智慧电厂建设技术交流2023年会

核心提示:3月22~23日中国电力科技网主办的智慧电厂建设技术交流2023年会,在清华三亚国际数学论坛成功召开。19位权威专家、企业高管、教授学者,围

 
3月22~23日中国电力科技网主办的“智慧电厂建设技术交流2023年会”,在清华三亚国际数学论坛成功召开。19位权威专家、企业高管、教授学者,围绕“聚焦火力发电碳中和•数字化转型助力构建新型电力系统”,针对国内外智慧电厂现状研究、建设探索及发展趋势,5G+技术应用,网源协调、深度调峰、多能互补与电力市场辅助决策研究等议题,发表演讲,同来自各发电集团、发电厂、科研单位、高等院校的与会嘉宾,共同交流“智慧电厂”建设经验,分享前沿成果,研讨先进数字化技术在传统能源领域应用场景。
 
 

会场
 
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院院长/教授周怀春主持开幕式,致主持词。
 
 

周怀春
 
中国电力科技网主任魏毓璞代表主办单位致主题辞:
 
无人电厂、精准预测、少员操控,
“人防”到“技防”,智能运维“耳”聪“目”明,
“高效自主、绿色低碳、智能协同”现代能源管理方式。
国家能源产业数字化、智能化持续加码,智慧发电成为行业发展趋势。“智慧电厂建设技术交流2023年会”,今天,在清华三亚国际论坛胜利召开,值得骄傲和自豪,可喜可贺。掌声鼓起来吧!
提质增效——智慧电厂“主色调”。智能化新技术与油气、水电、风电、光伏、电网有机融合,有效提升能源体系整体运行效率与安全水平。未来,虚拟电厂将成为能源互联网重要组成部分,综合大数据资源、云计算,实现“能源+”体系。大国博弈,科技创新作为企业转型升级源动力,智慧电厂建设价值逐步凸显。
物惟求新——为工程创优赋能。19位权威与诸子百家,数据解读行业智能化发展脉络,案例洞察电力企业数字化现状:聚焦远程智能诊断、分布式和低碳智慧供热前沿技术,围绕创新和产业链,促进新技术、新成果、新模式、新业态转化运用。
本届年会三部曲:1.演讲:抑扬顿挫、神采飞扬、叮叮当当,磁石般引人入胜,瞬时直击关键闪亮点;2.答疑:紧扣主题,结合各专家演讲、简介提问,简明扼要,精准解析,多维探讨;3.交流:充分利用茶歇、用餐、晚间短暂会期,互访、交友、深度交流、增进友谊。
借此机会,作为主办单位,我提议:对专家辛勤付出、与会嘉宾积极参与,表示由衷的谢忱和深深的敬意!
深耕细作聚力攻坚,智慧电厂奋楫笃行!
启发思维,收获知识,汲取力量,提速减碳,绿色未来,携手迈进“智慧新时代”!
 
魏毓璞
 
 
华润电力技术研究院专业总监/教授级高级工程师陈世和发表“火电厂智能化探索与展望”。在推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效能源体系,提高能源供给保障能力目标下,对火电机组运行的安全性、经济性、环保性提出更高要求。利用先进工业互联网技术手段,建设智能电厂十分必要。华润电力开发的集中监测与分析专家系统(CSASS)是一套贯通生产、管理的工业互联网系统,通过构建海量数据平台,汇集专家经验和华润电力技术沉淀,采用机器学习、人工智能等先进算法进行大数据分析,多参数、多维度实时监测机组运行数据,为机组安全经济运行提供建议和优化方案,为控股、大区、项目公司运营提供综合报告和决策支持。火电厂智能化建设过程要有系统思维,基础是数据,核心是分析与预测模型,诊断靠案例汇集,技术监控与决策靠知识体系、经验共享与智能算法。智能化体系必须与生产运营管理深度融合,才能产生显著效果。
 

陈世和
 
清华大学能源与动力工程系教授蒋东翔发表“基于云平台的发电设备远程智能诊断研究”。利用字典学习算法捕获不同故障信号本质特征,构建故障特征字典;基于构建的故障特征字典,利用信号稀疏表示特性进行识别、分类诊断。该方法具有自适应性的特征提取能力,避免依靠先验知识的特征提取与选择;分类器结构简单,无需复杂的结构参数寻优。实验结果显示该方法在旋转机械多工况条件下具有较高的分类精度和较强鲁棒性。利用Grad-CAM对训练的CNN模型进行解释:多源信号的空间特征有助于提升诊断准确率和模型泛化能力。基于迁移学习策略,将有标签的辅助域故障样本与无标签的目标域样本输入深度神经网络中,通过在损失函数中加入联合分布适配正则项进行网络参数迁移,使得辅助集与目标集样本特征分布趋于一致,提高诊断模型部署的灵活性。
 

