晋控电力李志刚：基于工业互联网的智慧电厂一体化管控平台

“智慧电厂建设的预期效果，降低煤耗年收入预计234万元，还有降低非停次数，管理绩效的提升，预计投入一年后收回投资。最后做到让电厂更指挥、运营更卓越。”

——晋控电力塔山发电山西有限公司科技信息部部长李志刚

4月27日，华北电力大学技术转移转化中心与中关村华电能源电力产业联盟联合主办的2021年智慧电厂论坛（第一期）在广东深圳成功举办。 晋控电力塔山发电山西有限公司科技信息部部长李志刚主旨发言。

直播专题:2021年智慧电厂论坛（第一期）

文字实录如下：

李志刚：各位领导、各位专家，大家下午好！今天和大家交流的内容是《基于工业互联网的智慧电厂一体化管控平台》，主要分为四个部分：第一部分是公司简介，第二部分是智慧电厂规划设计，第三部分是塔山智慧电厂目前建设情况，第四部分是塔山智慧电厂建设运行的效果。

塔山发电公司的全称是晋城电力塔山发电山西有限公司，公司位于山西大同的塔山工业园区。公司是由同煤集团和大唐国际六比四的比例组建，2013年同煤集团重组了山西漳泽电力，去年9月29号，陕西省国资委对同煤、晋煤、晋能进行组合，成立了晋能控股集团。晋能控股集团是总部，目前资产1.1万亿，职工人数达到47万人。

公司旗下有6大板块，分别是煤炭、电力、装备制造、科学研究院、财务中心、煤炭交易中心。晋控电力塔山属于晋能控股旗下的电力集团下的上市公司，就是原来的漳泽电力，现在是晋控电力，我们是电控电力上市公司旗下的一家公司，我们目前是2台600万亚临界直接空冷燃煤机组，它是原同煤集团搞第一个大型煤电深度一体化的示范电厂，目前我们公司职工有296人。

智慧电厂建设的情况。2019年4月公司领导提出要以塔山发电公司先行先试，建设智慧电厂。从去年8月份招标，9月份开工，到目前为止还在建设中，工期是今年6月底要建成初步的效果。

设计理念是总体规划、开放设计、分步实施、务求实效。打造一个平台，就是工业互联网平台，也就是用云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联网等智能化技术，为公司实现业务流、数据流和信息流有机统一。

通过贯穿技术主线、管理主线，实现公司管理流程化、流程技术化，技术达到可视化。建立三套体系，最终实现四项目标：安全、环保、经济、高效，达到五位一体（运行、设备、经营、安防、办公）。

（见PPT）这是整体的框架图。

目前一体化大家比较熟悉的，作为电厂到底做到什么一体化，我们重点针对五味一体，运行管理、设备管理、经营管理、智能安防和智慧办公，我们要做到业务财务、生产经营和物联网、供应链内外部一体化。

这是工业互联网的几层架构，下面是设备控制层和边缘层，上面两层是平台层和应用层。

这一块是我们的设备控制层和基础设施层，它主要是指我们的现场设备，基础设施层就是一区设备和三区建立通讯传输的关系。

这是控制层和设施层。一区主要是DCS辅控网，二区是数据服务器，三区是工业互联网平台、大数据平台，包括锐捷讲的云桌面，办公系统全部是云桌面。三区还有智能安防、智慧监控大屏。我们的磁盘存储容量达到了110T以上，内存达到2T以上，可以满足整个系统的运营。

平台层，主要是对数据的采集、分析、清洗，包括人工智能的算法、建模。

最后一层是应用层，包含运行管理、设备管理、经营管理、智慧安放和智慧办公。

（见PPT）这是详细的模块，在后面我会给大家展示重要的部分。

塔山智慧电厂建设情况

项目投资不到2000万，真正要做到大而全，智慧电厂确实任重而道远。

目前的建设情况，（见PPT）这是目前智慧管控系统的登录页面，要通过一套系统建设八大功能板块，支撑全厂科学运营决策，实现电厂智慧化转型。八大功能模块包括：第一是决策中心、第二是生产监控、第三是运营管理、第四是设备管理、第五是经营管理、第六是智能安防、第七是智慧办公、第八是三维虚拟电厂。

（见PPT）这是决策中心，通过一张图把公司的生产经营、环保、设备和安全方面重要的指标和参数，包括全年的指标完成进度，通过一张图一目了然的反映出来，很快就了解到公司目前运行的状态，利润、收入、碳排放、月盈亏都有实时的显示。包括环保，我们在工业园区，还有给周围工业供气，这一块主要是针对煤耗这一块，怎么把煤耗降下来。设备管理主要是设备资产全生命周期管理，包括故障诊断。安全是非常难的，我们搞了8个多月，安全的效果到现在还没有完全出来，还在紧张的进行中。每天的风险预警、发布、预控，通过这一块每天更新，我们厂的任何一个人进入这个系统，他打开之后就能知道今天的风险点在什么地方，预控有什么措施，什么人在监视。左边是电子围栏、闯入预警、人员求助预警、设备异常、行为异常，这些主要是定位区域的预警。下面的视频的视警，这是全厂的监控，对现场所有的作业点进行全过程的监控，我们在机组检修的时候，对移动作业点加装摄像头，全部在平台上进行监视。

第二是生产监控，主要是采用专用的运算，进行定量分析，发现高危的环境，针对性的优化治理。这一块通过运行的联动，我们在2号机就可以实现燃烧优化，实现闭环控制，达到节能降耗。我们达到的节能降耗的效果，全年降了2克，包括耗材要降低5%。

