火電，一種傳統(tǒng)的發(fā)電方式，仍然是當今最為穩(wěn)定可靠的電力來源，扮演著全社會電力安全“壓艙石”的重要角色。然而隨著近年來 “雙碳”目標的推進和能源成本的上升，以煤炭、天然氣為主要原料的火電行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，構(gòu)建“安全、高效、低碳”的智慧電廠已經(jīng)勢在必行。
今年年初，在素有“火電三峽”之稱的能源之都安徽淮南，一座全新的數(shù)字化智慧標桿電廠——淮南潘集電廠(以下簡稱潘集電廠)正式投產(chǎn)，一期項目兩臺660MW超超臨界機組年發(fā)電量可達66億千瓦時。在這座近“零”排放、綠色環(huán)保的火電廠建設(shè)和日常運維中，原生數(shù)字化交付技術(shù)起到了關(guān)鍵支撐作用。
數(shù)智先鋒電廠，實現(xiàn)N個數(shù)字化應(yīng)用
煤炭資源豐富、煤炭品質(zhì)較好——淮南憑借在火電行業(yè)得天獨厚的優(yōu)勢，聚集了眾多大型火力發(fā)電廠。近年來，為保障長三角電力供應(yīng)的安全可靠，優(yōu)化皖電東送、三峽水電沿江輸電通道建設(shè)，國家印發(fā)了《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》，其中明確提出“依托兩淮煤炭基地建設(shè)清潔高效坑口電站”戰(zhàn)略布局。而由淮河能源集團新建的潘集電廠，正是該戰(zhàn)略布局的首個落地實施項目。
瞄準數(shù)字化智慧電廠標桿，潘集電廠現(xiàn)將火電行業(yè)知識與數(shù)智技術(shù)緊密結(jié)合，基于一個云平臺，除了實現(xiàn)生產(chǎn)控制與管理信息網(wǎng)多網(wǎng)融合、5G專網(wǎng)和WiFi 6全廠區(qū)覆蓋外，還打造了包括數(shù)字化交付、智慧運行、預(yù)測性維護、MIS & SIS一體化、智慧除塵和智慧脫硝等在內(nèi)的N個數(shù)字化應(yīng)用模塊，其數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的全面性和完成度，在行業(yè)內(nèi)都系獨樹一幟。如在智慧運行層面，機組可通過自尋優(yōu)和自調(diào)節(jié)，幫助電廠實現(xiàn)168小時(7天7夜)無人干預(yù)的穩(wěn)定運行。
然而眾所周知，作為典型的資產(chǎn)密集型行業(yè)，火電廠的工程體量龐大、涉及機構(gòu)復(fù)雜、牽涉技術(shù)繁多，且行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型起步相對較晚、數(shù)字化系統(tǒng)相對分散，想要打造這樣一座領(lǐng)先的數(shù)字化電廠絕非易事，在建設(shè)前必須要解決數(shù)據(jù)孤島和信息傳遞效率低下的痛點問題。為此，早在工廠建設(shè)規(guī)劃前期，淮河能源就決定用數(shù)字化交付的方式，為工廠奠定堅實的數(shù)字化底座。
原生數(shù)字化交付，成功打造“3分鐘計劃”
一座新工廠從設(shè)計、建設(shè)到運維的全過程，會產(chǎn)生來自時、空、人、業(yè)務(wù)等跨度極大的數(shù)據(jù)。由于不同設(shè)計院使用的軟件不同，格式互不兼容、各成體系的數(shù)據(jù)，會形成一座座數(shù)據(jù)孤島，且隨著生產(chǎn)與設(shè)備的不斷運行，海量數(shù)據(jù)如果用圖紙資料存檔，傳遞效率低不說，在交付后數(shù)據(jù)還會面臨被淹沒和丟失的風險。
現(xiàn)如今，想要實現(xiàn)高質(zhì)量的工程移交，數(shù)字化交付已經(jīng)成為企業(yè)的不二之選，這樣做最直觀的收益在于能打通來自設(shè)計院、施工方和數(shù)百家供應(yīng)商來源眾多的數(shù)據(jù)，規(guī)范各種習慣和規(guī)則。
在項目初期，施耐德電氣結(jié)合電廠一期的實際情況，從規(guī)劃設(shè)計、裝機試運行到交付投產(chǎn)，共完成了11份可復(fù)制、可復(fù)用的數(shù)字化移交標準文件，并基于國家電力標準，在其原設(shè)計院16500個KKS編碼的基礎(chǔ)上，擴增至超5萬個KKS編碼。
為消除電廠大量動/靜數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)與運維數(shù)據(jù)間的孤島，經(jīng)過縝密調(diào)研和需求溝通，潘集電廠選擇了施耐德電氣AVEVA AIM數(shù)字化交付平臺(資產(chǎn)信息管理平臺)。借助該平臺的可靠性和強大的格式兼容能力，潘集電廠得以將各階段孤立、分散的信息進行整合，并成功打造了運維管理的“三分鐘計劃”，即可在最多三分鐘內(nèi)、最快幾秒鐘內(nèi)獲得電廠46000多臺設(shè)備、工程圖紙信息及運維實時數(shù)據(jù)。
在施耐德電氣專業(yè)工程團隊的幫助下，潘集電廠不僅提升了工程數(shù)據(jù)信息的交付質(zhì)量，還打造了統(tǒng)一的、覆蓋全專業(yè)的高質(zhì)量“數(shù)字化圖書館”。在處理緊急情況時，檢維修人員能用電腦、iPad等手持移動設(shè)備，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索，大幅減少工作量的同時，也提高了整座工廠的運維效能。