蒋东翔
 
北京必可测科技股份有限公司董事长何立荣发表“智慧电厂的理想形态”。结合电厂实际应用和现有研究阐述智慧电厂的理想形态:一元:经营目标;二维:安全高效、低碳环保;四梁:智能维护、智能运行、智能安全、智能经营;八柱:一次设备可靠度管理、二次设备可靠度管理、运行优化、协调、深行为警戒、技术拒止、精益经营、自动竞价。一个莲花底座:数据池;数朵移动之花。介绍必可测全球首台内置故障诊断+润滑评估的自动加注装置、智慧监盘与控制系统核心优势。智慧电厂系列产品及服务,已成功应用于五大发电集团、中广核集团、粤电集团、中铝集团及优秀民营企业集团等旗下300余家电厂,得到用户广泛好评!
 
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院院长/教授周怀春发表“面向智能发电的燃煤发电机组运行数据分析方法”。由于机组运行始终处动态变化过程中,“数据清 洗”方法要求苛刻,可能导致很难获取足够数量的有效数据。解决办法:从机组运行始终处于动态变化过程中的动态数据中提取动态分量,一是分析在波动条件下,各参数之间是否具有明显相关性,二是如果有明显相关性,区别正的或者负的相关性对于运行优化调节意义。提出用“风煤比”、“水煤比”预测“电煤比”,分别比较不同预测模型的精度,分负荷段拟合分析,可以更清晰地了解不同负荷段“风煤比”、“水煤比”优化调整方向,指出“风煤比”、“水煤比”控制新思路。智能发电具有理论创新性和技术创新性,降低机组运行煤耗1%以上,降低氮氧化物排放5%以上,提高机组负荷爬坡率1%以上,锅炉深度调峰稳燃负荷降低5~10%。
 
中国电力科学研究院系统所教授级高级工程师濮钧发表“‘双碳’目标下的新型电力系统对发电设备支撑能力的需求”。高比例新能源电力系统面临无功能力小、短比小、机械惯量小、低频振荡带宽、过磁通、次同步振荡频带宽等问题。无功电压支撑力不足,是南澳州 2016 年“9.28 ”大停电重要原因。新能源稳态无功支撑力、动态无功支撑能力应达到同步电机水平;满足国家标准 GB/T 40594-2021 要求条件:新能源发电单元短路比1.5 及以上,应能够稳定运行。GB/T 19963.1 —2021要求风电场应具备快速控制自身有功功率,提供惯量响应和一次调频的功能。过磁通对铁芯设备造成损伤,产生的谐波会造成继电保护不正确动作。新能源电源应实现电压、频率的协调控制,并且配备过磁通控制保护。

   

何立荣                         濮钧
 
郑州大学电气与信息工程学院副教授吴振龙发表“热力过程自抗扰控制”。自抗扰控制由韩京清研究员1997年首次提出,具备不依赖对象具体模型、易于实现、抗扰能力良好、鲁棒性强等典型优点;核心思想:扩张状态观测器。针对热力过程不确定性、高阶特性、大范围变工况、执行器饱和的特点,开展自抗扰控制设计工作:基于概率鲁棒的自抗扰控制整定、基于输入和出补偿改进自抗扰控制、增益调度自抗扰控制、抗执行器饱和设计,多因素综合设计自抗扰控制。仿真结果表明:MADRC在整个工作范围内都具有最好的跟踪性能和抗干扰性能,在提高该类高阶对象的控制性能中具有很好的应用前景。工程应用包括:二次风系统、过热汽温协调控制和脱硝等,涉及300MW循环流化床机组、300MW、660MW、1000MW煤粉炉机组等。
 
上海发电设备成套设计研究院有限责任公司清洁高效火电技术中心技术总监/教授级高级工程师邓志成发表“发电企业状态检修与智慧电厂技术研究与实践”。先后调研11个电厂,70余台主机、上千台辅机运行情况和主要设备故障情况,为国家电投集团提出涵盖5大模块、15个系统、75个功能的智慧电厂技术路线。依据技术成熟度分为研发、示范、推广三类,为智慧电厂建设提供决策模型和技术基础。首次提出智慧电厂技术功能矩阵,全面分析技术应用范围和信息加工深度两个维度。重点介绍全过程智能燃料、智慧燃烧优化、灵活性控制与智能运行、智能巡检与智能机器人等关键技术。未来,信息平台逐步与控制系统打通,实现真正智慧运行;保证设备可靠的运行前提下,检测手段往少人化发展;智慧电厂建设将与新型电力系统深度融合。
    