这是节能优化指导系统，它通过对机组的性能计算，通过这个小指标的鱼骨图，实时分享出每个指标的耗能，给出精准的操作指导。具体的落地方式就是与员工的绩效联动，这个系统上来以后，可能一两个月他不操作，经过两个月以后，运行人员觉得要调整，他调整以后奖金就能上升，我们通过这个方式让运行人员主动学习、主动操作，达到闭环管理。

优化控制，理论性比较强，通过运行人员做好优化切换画面，运行人员去实现优化功能。喷氨这一块目前的工作量还是比较大的，运行人员手动调整的时间段还是比较长的，我们准备通过智能喷氨的方式把运行人员解放出来，大幅降低他们的劳动强度。关键是要降低尿素的耗量，全年降低5%。喷氨的流程数据都要植入到模型里面。

第三是运行管理。智能两票，有了工作任务以后，工作人员办理工作票之后，与门禁联动，生产厂区的门禁全部与两票联动，工作人员接到票以后，对作业区的人员进行授权，这个票一旦终结以后，它的门禁就取消了。工作开始之后，沃勒对现场定了区域的门禁、电子围栏、闯入和视频进行联动。

第四个是设备管理，这里面主要有三方面：设备资产管理、设备在线故障诊断、多场景智能巡检机器人。设备管理比较常规，咱们对三大主机加上左右辅机，通过二维码四码合一来扫描信息，对设备资产、设备的基础信息，还有当下的实时数据，不断积累设备资产。

我们的项目中目前只设有一台机器人，我们这个叫多场景机器人，它是在汽机房零米和升压站，还有主变区域，一台机器人在三个区域进行巡检，它在室外也能满足条件，在室内也没问题。

（见PPT）这是我们的机器人汽机0米成像的实景图，旁边是它的三维图像。我们的机器人是完全自主型的，通过激光雷达导航，它在汽机0米执行完之后去升压站，执行完之后再去充电，整个过程全部是自主的，当然这个也可以人工干预。这几个区域巡检完全可以替代人工巡检，这一块我们可以把运行人员的巡检减下来。

设备故障诊断，重点说一下锅炉，燃煤电厂锅炉非停的概率在50%以上，我们公司这几年非停的时候基本上是锅炉四管泄漏，怎么把它做好，使机组减少非停，这一块需要我们好好思考。目前锅炉四管检修的常规方法还是比较笨的办法，常规检修计划是靠人工去摸排、割管、测厚仪测厚，很多地方去不了，工作量也非常大，整体解决的效果还是比较被动的。为了解决这个问题，我们的系统通过运行和检修两个维度来实现，通过运行来干预操作，降低管材的磨损率和损失，同时做好检修的工作。

怎么实现？第一是数据的来源，这个数据复杂，工作量也特别大，就是要把锅炉的设计参数、运行数据、历史数据取进来，还有专家的经验，还有一些科学的算法、专家知识库融进来，通过大数据挖掘技术，来给出精准的预测预警信息。对故障进行事前预警、提前干预，使它顺利进入正常的检修期。我们的预测率要求达到80%，当然现在我们的模块也还在开发中，这是预期效果。

这是通过燃烧优化，它如果说自学习能力越强，它的燃烧越充分，对锅炉四管的寿命会大大延长，设备管理人员用故障诊断模型，通过这个模型自学习、自训练给出真实的预警，然后再去闭环，更新动态知识库，最后实现闭环管理，它是一个无限循环的过程。

预警分为三个等级：一般预警是管材有点损伤，但是它可以安全坚持到正常的检修期，系统为它评估，能不能坚持到下一个检修期，如果可以坚持到下一个检修期，这次检修不用更换，如果坚持不到，这次要进行更换，精准指导检修工作。第二个预警是严重预警。管材损坏严重，能坚持到安全检修期，但是需要运行人员人工干预，降低调整参数，延长它的裂缝速度。最后一个是危险预警，它裂损非常严重，提前预警，提前检修，并且防止非停。

第五，经营管理。经营管理包括合同管理、项目管理、预算管理、物资管理、利润管理要打通。把全厂108个流程全部打通。收入这一块实时计算，成本这一块通过变动成本，联合实时计算获得变动成本，然后得到我们的实时利润，现在煤价高，我们对边际利润的指导，对现货报价非常有指导意义。

第六方面是智能安防，这就是风险发布，点开后就知道今天的风险有什么，谁在监视，有什么预控措施。在安防这一块，上面是机器人的巡检，下面是对定位区域人员的分布的监控，分布在什么位置，这一块都已经关联了，我一点就能进入到三维场景和视频场景。

（见PPT）这是三维场景与实景的联动画面。这是人员定位，有三维场景和二维平面图的定位。

智慧办公就不详说了，通过手机APP实现管控系统的重要功能。

三维虚拟电厂这一块说得比较多，就是通过1比1的数字孪生，展现咱们的生产流程、工艺参数，包括设备的组装，对生产人员进行培训，以及在线方针。

智慧电厂建设的预期效果，降低煤耗年收入预计234万元，还有降低非停次数，管理绩效的提升，预计投入一年后收回投资。最后做到让电厂更指挥、运营更卓越。（来源：北极星电力网，发言为北极星电力网根据速记整理，未经本人审核，如需转载请完整转载全文不允许删减）