檢視火力发电的工业互联网平台的原始碼

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'''火力发电的工业互联网平台'''目前，火力发电依旧是[[中国]]的主要发电形式，占中国总发电量70%以上，而中国每年消费的 35 亿多吨煤炭中有近半数用于火力发电行业。火力发电机组系统及设备高度复杂，内部反应复杂多变，火力发电的工业互联网平台在电厂传统运行设备层的基础上，通过综合应用工业互联网、云计算、边缘计算、人工智能<ref>[https://www.sohu.com/a/244582810_401265 人工智能是什么？人工智能的概念简介] ，搜狐，2018-08-01</ref>、数字孪生等新一代信息技术实现以物联网、[[云计算]]、大数据为核心的全系统信息化管理平台，通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络，实现电力数据的全面感知、动态传输、实时分析，形成科学决策与智能控制，站在新一轮产业竞争的制高点。

==一、案例简介==

火力发电的工业互联网平台在电厂传统运行设备层的基础上，通过综合应用工业[[互联网]]、云计算、边缘计算、人工智能、数字孪生<ref>[https://it.sohu.com/a/660159709_121124377 数字孪生概念的起源与内涵的历史变迁] ，搜狐，2023-03-28</ref>等新一代信息技术，分为三层架构，即基础设施层、平台层和应用层。基础设施层：提供网络、计算、存储等基础资源，连接控制系统、智能设备和外部系统等边缘点。平台层：嵌入高精度的机组重要参数测量技术，为智能控制层中的优化控制、在线经济性分析及诊断系统提供重要数据保证；对数据集中和共享，并在移动端和PC端实现用户统一管理和业务协同。应用层：向用户提供通用能力和专业应用，能力中心具备敏捷开发[[功能]]，专业应用大量采用大数据、人工智能技术进行预测分析。

==二、案例背景介绍==

目前，火力发电依旧是中国的主要发电形式，占中国总发电量70%以上，而中国每年消费的 35 亿多吨煤炭中有近半数用于火力发电行业。目前我国火电机组的运行控制方面仍然严重依赖运行人员操作[[经验]]，系统仅能达到半自动化的调整，存在巨大的控制优化空间。

因此，电力企业需要不断进步和完善，内外兼修。在战略管理上，重点加强本部战略研究和规划的前瞻性；强化综合计划管理的协调性；加强营销策划和创新，进一步规范公司制治理。在生产管理上，重点建立系统生产管理制度；组织开展以运行、检修优化为核心的生产创新，加大标准化研究力度；加大企业科技投入，提高设备效率，努力实现企业[[节能]]目标。在安全管理上，重点落实安全生产责任制；建立安全宣教培训体系、安全标准化体系、安全生产应急救援体系；进一步加强安全生产科技攻关。在信息化建设上，实现以物联网、[[云计算]]、大数据为核心的全系统信息化管理平台，通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络，实现电力数据的全面感知、动态传输、实时分析，形成科学决策与智能控制，站在新一轮产业竞争的制高点。

==三、案例应用详情==

===1、总体应用框架===

国华太仓电厂工业互联网总体架构设计为三层架构，即[[基础]]设施层、平台层和应用层，具体为：

基础设施层“一网两中心”——工业互联网+计算中心+存储中心。提供网络、计算、存储等基础资源，连接控制系统、智能设备和外部系统等边缘点。

平台层“一掌三平台”——钉钉移动办公平台+业务管控平台+数据平台+三维虚拟[[电厂]]平台。

应用层“三大能力中心、六大应用中心”——流程中心、报表中心、绩效中心+运行监控中心、设备诊断中心、燃料监管中心、风险应急中心、成本利润中心、安防监视中心等。

===2、关键技术应用详情===

====（1）基础设施层：====

火力发电厂主机设备锅炉设备、汽轮机设备、[[发电机]]设备以及风机、凝泵、浆液泵、磨煤机等辅机；基于DCS实现主辅控一体化控制系统，利用网络技术实现准确可靠的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享，实现全厂数据的完整性、一致性、可交换性、可互访性。

