和利时携手陕投吉木萨尔发电打造全面数字化智慧电厂

陕投吉木萨尔发电智慧电厂是陕投集团在疆践行“一带一路”倡议的首个能源项目。项目总投资51.6亿元，建成北三电厂一期容量为2×660MW高效超超临界燃煤间接空冷发电机组，依托世界电压等级最高、技术水平最先进、输送容量最大和距离最远的“准东—皖南±1100kV特高压直流输电工程”每年最大可外送华东地区电量59.53亿千瓦时。进入“十三五”建设期间，国家及相关部委对于能源的智慧化建设提出了“加快推进能源全领域、全环节智慧化发展，提高可持续自适应能力”要求。智慧电厂建设已成为电厂发展的新趋势，是未来能源发展的革命和创新。

该项目作为和利时主机、辅网一体化+全厂现场总线+全流程智慧电厂标杆项目，建设了涵盖“智能发电平台、智慧管理服务平台、智能设施应用、信息主动安全防御”四大模块，构筑起陕投吉木萨尔发电的“全流程智慧协同中心”。并将新一代信息技术与现场生产工艺相结合，通过人、技术、经营目标和管理的集成，进而实现人机协同、能效闭环。把陕投吉木萨尔发电打造成为低碳环保、技术领先、世界一流的智能化电站，为国内火电行业全流程智慧电厂建设提供新的样板案例。

和利时智能发电平台（ICS）

ICS是全厂生产实时数据平台和运行指挥调度中心，平台以智能分散控制系统（DCS）为核心，部署智能AGC、智能燃烧、智能报警、故障溯源、智能吹灰、智能空冷、机组性能寻优与辅助运行、智能喷氨优化等先进控制优化应用，覆盖了发电工艺的全流程。实现在极少人干预的情况下，让系统实现精确感知、精准控制和精明决策，达成更加经济、高效、清洁、低碳、灵活的发电生产目标。

和利时智能发电控制平台中的智能寻优系统以“精益求精，通过智慧寻优不断提升发电运行智能化水平”为目标，结合先进的人工智能与控制技术，通过智能算法+机理复合建模，搭建动态标杆值数据库体系，使用大数据技术挖掘机组历史最优工况进行寻优；运用新型仿真模型技术建立数字孪生体模型进行在线寻优；使用操作量化技术实时指导运行人员生产；将精益六西格玛管理手段应用于生产管理，降低了操作员劳动强度。在火电厂运行优化方面,采用聚类与概率密度统计相结合的多维度边界划分方法，通过数据与机理复合建模技术，建立动态标杆值数据库体系，以构建一套普适有效的全厂实时操作指导机制。实现了火电厂运行经验数字化转化、存储、继承和应用。

同时，和利时针对我国火电机组调峰频繁、燃料多变和环境温度差异大的现状，以及传统火电厂普遍存在的设计、制造和运行等方面的缺陷展开了深入研究。为了解决以上问题，和利时智能发电控制平台研发了智能控制优化系统，通过采用理论分析、实验研究以及数值模拟等方法，建立基于单元过程的火电机组热力设备计算模型，获得深度调峰工况及瞬态过程热力设备的性能，查清燃煤机组、燃气联合循环机组及供热机组热力系统多因素耦合工况及机组快速升、降负荷等典型瞬态过程的能耗特性，综合考虑负荷、燃料和环境等外部因素的时变特性，从设计、运行及余热深度回收利用等三个方面建立火电机组热力系统全工况优化与能耗控制策略。作为实现机组安全经济高效运行目标的有效手段，控制优化体系在机组安全运行所起的作用日益重要，不仅能降低火电机组能耗，同时可以提高电厂在生产运行中的效率和安全性。

智能燃烧系统界面

智能吹灰系统界面

智能AGC系统界面

和利时智慧管理服务平台（ISS）

ISS平台将应用系统、数据资源、网络资源进行集成，打通全厂数据通道，消除信息孤岛，建立全厂数据中心；ISS平台是企业信息资源统一访问的入口，实现统一的“人的集成、界面集成、流程集成、业务集成、消息集成、应用集成”。基于平台建设智慧巡检、智能设备在线监测、三维安全管控、智慧仓储、智慧决策等丰富全面的生产运营管理应用，“平台+应用”的管控一体化模式，大大提升了企业的数字化、智能化。

和利时以“设备智能运维”为核心，结合大数据、物联网、人工智能、边缘计算以及5G应用等技术手段，为吉木萨尔发电构建了一套集智能点巡检、机器人巡检、设备在线监测等功能融合于一体的大型火电厂智能运维管控平台。其开放、共享、互通的智能设备运维体系，帮助电厂实现了设备的高度互联、设备状态的实时在线监测、设备故障智能分析，最终完美达到设备巡检全过程的智能控制、全系统的数据融合、以及全生命周期的高效管理。

和利时的“智能设备运维体系”涵盖三大应用场景。其一，智慧点巡检。形成以点检人员为责任主体的全员设备状态监测和预知检修工作模式。基于工业互联网平台建立动态任务自动推送信息模型，实现巡检工作标准化（如减少人工巡检不确定性）。同时，以巡、点检、精密点检的数据为支撑，提高巡检工作效率和降低系统及设备故障发生率，实现设备巡、点检的多级预警与报警。

其二，机器人巡检。在5个关键区域（厂区750kV升压站、汽机0&15米层、化水车间、配电间、输煤廊道等）布设智能巡检机器人。将巡检数据传输至各站端智能巡检管理系统存储和分析，并汇总至智慧管理平台进行审核、展示。通过实时远程“问诊”设备运行状态，提升了巡检效率及安全性。

其三，设备在线监测。设备在线监测种最为关键的应用模块之一是锅炉防磨防爆系统。通过三维建模，搭建“数字化”锅炉，将数字模型和设备编码形成设备动态台账，指导锅炉防磨防爆检修工作。另一个关键应用是DCS诊断系统，其可对DCS相关模块、卡件、网络等进行实时监控，实现对系统状态的实时精准诊断。诊断系统涵盖2.5万个测点，可实时监控和诊断全厂1号、2号机组、公网、辅网四套DCS系统。和利时经过多年研究提出的“智能设备运维体系”，通过在陕投吉木萨尔智慧电厂的应用，进一步深化了“机器人巡检+核心装备运维”在电力行业的应用。为现今电力行业智慧运维技术的革新和发展，提供了一个较为典型的成功案例。

和利时以“攻坚克难，精益求精；锐意进取，勇于创新”的大国工匠精神和时刻谨记习近平主席解决关键核心技术“卡脖子“问题的殷切期望，坚持”以带动技术创新国产化为己任“的民族情怀，助力陕投吉木萨尔发电建设成为全国首个全面数字化智慧电厂。自投产以来已安全运行1570多天，实现机组背压降低1kPa、锅炉效率提升0.3%、发电煤耗降低0.4g/kWh,达成全国同类型机组应用机器人巡检覆盖面最广、全国同类型机组厂用电率最优、全国首个100%应用现场总线技术等“十个一流”。