吴振龙                         邓志成
 
中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院热控技术研究所副所长/正高级工程师袁世通发表“燃煤机组智慧化建设规划及工程实践”。目前智慧电厂建设仍存在建设深度不足,发电过程智能化有待提升;智能化标准体系不完善,缺少统一技术规范指导;偏离实际生产需求,没为生产带来质的提升;建设过程中未协调好设备技改和人工智能技术的应用是当前智慧电厂建设四大问题。通过实际工程案例分析,后续建设中应着重开展:数字基础体系建设——为企业智慧化建设提供安全、可靠、灵活的算法和算力;智能生产体系建设——实现生产过程少人值守,全流程智能化生产;智慧管理体系建设——实现管理经营自主决策,全业务智慧化管控。
 
中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院控制技术研究所所长/正高级工程师高春雨发表“自主可控智能控制系统集成技术研发及工程实践”。大唐华北院结合多种国产DCS系统架构,兼顾第三方优化控制研究ICS和DCS一体化集成技术,自主设计研发通用型ICS智能控制平台。ICS建设应在初级阶段完成机组级智能控制平台开发,包括多种DCS一体化集成接口、完备的平台功能和高级应用模块,提供机组级智能控制和智能运行整体解决方案。融合多种先进控制优化技术,提高机组自动控制品质,满足“两高一低”新型电力系统带来的深度调峰、快速爬坡、快速启停、频繁调频、煤质波动等控制要求。集成专家经验、故障预警、诊断分析、运行寻优、辅助决策等功能,用智能算法和机器来高效监视电厂运行的各种参数,利用先进技术代替人,实现减人增效、少人无人。
    

袁世通                       高春雨
 
东北电力大学动力工程及工程热物理专业博士沙浩代东北电力大学自动化工程学院院长/教授曹生现发表“分布式智慧能源系统架构及其关键技术”。首创分布式生物质厌氧消化耦合光风储联供电、热、气、肥的系统形式,构建“光/风/燃气互补发电供电,燃气/电耦合制热储热,高温厌氧消化产燃气/肥,燃气储气/供热”的可再生能源综合利用体系。厌氧消化是利用厌氧微生物生长代谢过程,将生物质转化为CH4等可燃气体,同时得到厌氧发酵液、沼渣等残留物,用作农田肥料,从而实现能量回收。通过厌氧消化将生物质转化为便于存储的生物天然气,从而形成一种安全可靠、低成本的“储能电池”,可有效填补风光短板。以风电、光伏、生物质厌氧发酵系统、储热/储气、电池、燃气发电机等为基础设计分布式综合能源系统。考虑风光供能过余或不足情况下系统的运行情况,燃气发电与蓄电池运行模式切换实现协调互补。
 
哈尔滨工业大学建筑学院教授周志刚发表“数据驱动的低碳智慧供热关键技术与工程应用”。智慧供热系统核心功能构架是基于数据驱动的供热物理设备网与数字空间的全面互联与深度协同,以及在此过程中的智能分析与决策优化,根据智能数据处理、智能决策和智能控制三个维度,分为初级智能、中级智能、高级智能三个等级。针对供热管网传感器优化布置,可通过敏感性分析,在敏感性高的管道和节点加装一定量的传感器,达到优化阻抗辨识精度,提高水力仿真准确性目的。介绍智慧供热项目建设技术路线、智慧供热整体解决方案与关键技术。未来智慧供热技术攻关:柔性智慧供热系统构建、边缘计算在分布式设备中的应用、基于行为模式识别的智能化控制。
    

沙浩                           周志刚
 
华电电力科学研究院有限公司汽燃机部专业首席研究员黄小光发表“通向可预测的未来——华电燃机智慧运维云平台建设和实践”。以智慧运维云平台为载体,实现集智慧运行、精准维护、集约化管控于一体的新一代燃机自主运维模式。智能预测,智慧优化可实现(1)提前预警:从事后处理转变为事中、事前预警;(2)智能分析:智能模型预测故障,提前预警并诊断,避免事故,实时在线能效及健康评估,耗差分析和对标管理;(3)活用资源:提供主动式预测性维护,降低公司内部运维难度及成本;(4)降本增效:智能优化运行,辅助决策,提升电厂能效,提高运维效率。
 
