效果我只举两例,精密点检,这个电厂,2010年上报的次数是13次,2011年9月份搞精密电检,到2012年只发生一次,还是某个检修公司检修阀门的时候把高压阀门错放低压阀门。8机,按照规定配置,应该配16个人,实际上就2个人在做工作,一开始5+2、白+黑,他们现在过着朝九晚五的生活,他们检修车间天天无活可干心里很慌,所以效果你们可以去考察一下。
智能工器具管理,我们管到位了。
智能控制和智能协调,我仅仅举例,优化运行要解决实际问题,刚才周部长说智能监管,这是我们重点进行的工作,今年会有两个项目落地,我们是先从某个具体问题解决开始,比如智能吹灰,现在所说的智能吹灰,说的不好听这是伪命题,说的好听一点你只解决了1/3,那2/3你根本没解决。
我们智能控制系统或者优化运行智能控制系统是要解决无人值守的,前面是解决智能巡检,后面我们就是智能控制,要解决无人值守。AGC灵活调峰,这个寻优是能够闭环的寻优,而不是出了一个报告后边写个回忆录解读一下什么是自动寻优,我给你个建议,那不算,在我们这儿能够完成自闭环的,这叫自动寻优,而不是靠写回忆录、靠解读说自动寻优。结扎和结交,怎么样通过运行的自动控制彻底解决这个问题,你不用去干预了,这叫控制愈合。运行参数自诊断,完全实现了无人巡检。
举例说明,我曾经在福建分公司说过,这是05电厂,连续三年,每年2100万,每年会发3600,去了N多技术、N多个人没解决好,我们公司同事去干了6天,彻底解决了百万机的考核。后两台又招标,我们还是按150万一台去投标,86万拿走了,干了三个半月,还不如不改造之前,最后又转到我们解决这个问题。这里我说一句,当设计院没有考虑到一些问题,当他们解决不了的时候,我们都可以给你满意的解决。
智能控制和优化运行面对好多问题,包括智能吹灰等等,举个简单的例子,智能吹灰我们这儿只需要一半的投入,达到一定的效果。包括喷氨,现在喷氨也是做了1/3,还有2/3没做。你吹灰调整运行方式,怎么堵塞的时候反而增多了,我的催化剂怎么样把它全周期使用,什么是真中毒、假中毒,判断完真中毒、假中毒,假中毒我只侧重一个测试彻底解决,怎么把它延寿,我们是一系列的具体解决方案,期待着跟大家做深度的交流,我们公司在北京,有机会有难题需要一块讨论的话非常欢迎。
谢谢大家!
来源:北极星电力网
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