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国家电投大力推进智慧场站建设

日期:2024-03-20    来源:国家电力投资集团有限公司

国际电力网

2024
03/20
09:25
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关键词: 国家电投 智慧场站 水电机组

2023年12月20日,国家电投召开新能源智慧场站建设工作研讨会,全面启动智慧场站建设工作。同日,国家电投在2023年第四次党组(扩大)会上提出:要打造智慧化场站,争取到2025年智慧化水平走在国内前列;以“智改数转”推动集团公司存量提质、增量做优。

2024年年初,围绕智慧场站建设工作,国家电投主要领导作出批示:智慧场站建设要防止出现形式化内容,抓住智慧场站本质安全底色,可靠、安全、提效、降本的目的,提升产业水平质量。国家电投智慧场站建设工作领导小组及办公室相继召开3次工作例会,对智慧场站建设工作进行了系统部署。会议强调,智慧场站建设是通过数字化技术应用、体制机制优化、管理流程再造、人力资源素质能力提升,实现集团公司生产运营管理的集约化、数字化和智慧化,推动产业本质安全、运营水平一流、业绩优秀。要聚焦“集中监控,区域维检,无人(少人)值守”智慧场站建设目标,统筹推进新能源“省为整体”生产管控优化与智慧场站建设。目前,已发布智慧场站建设指导意见 (2024 版 )、智慧场站建设新能源存量场站改造典型设计方案,确定了首批100座存量新能源智慧场站建设试点项目清单和集团公司重点跟踪指导项目清单。各项任务正有序推进。

智慧场站建设是

国家电投存量提质、增量做优的

工作切入点

是推动国家电投产业

高质量发展的重要举措

国家电投系统各单位

大力推进智慧场站建设

来跟小编一起走进我们的智慧场站

五凌电力:

水电智能远程运维系统研发与应用

五凌电力针对现场运维工作中面临的诸多痛点问题,创立“数据管理集约化、设备巡检智能化、运行高效化、异常预知化、评估精准化”项目原则,自主研发解决了被国内外厂家卡脖子的系列技术难题,在国内外水电行业率先研发包含“远程巡检、设备诊断、状态检修支持、优化运行、知识中心”五大技体系的水电智能远程运维系统,实现水电数字化、智能化。

▲图为水电产业创新中心智能运维中心,工作人员正在开展水电厂设备远程状态监测

自主研发国际领先的水电机组样本获取管理、设备故障征兆智能跟踪预警、设备异常远程分析及自动诊断、故障知识以及处置反馈闭环管理等系列关键核心技术,实现水电设备异常的预知性维护;

基于多维数据(家族缺陷、在线监测、检修试验、巡检定期工作等)融合的水电设备状态评估系统,发明设备状态多维智能评估大数据模型,有力支撑水电设备状态检修落地,通过检修项目优化节省检修工期;

率先建成基于先进智能感知、全信息全关联的水电设备远程智能巡检系统,实现一个水电专家团队远程智能巡检多厂站设备,减少设备巡检项目;

基于海量数据挖掘健康指数、运行效率及运行时间等多目标的大型水电机组运行智能跟踪寻优技术,实现机组启停、负荷分配、偏离优良工况下设备运行方式寻优,提高发电效益;

基于多引擎数据建模计算分析的平台架构及其处理方法,研发水电大数据采集、存储、治理、分析与计算等关键核心技术,实现水电全业务数据标准化采集、存储与统一计算;

创新融合KKS及IEC61850标准模型架构,基于“组织编码、KKS编码体系、BCS标准属性、必要扩展属性”四级结构的水电时序及结构化数据模型,牵头编制水电CIM及BCS标准,推动水电领域时序数据及结构化数据标准化治理水平提升。

▲水电智能远程运维系统截图

水电智能远程系统可广泛应用于国内外各种机组类型、容量的水电站及抽水蓄能电站,提升企业安全生产水平、减少现场人员劳动强度,支撑智慧场站建设。

设备远程智能巡检,代替人工现场巡检,解决水电设备巡检效果受人员技术水平及工作经验等主观因素影响较大的问题。

设备故障提前预警,代替故障事后分析处理,解决大部分设备缺陷、隐患不能提前发现,导致设备检修成本增加,等效可用系数降低的问题。

设备状态精准评估,支撑水电设备“状态检修”,解决水电设备检修仍以“计划检修”为主,检修决策主要依靠检修导则制定,缺少系统性评估工具的问题。

机组运行方式寻优,提高电厂发电效益,解决水电厂机组发电耗水率难以降低的问题。

生产报表自动生成,代替人工数据填报,解决运维人员日常填写报表多,且生产系统较多资源不能共享,导致报表填报工作人员效率较低的问题。

全景信息一键查询,充分发挥数据价值,解决水电生产相关各种平台、系统多,数据零散的问题。

目前,五凌电力依托该成果成立国内首家水电智能远程运维中心,已在15座水电站推广应用,实现水电设备由“事后维护”到“预知性维护”,促进水电生产由“现场运维”向“智能运维”转型,引领水电产业数字化、智能化技术进步,年均产生综合效益8000余万元。

