工业大数据背景下的发电厂 智能运行系统工程应用方案 ——“ 本质安全、效益优先” 2009 年 -2012 年 1980 年 -2008 年 2016 年 -2019 年 2020 年 - 至今 大数据成长期 我国工业和信息化部关于印发 《物联网 “十二五发展规划》 通 知 ，其中包括了海量数据存储、 数据挖掘、 图像视频智能分析 ， 这些是大数据的重要组成部分。 故障定位诊断等 机组运营数字中心 以安全优先、 工况寻优为目标， 构建智能发电模型系统 智能运行系统 - 能源数字管理中 心 2 1 基于生产过程状态自主监测巡盘、 故障诊断预警分级自决策处理、 系统运行指标综合监督评价、 工况寻优闭环控制等 技术 ， 实现系统全工况自动巡航并处于最佳经济状态运行 ，达到本质安全、 效益优先的发电目标。 1 、 弥补 DCS 控制算法不足 - 利用 AI 算法将难以 模型 +” 运行体 系 启停速度 调峰深度 爬坡速率 智能运行系统 -“ 模型 +” 运行体 系 “ 本质安全、效益优 先 ”的智能发电模型体 系，服务于“两个细则” 和“调频调峰”服务，为 发电企业降本增效 对机组发电 实时成本及 月度、年度 成本进行预 测分析 两个细 则 生产经 营效益 调峰 现货市 场 1. 有偿调峰服务 2. 启停调峰补偿

分为测速发电机、增量式光电编码器两种 测速发电机 可以把机械转速变换成电压信号 而且输出电压与输入的转速成正比 增量式编码器 既可测量增量角位移 又可测量瞬时角速度 机器人自动化技术中，旋转运动速度测量较多，且直线运动速度常 通过旋转速度间接测量。在机器人中，主要测量机器人关节的运行速度， 下面重点以角速度传感器进行介绍。 数字 信号 模拟 信号 测速发电机的输出电动势与转速成比例，改变旋转方向时输出电动 被测机构与测速发电机同轴连接时，只要检测出输出电动势，就能 获得被测机构的转速，故又称速度传感器。 按其构造分为直流测速发电机和交流测速发电机。 1 、测速发电机 测速发电机是应用最广泛，能直接得到代表转速的电压且具有良好 实时性的一种速度测量传感器，它主要用于检测机械转速，能把机械转 速变换为电压信号。 图 4-12 直流测速发电机的结构原理 直流测速发电机实际是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方 式分为永磁式和电磁式。图 4-12 为直流测速发电机的结构原理。 永磁式 采用高性能永久磁钢励磁，受温度变 化的影响较小，输出变化小，斜率高， 线性误差小。 电磁式 采用他励式，不仅复杂且因励磁受电 源、环境等因素的影响，输出电压变 化较大，应用不多。 交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有 笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电 机。图 4-13 为交流异步测速发电机的结构原理。

能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台

传感器、可穿戴式设备等微小的计算设备将进一步普及 “ 万物皆互联、无处不计算” 实时收集数据确保安全行驶 谷歌无人驾驶汽车 大数据 爱迪生发明电灯泡 自己用电 信息时代的“云计算” 发电机和电线 持续供电 个人和企业独立发电 私人电厂遍地开 中央电厂 公共电网 付费用电 云计算：随着云计算的诞生与发展，人类处理数据的能力在增强 A 大数据 B 云计算 • 云计算一般由数量惊人的 商业模式发生巨变：消费者和企业将从“购买软硬件产品”向“购买信息服务”转变 • 云计算的商业视角：云计算＝信息电厂 • 云计算的技术视角：云计算＝虚拟化＋集群管理 电：从购买发电设备到购买电力服务 信息：从购买软硬件到购买信息服务 发电机 现代发电厂 计算 软件 存储 信息服务提供商 云计算是个技术概念，也是一种商业模式 云计算是个技术概念，也是一种商业模式 云计算是技术和商业模式的双重创新

齿轮箱输入轴 1 温度 AI0039 齿轮箱输出轴 2 温度 AI0040 齿轮箱入口油温 AI0041 齿轮箱油温 AI0045 发电机 U1 绕组温度 AI0046 发电机 U2 绕组温度 AI0052 发电机轴承 a 温度 AI0053 发电机轴承 b 温度 DI0135 初始化 DI0136 待机 … 样本数据 f_AI0005_16h f_AI0045_2m

