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智慧电厂整体解决方案
数维图
2022-05-05

智慧电厂建设背景

现阶段,我国电力需求增速明显放缓,供需宽松呈现常态化趋势。电力工业发展的主要目标已由长期以来的保障供应,向以调整优化、转型升级为主线,构建安全高效、清洁低碳、灵活智能的现代电力工业体系转变。


数维图积极响应国家号召,大力提升控制系统产品的智能化、信息化属性,切实从用户利益出发,推出智慧电厂解决方案,为用户实现安全、高效、经济、环保的发展目标。


智慧电厂解决方案,通过建设以“一网、一智、一平台”为核心的智能化基础设施,联合伙伴共同打造 “智慧建设、智慧安全、 智慧经营、智慧检修、智慧运行、智慧厂区”六大智慧化应用,致力于构建安全、高效、体验、绿色的智慧电厂生态体系,助力电厂实现效益提升和本质安全,向无安全事故、无人值守、无人巡检、低碳减排的“三无一减”智慧电厂演进。

智慧电厂概念定义

在广泛应用现代数字信息处理技术和通信技术的基础上,结合智能传感技术和智能执行、控制与管理,使电厂实现安全、高效、环保运行。智慧电厂是以数字化电站为基础,利用互联网技术,减少人工干预,根据电力市场动态科学制定生产计划,构建高效节能、绿色环保、安全可靠的人性化电站。智能电厂的功能包括数字化、信息化、可视化、智能化等,是智能制造与数字化电厂相结合后的进一步发展。


智慧电厂是通过采用先进的大数据、云计算、物联网、边缘计算等技术,实现生产信息与管理信息的智慧,实现人、技术、经营目标和管理方法的集成,是企业管理思想的一个新突破。智慧电厂建设具备智能化、一体化、可观测、可互动、自学习、自寻优等能力,可为管理者及时提供过去和现在的数据,并能够预测未来和引导企业人员的工作,使信息技术与电力工业技术、现代管理技术有机融合,全面提升电厂的生产技术和经营管理水平,提高企业经济效益,增强电厂的核心竞争能力。


智慧电厂在电厂的生产与运营中起着举足轻重的作用。一方面,智慧电厂是一个数字化系统,将采集并长期存储生产过程实时数据,从而构建了全厂统一的生产信息平台,为实现数据的综合统一管理提供了平台基础。同时,智慧电厂中涉及到得性能计算与分析、故障诊断等功能为优化机组运行提供技术支持。另一方面,智慧电厂系统对电厂的设备状态信息、检维修过程信息、经营管理信息等数据进行整合挖掘和智能分析,实现对电厂的生产、经营和发展规划提出决策支持。

智慧电厂方案特点

智慧电厂方案全面分析电厂内部和外部整体信息的需求与联系, 科学合理地设计了智慧电厂信息系统的业务架构,完成电厂生产、管理、经营、行政等主要业务的智慧运作,将信息技术与电力工业技术、现代管理技术有机融合,最大限度地利用智慧技术的快捷、方便、大储存等特点,规范管理、提高工作效率和质量、提升管理水平,真正实现电厂智慧、信息网络化、管控一体化。


·随着国家经济“调结构、去库存”的推进,提升电厂可持续发展能力。

·建立高效协同、一体化运作的业务管理体系,解决电厂“管理一臂之距”得问题。

·以数据为基础在设备可靠性、发电成本、服务、能源结构领域构建良好的应对机制和措施。

·以管理驱动业务、以数据驱动生产,实现提升增效,节能降耗。

智慧电厂整体规划

充分分析电厂所涉及到的相关信息以及整体需求,打破了传统信息化中的SIS 与MIS的系统界限,将生产信息与管理信息无缝融合,基建期与生产期信息系统总体设计,硬件设备、网络建设总体规划,对智慧电厂信息系统进行整体设计。

实现了生产信息与管理信息的整体规划,实现统一设计、无缝关联;避免产生信息孤岛、设备重复引进、应用繁琐、复杂等情况;硬件设备、网络建设、机房规划全盘设计,在保障数据安全的前提下,统一硬件、网络管理模式、安全备份策略,增强硬件网络可靠性和安全性。

智慧电厂方案实施

智慧电厂也就是数字电厂,按照既定的数据规则,将工程建设过程中产生的、计算机能够处理、且运行维护需要使用的数据,以便于信息系统实施的方式移交给运行方,实现“数据移交”,可使其在得到一个物理电厂的同时得到一个数字电厂,用于指导、协调电厂的统筹和运维管理。

因此智慧电厂系统方案主要是设计实现一套电厂的数字化平台,并且该平台在电厂的建设与运营交接期间交付。

在电厂设计与建设阶段,需要分析相关设备、人员、以及其他生产运维所涉及到的所有数据及相关内容,然后依据电厂的日常生产流程,设计实现智慧电厂平台,用于交付。


智慧电厂系统构成

智慧电厂主要由电力设备、基础设施、智慧平台、智慧应用以及智慧决策五个层次组成,各部分组成如下图所示。


其中,各层次主要具体实现功能可以简要描述为:

电力设备:该层主要实现电厂相关设备的接入以及数据采集,包括汽轮机、锅炉、发电机、给水泵等设备。借助硬件技术实现对电厂中涉及到的所有设备进行统一接入与数据采集,从而实现对电厂生产运维阶段所涉及到的数据进行实时管理与协调。

基础设施:该层可以分为三小部分:智能设备、物联网络、云数据中心。其中,智能设备主要涉及到电厂正常生产过程以外的各种数据采集设备或者装置,包括摄像头、机器人以及各种传感器,这些设备用来采集电厂在正常生产过程以外的其他数据,用于辅助分析决策,为电厂的运维提供数据支撑。物联网络主要包括智慧电厂中所涉及到的网络连接部分,包括无线网络、有线网络以及各种交换机服务器等。云数据中心主要实现对采集的相关数据进行统一存储与管理。

智慧平台:该层主要实现对上述几层采集的数据的综合处理与分析,可以理解为针对不同应用的一个概念层。

智慧应用:该层主要实现对处理过的数据的综合分析与展示,是智慧电厂系统功能点的展现。按照功能可以划分为:智能建设与智能运维。其中,智能建设主要是通过对建设过程中所涉及到的相关数据(工地数据、基建施工等数据)的综合分析,从而实现对电厂建设进行进度、质量、安全等进行统筹管理和协调。而智能运维,是指在电厂交付后,借助相关设备以及网络技术,通过对各种物联设备采集的数据进行综合管理、统一分析,从而实现协助、指导电厂的日常运维工作。

智能决策:该层需要对所有数据之间的内在关系进行统筹管理和分析,从而对电厂的生产运维过程中所涉及到的成本、经济等综合因素进行综合分析,并且对电厂的下一步运营提供相应的决策分析指导意见(参数)。


电厂的发展固然不能守旧,应当积极追求新发展模式,成为真正意义上的“可持续发展电厂”。智慧电厂的新理念,打造了“电厂无人、云端集控”的电厂形态,持续提升电厂管理的集约化和智能化水平,将是电厂发展的必然趋势。

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