河北公司:

新能源场站的“智能医生”

2023年12月26日,太行山下保定易县20兆瓦光伏场站内,无人机巡检员正在监控“地面站”,远处阳光下的无人机按照既定航线进行自动巡检。使用无人机光伏热斑智能检测技术以来,3天就可以完成易县电站全部光伏发电组件的红外热斑检测,累计发现影响发电组件的热斑缺陷点5000余个。为组件质保期内生产厂家免费更换与维修缺陷组件提供数据依据,为新能源电站挽回了大量经济损失。

▲工作人员在用无人机巡检

保定易县光伏场站2021年9月应用无人机光伏热斑智能检测技术后,巡检、检测作业时长由原来的1个月缩减至8小时。光伏发电组件热斑的检测准确率也由原来的60%提高到99%,减少电量损失30余万千瓦时,电站也逐步成为智慧场站应用的受益者。

无人机巡检技术拥有一套集“光伏热斑智能巡检、分析、定位”为一体的智能巡检、检测分析系统。通过对场站地形建模、组件矢量化提取,巡检航线自动规划以及可见、红外影像数据识别、判断呈现热斑缺陷数据,形成最终检测报告。不仅仅是光伏场站,也可检测风电场风机叶片、输电线路杆塔及地形建模业务。较人工和单纯无人机巡检,这项技术不但能提高巡检效率,还可精准定位热斑缺陷,为场站提前消除设备隐患提供数据支撑。

河北公司积极推进创新成果转化,2022年实现无人机光伏热斑智能检测技术系统内11个新能源场站的应用,涉及新能源装机容量近400兆瓦,签署技术服务合同87万余元。2023年实现合同、产值共同翻番,同年9月,该技术还首次为电能(北京)认证公司提供发电设备运行数据,服务得到业主单位高度认可,也实现了从系统内走向系统外的市场性突破。

新疆能源化工:

分散场站大集控管理

12个人,如何运维管理17.8万千瓦风力发电机组?面对地域分布广、机组型号多、管理难度大等问题,新疆能源化工吐鲁番公司火洲铁军班组把握“精干高效、随时组建、即时能战、区域调控、自检为主”原则,分阶段、分步骤创新落地了大集控模式下新能源场站管理模式。

▲张鹏程(左)、马磊(右)在后台查看风机运行状态

争当“安全运维之星”

安全,是场站管理中最重要的一环。“张鹏程上个月完成了不少消缺工作,安全员岗位也没落下,没有出现违章和安全隐患。”在月例会结束后,小草湖南区域电站场站长于金国将“安全运维之星”贴在了员工墙张鹏程名字下方,这是铁军班组开展大集控模式下新能源场站体系建设工作以来,评选出的第19位“安全运维之星”。

为了创建大集控模式下的新能源场站体系建设,以大集控建设促班组精细化管理,铁军班组聚焦如何细化班组安全基础工作,设立安全员、培训员、物资管理员、考勤员、信息员“五大员”AB岗,明确分工,细化责任,并将安全工作成果加入班组“安全运维之星”评比项,每月在绩效中给予奖励。充分提高班组成员安全意识,强化自我安全管理能力。

在工作细化的基础上,铁军班组根据公司奖惩制度制定班组安全管理奖惩细则,从安全生产、设备管理等7大项,122小项对场站员工、承包商人员进行等同化管理、无差别奖惩。自2022年正式实施该细则,共计考核通报73期,奖励121人次。

▲老师傅毕璐(右)带领徒弟张鹏程(中)、马磊(左)统计风机基础数据。

足迹遍布场站的每一个角落

“要说给他听,做给他看,再亲自动手做一遍!”在“于金国创新工作室”,于金国带领厂家技术人员和经验丰富的老职工一起商讨培养方案,为新入职员工量身定制各类培训和学习计划。

入职第一年,陈乾军就跟着师傅于金国参与了如何加强设备可靠性管理这一重要课题的资料收集工作。在40多摄氏度的高温天气下,他们每天要完成至少两台风机的数据收集,在风机中上下攀爬的高度合计超400米,足迹遍布区域场站的每一个角落。收集了一个多月的设备原始数据后,他们建立起了“一机一档”台账,用指标倒查问题,进一步提高了设备可靠性。