华北电力大学能源动力与机械工程学院副教授宋光雄发表“基于大数据的燃煤电厂关键设备状态预警及评估项目实施经验”。冷端系统运行优化,对节能降耗具有重要意义,凝汽器状态直接影响性能及能效,传统方式:理论公式计算,简单指标。创新方式:大数据建模,实现洞察。基于温度大数据轴承等关键零部件状态预警及评估系统,有4个显著特点:能够反馈轴承等关键零部件内部劣化过程;基于大数据,状态预警阈值、评估基准具有统计意义;能实时、在线实现状态预警、评估的定性分析、定量计算;工程案例、实践经验证明是有效的、令人信服的,经得起反复验证推敲。温度监测的综合优势最突出、最显著,也最符合工程实践的各种苛刻应用条件。
    

黄小光                          宋光雄
 
国家能源集团科学技术研究院有限公司主任/正高级工程师陈宝林发表“智能控制技术机理及应用实现”。详述在线检测技术、参数软测量技术、智能监盘、智能寻优、智能控制优化方向等。智能控制应用实现与展望:基于运行操作流程优化的机组自启停优化控制,使用自动化程序将机组顺序控制系统、模拟量控制系统、锅炉炉膛安全监控系统、汽轮机数字式电液控制系统、燃料控制等系统功能有机融合,通过给水全程控制、风烟全程控制、燃料全程控制、除氧器水位全程控制、负荷全程控制、主汽压力全程控制、汽温全程控制等全程控制,实现机组全自动化运行控制。
 
东方汽轮机有限公司电站服务事业部技术部负责人/高级工程师袁超发表“东方汽轮机智慧电厂解决方案——智云创源系统”。结合电厂应用业绩和产品详述东方汽轮机智云创源系统,从功能上分为5大部分:1、智能预警和诊断,2、性能优化产品,3、运维支持产品,4、机组智慧启停,5、三维可视化交互。基于智云创源系统,对大数据深度挖掘利用对比以往有了本质不同:过去仅能计算分析采样数据,而现在可以实现对全量数据的计算;过去仅能做因果关系的研究,而现在可以实现关联关系的研究;过去仅能做对过往数据的运算,而现在可以实现趋势方向研判。
    

陈宝林                         袁超
 
国电内蒙古东胜热电有限公司智慧电厂办公室主任杨如意发表“5G在智能化电厂中的实践应用”。东胜热电主要采用为华为MEC设备,将5G网络接入辅网生产控制系统,并在现场进行网络安全测试。主要包括抗干扰测试、传输速率测试、网络隔离测试、延时性测试等,并收集相关测试信息,实现生产现场的各类测量、控制、执行机构等设备可以快速便捷接入工业控制系统,目前完成编制行业内首个5G网络技术应用导则。后期规划:1、智慧管理全设备、全应用、全业务、全流程接入工业管理5G网络;2、丰富5G+燃煤火电厂智慧管理与决策全链路;3、推进5G+工业下游设备产业链建设;4、生产控制区域全监视、全监测、全报警、全控制闭环接入5G生产控制网络切片;5、打造真正的5G+智能发电运行控制。
 
国能粤电台山发电有限公司生技部副主任/高级工程师沈小兵发表“安装检修数字化管控平台”。基于数字化技术,完成检修全过程的数字化和信息化,改变目前以人工管理、纸质存档为主的现状,保证安全质量可测、可控和可追溯。基于智能化技术,实现检修数据的价值提取,提升企业效益。检修全过程数字化,实现检修作业流程化、标准化、可追溯,确保数据真实性、唯一性和实时性;提高检修质量管控水平,提升修后设备可靠性;实现全过程、全时段、全区域的“三全”安全管控;降低企业检修方面培训成本,实现检修工作的协同化、规范化、提高工作效率;通过历次安装检修,逐步形成大数据,应用数据分析,使工艺更优化,安全更可控,管理更高效。
    

杨如意                         沈小兵
 
湖南省电力有限公司电力科学研究院能源技术中心高级工程师王志杰发表“火电厂智能化应用及智能控制关键技术”。建设火电厂智能化应用场景,应侧重统筹策划、顶层设计、持续开发、数据治理、统筹建设、适当容错、队伍建设。根据智能化发展需求,智能控制系统将呈现以下特征:一是开放化:对主要设备支持自动检测、采集、感知、诊断等功能,具备丰富可靠的测量和控制接口。二是多元化:能够与更多的设备或系统之间实现可感、可控、可互动。三是智能化:采用先进控制和智能控制技术,控制系统具有自适应、自学习、自寻优功能。四是一体化:与传统DCS融合,能够涵盖机组的控制层、生产及管理层。
 