化应用 报警更全面，诊断更精准 江苏国信扬州发电有限责任公司 (以下简称“国信扬电")，总装机容量为252 万千瓦，是江苏省内首家拥有4台63万千瓦机组的特大型火力发电企业。为了满 足电网不断增加的调峰需求，机组更高的节能降耗、环保减排等要求，国信扬电 和朗坤合作企业数字化创新项目——智慧运行系统，打造一个满足智慧电厂总体 规划要求、发电集控运行急需、智能辅助决策的智能监盘产品，以电厂实时/历 压力 日益严峻以及设备长期服役存在隐患等复杂情况下，运行人员存在监盘压力大、 参数异常发现晚、故障判断不够及时等问题。 江苏国信扬州发电有限责任公司（以下简称国信扬电）一期 2×630MW 燃 煤发电机组投产于 1998 年，二期两台国产超临界燃煤发电机组投产于 2006 年， 经提参数扩容改造后改造为 2×650MW 超临界机组。虽然四台均为 60 万千瓦级 机组，但是由于投产较早， 术突破，实现了基 于电厂运行规程、运行经验、故障处理方案等先验知识结构化处理的运行操作指 导。 2. 实施效果 智慧运行系统适用于电力（燃煤发电、燃气发电、垃圾发电、生物质发电、 水电等）、化工、钢铁、建材等领域，目前智慧运行系统在火力发电领域有比较 高的需求。 45 截至 2021 年，国内 1000MW 级别燃煤机组数量在 130 台以上，600MW 级 别机组数量在 600

了具体的转型技 术，主要包括提升能效、应用氢冶炼技术、碳捕集和利用等。 36 在私营部门，新加坡星展银行提出钢铁行业去碳化技术（比如废铁循环再 利用、CCUS，电弧炉），以及高炉能效提升（比如余气发电等）符合转型金 融标准，同时明确排除了使用煤炭的炼钢炼铁活动。 37 在资本市场，CBI也为市场参与者制定了钢铁行业转型认证标准，适用于 特定减排项目以及涉及钢铁生产的整套设施的投资。符合条件的项目或 贴，支持资金按不超过项目总投资的15%控制，单个项目支持资金原则上 不超过1亿元。40可申请该项补贴的项目包括41： 1. 实施烧结、球团装备大型化升级改造 2. 1000立方米及以下生铁高炉更新改造 3. 余能利用改造、余能自发电装备更新 4. 规模化碳捕集利用与封存项目 5. 氢基直接还原、富氢熔融还原技术应用项目 6. 废钢回收、拆解、加工、分类、配送一体化项目 7. 其他废旧钢铁高值化、规模化利用项目 8. 其他有利于降低碳排放的项目建设 碳减排支持工具聚焦的三大重点领域中，包含多项可被钢铁行业利用的 经济活动。 1. 清洁能源领域：风力发电、太阳能发电、生物质能源利用、氢能利用、 热泵、高效储能设施建设和运营。 2. 节能环保领域：锅炉（窑炉）节能改造和能效提升、电机系统能效提 升、余热余压利用、能量系统优化、绿色照明改造、汽轮发电机组系统能 效提升、新型电力系统改造。 3. 碳减排技术领域：二氧化碳捕集、利用与封存工程建设和运营。

01 智能电厂的定义 ０ 4 定义 ０ 5 01 02 03 基础 信息化和数字化 技术方式 智能传感测量技术、信息通 讯技术、自动控制技术、智 能分析决策技术、人工智能 技术和发电技术相结合 目标 与电厂基础建设高度集成 而成的达到经济、高效、 安全、智能和环保最优化 状态的新型现代化电厂 思路方针 贯彻电厂数字化是走向智能电厂的基础， 先把数据实现高水平管理，才能最终实现智 状态参数、传动链振动监测数据、报警数据进行 实时监控、显示。引入美国 IMS 中心大数据分析工具，提供从风场级到部件级的多 层次状态评估及故障预测功能、风场调度与维护排程优化功能、和风场区域风功率 预测及发电量预测功能，实现风机资产预测性维修维护、动态经济性能分析与优化 功能。 锅炉智能诊断系统 通过锅炉的三维可视化建模，以 KKS 编码为基本图元，以真实尺寸为基准比例， 将锅炉的结构

小浪底水电站， 三峡水电站 … o 秦山核电站， 岭澳核电站， 田 湾核电站 … o 华能沁北电厂，华能玉环电厂， 后石 电厂 … o 华电天津军粮城燃机发电厂， 杭州半山发电厂 … 我国又重新回到世界第一制造业大国的地位， 而制造业是转变经济发展方式、调整优化产业结构的主 战场。要不断提高标准，加快运用先进技术改造提升传统产业。制造大国要迈向制造强国。

车辆管理系统（VMS），安装在工业园区主、副入口的智能 闭路电视。用于监控和跟踪车辆进出边界的车牌、类型和 数量，有助于安全和交通管理。 水和废水生产，它可以实时报告产量和分配量，消除了废水 超标的风险。 春武里清洁能源发电厂（CCE）是一种无害的工业废物转化 为能源（焚烧）。CCE的闭路电视和仪表板，用于监控电厂 的生产和运行。 在10个货仓安装了智能感应消防泵，实时监测消防系统的 工作情况，以便更好地监测和应对可能造成破坏和意外损 县境内，是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级 电站，具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条 件和发展 库区通航等综合效益。水库正常蓄水位825米， 相应库容206 亿立方米，地下厂房装有16台机组，初拟装 机容量1,600万千 瓦，多年平均发电量602.4亿千瓦时。 电站计划2013年主体工 程正式开工，2021年7月前首批 机组发电，2022年工程完工。 电站建成后，将仅次于三峡 水电站成为中国第二大水电站。