在这种师带徒、强理论、重实践的教导模式下,铁军班组很快培养出了一批敢战善战的高素质青锐,负责运维的申源、远新风电年累计上网电量均超可研值1600万千瓦时以上,在年度区域排前两名,完成年度目标任务102.83%。同时,作为“于金国创新工作室”的首批成员,铁军班组已助力吐鲁番公司取得知识产权共计29项,正在申请且国家知识产权局已受理实用新型专利3项,发明专利1项。

▲吐鲁番2.8万千瓦分散式项目是全疆首个分散式风电项目,项目采取整装预制式建设,实现“无人值守”运营。

电站交给我们,要做出点成绩

作为吐鲁番公司第一个受托运维场站管理班组,也是第一个主动顺应大集控模式的班组,不仅铁军自有场站运维成效显著,受托运维场站年发电量也创该电站历史新高。

“业主将电站交给我们,就要做出点成绩来。”铁军班组坚持高标准履行等同化管理要求,不仅在运维过程中主动对风电机组功率曲线模型进行再次优化升级,满发风速由12.5米/秒降低至9米/秒,优化年增发上网电量495万千瓦时。同时深化设备对标,密切关注设备主要运行参数,全年抢修受托运维场站集电线路故障7次,减少故障损失电量477万千瓦时,得到委托方高度认可。实现区域场站年度利润总额6233万元,完成计划值的109.1%,在吐鲁番区域树立起了铁军班组品牌。

内蒙古公司:

靶向治理 “状态”在线

内蒙古公司霍林河坑口发电积极创新,探索设备可靠性管理新模式。通过数字化、智能化手段在线监测故障诊断平台,认真优化机组检修方案,统筹管理,将维护检修工作“化整为零”,化被动检修的“灭火队员”为精准把脉的“保健医生”,使设备始终处于完好、准确、可靠状态,保障火电机组高效率、高可靠性、高安全性、低维护成本运行。

▲状态检修系统截图

把脉问诊送良方

轰隆隆的厂房内,集控运行一值值长王犇用听针仔细听辨内冷水泵的运转状态,凭借多年的工作经验,他判断内冷水泵有异音。回到集中控制室,他打开机组状态检修系统模块,将内冷水泵声音异常提示转成设备缺陷推送给检修专业。

“以往11、12月份是设备问题的高发期,今年设备故障率明显减少,这得益于状态检修系统,系统检测到运行参数异常,就会给予智能提醒,专业人员可及时对问题项进行处理,真正做到了防患于未然。”王犇说。

过去,检修人员是发现缺陷被动检修的“灭火队员”,如今转变成了精准把脉开良方的“保健医生”。因为提早发现,曾判断出1A空预器下轴承局部损坏、2B引风机振动大等重大隐患,及时采取措施治理,有效避免了机组发生非停事故。

▲火电状态检修系统数据实时在大屏播放,生技部副主任马骏(右)通过数据反馈详细了解设备运行情况。

开方抓药治未病

说起状态检修系统,牵头负责研发这个模块的生技部副主任马骏想说得太多:“电厂一直实行的是国家电力系统的计划检修模式,即发电机组‘四年一大修、一年两小修’。每次机组大修长达60多天,由于设备老化缺陷增多,小修时间也从过去的10余天延长到目前的30天左右,而状态检修,可通过对设备技术参数、运行状态、实时运行数据等进行综合分析,整体研判,提高检修的针对性和有效性,不欠修不过修,达到检修方案最优化、费用最节省。”

有了这个依据,可“靶向治理”有异音、振动大、机封泄漏等问题。去年,该公司取消了引风机解体等5个计划检修项目,节约成本50余万元,也让员工们有了更多精力投入到设备健康分析上。

▲员工正在操纵智能巡检机器人进行巡检

固本培元壮筋骨

基于实际应用,霍林河坑口发电编制了涵盖锅炉、汽轮机、发电机以及关键辅机设备的11个状态检修技术规范,为状态检修模式和系统实施提供标准支撑。更重要的是,打破了信息孤岛,实现状态检修系统与PMS等系统模块数据的互联互通,依托状态检修系统分析的设备缺陷可直接通过PMS系统推送至专业人员,专业人员闭环处理的记录、参数等上传至系统,从把脉问诊——开方抓药——固本培元,建立一整套“病例报告”,摘下了延长设备寿命的“人参果”。

霍林河坑口发电执行董事、党委书记黎景越说:“随着智能化发展,我们系统搭建‘智慧管控’平台和‘数据中台’,结合智慧安全、智慧运行、智慧检修、智慧经营4大类业务场景,首创了‘四网一平台’数字化实时管控体系,这让我们在坚决打赢能源保供攻坚战中底气十足。”

陕西公司:

璟皓风电场里的“千里眼”“顺风耳”“智慧脑”

风电机组星点分布,如何实现集中监管,提高设备本质安全水平?生产数据多源异构,如何确保数据安全,有效挖掘数据价值?平价时代,如何降低度电成本,让运营更适应现货市场交易需求?陕西公司璟皓风电场聚焦新能源发电运营中的痛点,在探索“少人”值守方式的同时实现“智慧”运营,让新能源发电更安全、更稳定、更高效!