国家能源集团数智科技公司咨询总监/高级工程师刘胜军发表“基于工业互联网构建智慧发电群脑体系——思考与实践”。详述智慧发电群脑体系的核心功能:1、全面监控:实现对主营业务活动和核心资源即时在线监测分析;对主要运营活动进行全过程监控分析,督促、协调、解决监控分析中发现的问题。2、运营分析:及时发现经营活动中存在的异动和问题,对运营存在的风险进行监测、预警,对各类运营管理异动、问题及时发布调控信号,保证全部资源和经营行为在控、能控。3、督查督办:对发现的差错点、异常点、关键点及重点工作,通过派发督查工单的闭环管理,协调相关职能部门及时快速反应,全面提升执行力。
   


王志杰                         刘胜军
 
【对话交流、专家答疑】
 
[第一场]陈世和主持,宏观把控,热点聚焦,深度解析。蒋东翔、何立荣、周怀春与参会者围绕火电厂智能化探索、云平台发电设备远程智能诊断研究、智能发电的燃煤发电机组运行数据分析方法等交流研讨,各抒观点;针对生产一线的疑难点问题,案例+经验,多维解读。参会者根据专家研究方向提问,氛围浓厚,技术实用,收获颇丰;会下探讨,拓展思路,衍伸技术,多面沟通、教学相长;政、产、学、研、用、商各单位代表自由结合,深度交流。
 
[第二场]濮钧主持,把握节奏,控制进程,精准解疑。吴振龙、邓志成、袁世通、高春雨、沙浩同与会嘉宾针对新型电力系统对发电设备支撑能力的需求、智能发电关键技术研究、自主可控智能控制系统集成技术研发及工程实践、燃煤机组智慧化建设规划及工程实践、分布式智慧能源系统架构及其关键技术等问题展开讨论。参会者结合工作实际积极提问,记录要点;专家全面解读、干货满满,意犹未尽。
 
[第三场]周志刚主持,总体协调,合理安排,同陈宝林、黄小光、宋光雄、袁超针对智能控制技术机理及应用实现、基于大数据的燃煤电厂关键设备状态预警及评估项目实施经验、燃机智慧运维平台关键技术及应用实践、数据驱动的低碳智慧供热关键技术与工程应用等问题深入讨论交流,参会者专注投入,解决疑惑的同时拓展技术层面。
 
[第四场]陈世和主持,通盘全局,同沈小兵、王志杰、刘胜军逐一解答与会嘉宾提出的疑难问题,并结合实际案例,进一步拓展思路,一对一、一对多细致剖析。与会嘉宾了解智慧电厂前沿技术的同时,也对未来发展方向更加明确清晰,获益匪浅。
 
 

 
【颁发证书、赠送书法作品】

 
  
 
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院院长周怀春,华润电力技术研究院副院长陈世和分别作技术小结。
 
当前,各大发电集团均发布“十四五”数字化转型路线,集团层面制定计划,自上而下,推进实施。电力体制改革的深化推进、信息化和工业化的加速融合,以及“双碳”战略下环保政策的持续加码,面对火电企业更高效、节能、绿色的发展目标,智慧电厂建设成为发电企业践行低碳转型不二之选。
 
本届年会交流内容丰富,形式多样,开设专家对话和答疑环节,交流互动促发展,深入探讨共提升。为我国智慧电厂建设领域提供良好的交流平台,为实现双碳目标和推进发电行业数字化进程贡献集体智慧。
 
“清华三亚国际数学论坛”由数学大师丘成桐教授发起倡导,由清华大学建设的国际会议中心。本届年会是中国电力科技网和清华三亚国际论坛的首次成功合作。与会嘉宾收获颇丰,纷纷希望能继续召开此类会议,产学研用商相结合,启发新思路,促进新技术的推广应用,推动火电行业更深、更快地融入能源革命浪潮,为我国能源行业的转型发展做出卓越贡献。
 
中国电力科技网对本次会议进行全程实况录像,供国家能源局、各大发电集团主管部门交流学习;还将本次会议专家演讲PPT上传至中国电力科技网相关栏目和电力月刊,广大电力科技工作者在线浏览、免费共享、传播先进技术和经验,为我国电力发展贡献绵薄之力。
 


中国电力科技网:www.eptchina.com;
联系人:魏毓璞18801034448;周丽15010503361;杨晓容18001252968。
 
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