====（2）平台层====

运行管理平台：采用“集中+ 分布式”的系统部署架构，公司侧采用SAP集中[[方式]]实现，主要完成主数据、标准规范等的集中管理；电厂侧采用分布式部署的方式，以满足电厂24h不间断的高可靠性特点和现场数据多样性。

管控平台及数据平台：公基于厂区工业WIFI和物联网技术的管控一体化平台，平台内的应用模块在持续优化建设中。

三维虚拟电厂平台：依托数字化设计完成的全息工程数据模型做为电厂运维管理的统一入口，形成一个直观的管理界面，所有的业务数据与这些可视化的对象做连接。

====（3）应用层====

报表中心：目前完成5个驾驶舱、100余张报表开发。涵盖生产、[[经营]]、财务等各项指标。

燃料监管中心：运行参数智能监视预警系统、热力性能优化分析[[系统]]、锅炉燃烧优化分析系统、厂用电优化分析系统等。

设备状态智能评估系统：通过无线通信方式，对设备振动状态进行实时监测，对设备的运行状态进行分析与劣化趋势预测，实现设备状态智能评估。

锅炉防磨防爆管理及预警系统：实现[[设计]]信息，改造信息，检修信息，分析预警服务信息实时展示，让数据实时发挥作用。

智能巡点检：采用了先进的软、硬件技术，将设备的点检管理、状态管理、监测参数管理等有效地集成在一个管理平台。

智能视频监控系统：通过[[视频]]客户端软件通过硬盘录像机读取视频码流,图像流畅清晰不卡顿（图像时延<200ms）,具有红外夜视功能。

智慧煤场管控系统：综合运用激光测距、三维建模、信息技术和现代管理手段，对煤场实施分区管理，建立煤场三维图形，实时显示煤场存煤信息，实现煤场信息化管理。

==四、创新性与优势==

（1） 采用高新技术如[[大数据]]、人工智能等对设备及生产运行状况进行建模、分析。

（2）实现智能检修与维护。应用智能点/巡检管理、智能缺陷管理、智能两票管理等功能，与设备、管道状态智能监测功能模块联动，实现设备检修、缺陷处理过程的管理、统计分析及其处理方法的归纳总结，为设备预防性检修提供依据。

（3）智慧煤场管控系统：综合运用激光测距、三维建模、信息技术和现代管理手段，对煤场实施分区管理，建立煤场三维图形，实时显示煤场存煤信息，实现煤场信息化管理；建立掺烧数学模型、开展掺烧试验，结合发电负荷预测和煤炭库存、输煤系统等状况，自动生成配煤掺烧方案，实现科学掺烧、安全掺烧；通过斗轮机自动作业控制系统[[建设]]，提高取煤效率，降低输煤单耗，减少输煤设备的磨损，提高煤场库容利用率，改善人员作业环境，进一步提高系统自动化，提高机组经济效益和安全性。

==五、案例应用效益分析==

通过火力发电的工业互联网平台的建设，实现生产全过程智能控制覆盖率达90%以上、现场设备远程操作覆盖率达100%、机组全过程一键启停无断点、工厂无线覆盖率100%。同时使得用工负荷明显降低，[[生产]]效率明显提升；能源利用效率明显提升，万元产值综合能耗显著降低，从2016年底297.36g/kWh,降低到293.14g/kW，2台机组每年节约成本约1772.4万元；资源利用效率明显提升。

同时结合工业大数据，使得核心业务智能化决策覆盖率达90%，大数据智能分析覆盖率达90%，设备远程分析诊断准确率达80%以上，将产生一定的经济效益。

将智能生产与智慧决策技术相融合，使国华太仓智慧电厂建设能够达到高效环保运行、灵活调节、少人值守、智能监视、智能检修、智能安保、智慧燃料、智慧经营、智慧物资、设备全[[生命]]周期管理、集团级监控与移动应用等效果。

==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]