为现有机组做乘法,利用数据分析充分挖掘电力资产价值

为现有机组做乘法,利用数据分析充分挖掘电力资产价值

——走进北京国际电力数据监测诊断中心,领略数据之美

说明:本文是为GE发电集团所做的数字化电厂专题稿件。本文感谢GE发电集团中国公关部的客户的指导与修改意见。

由中国大唐集团公司与通用电气(GE)共同建立的北京国际电力数据监测诊断中心

近年来,随着电力体制改革的深入,市场竞争加剧,电力企业面临着不小的盈利压力。面对严峻的竞争环境,一方面,电厂要尝试做加法,继续扩张,上盈利能力更强的项目。另一方面,是做乘法,向内优化,提高现有资产的盈利能力。

选择加法还是乘法,要电力企业根据自身运营状况及规划决定适合的策略。2016年中国全口径发电装机容量已达到16.5亿千瓦,全社会用电量近6亿千瓦时。在巨大存量面前,如果能让所有电厂的盈利能力提升1%,每个机组非计划停机减少一次,就可以有大量利润。在中国电力产能总体过剩,供给侧结构性改革继续推进的背景下,做乘法与做加法一样重要。

做乘法中,充分利用电厂数据,转型到智慧发电是最为有效的手段之一。电力行业的数据特点可以概括为数据量大且系统化,一座电厂每天可产生GB量级的数据,但我们相信,这些数据中仍有相当一部分并未被充分挖掘和利用。GE预计,如果通过数字化方案将传感器收集的电厂数据予以充分解读、分析、并挖掘形成指导生产的有效洞察,就能使燃气电厂出力提升2%,让燃煤电厂效率提高1.5%。

中国当前很多电厂都已配备分散控制系统(DCS)收集现场数据,但这离真正意义上的智慧发电还有不小距离,如何将人、机器与数据实现链接,协调互通,让机群、电厂形成一个生态系统,并在人工智能的加持下不断提高判断的可靠性和准确度,这才是“梦想照进现实”的智慧发电。

2016年11月,大唐携手GE,依托高井热电厂,成立北京国际电力数据监测诊断中心。经过一年的筹备建设,至2017年12月,大唐集团旗下六家电厂,13台机组已成功接入数据监测诊断中心,通过避免设备损伤和跳机,为大唐集团避免了经济损失。

超过10,875个传感器在接入数据监测诊断中心的电厂“站岗”,每天可产生2.3G的数据。收集到的数据传输到数据监测诊断中心部署的软件中,这些软件各司其职,是寻找问题的侦察兵。GE的故障诊断和产品服务工程师以及大唐技术专家是安排任务的书记员和优化运营的参谋长,他们在幕后运筹帷幄,技术团队的智慧与数据软件的智慧通力协作,共同助力大唐实现智慧发电转型。

优化电厂,从寻找问题开始,智慧信号(Smart Signal)和监测与诊断系统(M&D)两个软件各有所长,互有补充,让运维人员在北京国际电力监测诊断中心内就可了解2,000公里以外电厂的情况。其中,智慧信号基于全球电厂历史数据,经过GE各领域发电专家的分析,形成GE与其它OEM品牌设备的数学模型,覆盖全厂主要设备。而监测与诊断系统则基于物理模型,专注于GE设备自身,通过实地边界测试获得GE设备各工况下的极限指标,并由此对GE设备的健康情况进行诊断。两个软件会依据各自模型实时预测电厂正常状态下的各项指标,当实际监测到的设备数据与预判情况差别较大时,两个系统就会发出预警信号,提醒工作人员防患于未然。

智慧信号和监测与诊断系统两个系统每天发出预警信息,通过统一的事件管理系统(Case Management System)将所有事件共同编入客户的标准化工作流程。快速反应团队、现场服务工程师和服务经理对不同事件分别处理,如书记员般将任务安排得井井有条,通过阻止关键故障恶化,减少非计划停机。相关事件同时会进入每周例会议程和月度简报中,形成知识库,进一步优化电厂未来运维。

通过对事件的日常监测与处理,为电厂平稳运行提供重要保障。但伴随电力市场竞争激烈,机组也需要不断进行检修保养和技术改造,增强竞争力与盈利能力。此时,热效率分析和优化系统(Emap)就可以提供参谋,帮助电厂运维人员找到改进方向。在过去,燃机效率需要定期请专人用专用仪表检测获得,而北京国际电力数据监测诊断中心部署了热效率分析软件后可实时监测燃机运行效率,让运行人员对燃机的效率了如指掌,同时优化运行,降低成本。

利用电厂内传感器,热效率分析和优化系统可实时反馈电厂效率,每五分钟更新一次。将效率检查常态化,就可以平衡各种变量影响,了解燃机运行效率的动态变化,更为精确地评估检修改造成果。系统除了了解全厂效率情况,还可计算特定机组,以及机组内透平、压气机和一些主要辅机的效率。全厂效率、机组效率和关键部件效率三者结合,就可对电厂进行针对性改进,提升电厂效率和盈利能力。

考虑到中国市场的实际需求,北京国际数据监测诊断中心完全基于大唐集团内网建设,保障数据安全,并在因特网断开的情况下仍可运转。今后,中心的覆盖范围将进一步扩大,为大唐提供可视化、订制化、互动性强、高适应性的实时管理,帮助大唐提升安全管理、资产管理、运行优化、经营决策总部综合管理服务的能力。

合理利用数据,建设智慧电厂,已是大势所趋,也是GE业主的普遍共识。在美国亚特兰大,GE已建成一座服务全球900多个电厂,5,000多套机组的数据监测与诊断中心,监测与诊断即服务(M&D as a Service)模式可以为客户全程量身打造专属解决方案。通过接入监测诊断中心的资产性能管理软件(APM),GE可为机组实现减少5%非计划停机,降低25%运维费用。伴随工业互联网与数字发电技术的进一步发展,发电行业也迎来将近几十年来范围最广的变革。GE发电将同中国客户一道,在数字化浪潮中扬帆前行。

 

 

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