▲璟皓风电场无人机智慧化巡检

千里眼,护航设备本质安全。

与传统巡检方式相比,无人机自主巡检犹如巡检人员的“千里眼”。具有自主知识产权的高海拔综合智慧能源场站线路无人机自主巡检系统,通过采集激光雷达点云数据、建立三维模型、规划航线数据,对场站8条集电线路、70台风机、255座铁塔及65公里巡检线路完成3D数据建模。运维人员通过远程操纵无人机,便能完成近距离拍摄线路设备照片、合成线路全景图等精细化巡检工作,在缩短巡检周期、增加巡检频次的同时,提升了劳动生产率和巡检过程规范性、巡检结果精准性。

顺风耳,保障人员巡检安全。

同样拥有自主知识产权的,还有偏远山区风电场高精度通讯联络调度指挥系统。基于Mesh网络建立的调度指挥系统,兼顾了安全、稳定、自愈、抗干扰等多种特性,给指挥中心和一线运检人员配上了“顺风耳”。3座移动基站、23座三模固定基站,实现了综合楼生产区和高海拔山地风机群网络全覆盖,能够充分发挥全方位调度指挥作用。巡检人员配备的便携式自组网单兵设备,能够满足三方通话、语音会议、图文上报任务管理、视频调度、联动报警、地图调度等调度指挥需要,无论身处场站、风机塔底还是前往巡检的路途中,都可通过任意中继基站将实时信息回传至指挥中心。

▲员工正在进行无人机智慧化巡检

智慧脑,挖掘数据潜藏价值。

如果说“千里眼”“顺风耳”是智慧运检方式的外延,那多系统信息交互的数智化安全生产管控平台,则丰富了场站智慧运营的内涵,构成了真正意义上的“智慧脑”。场站设备层、控制层、监控层、决策层实现协调统一,能够对生产运行全过程进行动态监测、远程诊断、智能决策、快速响应。基于新一代机器学习算法模型优化的风功率预测系统,通过与电力现货交易辅助决策系统的信息交互应用,既可保证测风数据完整率、提高风功率预测准确性,又可提供各时段最优交易策略,为参与电力市场现货交易和中长期交易提供可靠信息支撑,帮助场站多发“效益电”。

青海省投:

西部水电首台智能巡检机器人“上岗”

近日,在青海省投西部水电公司动力车间330千伏开关站二期直流刀闸室内,设备日常巡检一改常态,一台黑白相间的正方形“小家伙”在轨道上时走时停,两只炯炯有神的“大眼睛”不停地观察,不到20分钟就完成了整个直流刀闸机组的全方位“体检”。这是西部水电首次投入使用的智能巡检机器人,该设备的投用为企业智能化建设再添力量。

▲技术人员正在精准定位巡检机器人感应限位器,提高设备灵敏度

智能巡检机器人由搭载携带伸缩杆、全方位云台、可见光相机、红外热成像仪、拾音器、环境监测模块等智能传感设备组成,不仅能克服交直流杂散磁场干扰,精准捕捉实时图像、声音、温度等数据,还能通过5G网络回传实时高清巡检画面、设备信息、环境信息,自动分析,发现故障自动报警。

“传统巡检采用人工+纸质作业票的方式进行,两小时巡检一次,巡检次数频繁,数据记录量庞大,效率低、成本高,还存在巡检记录丢失的风险。智能巡检机器人投入使用后,减轻了职工劳动强度,降低了岗位安全风险,实现应用场景智能化监测,确保设备稳定运行,对减人增效和建设智能化企业具有积极促进作用。”西部水电动力车间主任崔宏魁介绍说。

▲巡检机器人正对西部水电动力车间直流刀闸室进行全方位巡检

2023年以来,西部水电公司持续推动数字技术在生产中的应用,不断强化数字化转型、信息化管理,建成5G专网+智能巡检机器人现场应用,实现工艺过程可视化,以新技术支撑新模式的创新,以新模式牵引新技术的发展,着力提升企业自身创新能力,实现“制”造向“智”造转型升级,助力企业降本提质和安全生产。

国家电投将坚持

以智慧场站建设应对电力市场化改革

用数字化、标准化、智慧化实现本质安全

把项目可靠性和成本优势

作为企业核心竞争力

用质的有效提升推动高质量发展


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