不止于此，施耐德電氣利用AVEVA AIM強大的數(shù)字孿生技術(shù)，基于現(xiàn)場拍照和100%真實的原生數(shù)據(jù)，還在系統(tǒng)中1:1還原了物理的潘集電廠。這種“原生數(shù)字化交付”也讓3D模型的完成度、清晰度和細膩度，都達到了行業(yè)領(lǐng)先水平。在這座數(shù)字孿生電廠里，運維人員不但可以遠程測量距離，還能借助剖切等內(nèi)置功能，準確獲取電廠地下管廊和電纜走向等信息，這對于廠內(nèi)繁雜隱蔽工程的維修和改造大有裨益。
與此同時，在數(shù)據(jù)資料可視化層面，潘集電廠還利用施耐德電氣的AVEVA Engage觸控大屏決策系統(tǒng)，實現(xiàn)了三維可視化與智能化應(yīng)用。現(xiàn)在，電廠運維人員只需輕點鼠標或拖拽屏幕，就能隨時獲取任一臺設(shè)備，從圖紙資料、生產(chǎn)廠家，到安裝調(diào)試、維護、庫存等記錄和實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，全程無紙化規(guī)避了繁瑣檔案調(diào)取帶來的數(shù)據(jù)丟失風險，提升了工作效率和數(shù)據(jù)可追溯性。
深挖數(shù)據(jù)價值，預(yù)測性維護讓運營更穩(wěn)健
現(xiàn)如今，提高資產(chǎn)可靠性、績效與安全性是電廠生產(chǎn)和運營的首要關(guān)注點，也是打造一座智慧電廠必需攻克的難題。潘集電廠對于設(shè)備的狀態(tài)持續(xù)監(jiān)測，以及及時捕捉設(shè)備故障早期跡象，以便提前介入診斷和采取措施方面，提出了非常高的要求。而施耐德電氣的AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護系統(tǒng)，借由機器學習、人工智能、高級模式識別和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠在故障發(fā)生前的數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月前，為電廠提供早期預(yù)警通知和設(shè)備診斷。
以電機這一重要資產(chǎn)為例，基于潘集電廠投運后積累的歷史數(shù)據(jù)，AVEVA Predictive Analytics能利用收集到的電流、軸承、線圈和四季環(huán)境溫度，以及振動、壓力、流量等參數(shù)，為每個正常運行的設(shè)備生成獨一無二的模型。當實際值和預(yù)測值產(chǎn)生偏離并持續(xù)發(fā)生時，系統(tǒng)就會自動觸發(fā)報警。系統(tǒng)多維度的動態(tài)閾值監(jiān)測模式，能提升早期異常識別能力，助力電廠智能運維，從源頭上保障電力生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。
不僅如此，AVEVA Predictive Analytics系統(tǒng)之所以能大幅降低誤報率，主要得益于施耐德電氣在設(shè)備診斷領(lǐng)域幾十年深厚的經(jīng)驗積累。系統(tǒng)中預(yù)置的診斷知識庫，能根據(jù)曲線變化進行故障評估，快速計算和分析可能存在的故障原因，并根據(jù)現(xiàn)場實際工況不斷擴充和完善。這在方便一線人員工作的同時，也幫助潘集電廠不斷積累、融合與傳承屬于自己的運維知識。
全面賦能，助力電力行業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展
隨著今年年初潘集電廠一期項目全面投產(chǎn)，如今，二期項目也正在如火如荼地建設(shè)中。值得關(guān)注的是，潘集電廠是淮河能源集團第一個獨立自主全資投資建設(shè)的、也是施耐德電氣首次參與的660MW超超臨界機組建設(shè)項目?；谟淇斓暮献鹘?jīng)歷和充分信賴，潘集電廠二期項目將繼續(xù)與施耐德電氣聯(lián)手，復(fù)制數(shù)字化交付的成功經(jīng)驗，續(xù)寫智慧電廠建設(shè)的精彩故事。
現(xiàn)如今，施耐德電氣基于豐富的電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗，已經(jīng)形成了一套成熟、標準的數(shù)字化交付執(zhí)行流程。自潘集電廠項目開啟以來，從規(guī)范文件梳理，到需求收集和方案設(shè)計、平臺建設(shè)和二次開發(fā)，最后到驗收和客戶新應(yīng)用需求的持續(xù)支持，施耐德電氣團隊與潘集電廠攜手共創(chuàng)的合作方式，得到了客戶管理和運維團隊的高度評價。
放眼整個電力行業(yè)，伴隨工業(yè)大數(shù)據(jù)日益復(fù)雜化，電力這類傳統(tǒng)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)愈發(fā)嚴峻?，F(xiàn)如今，除數(shù)字化交付外，電力企業(yè)還可以借助施耐德電氣AVEVA PI System大數(shù)據(jù)管理平臺進一步釋放能源數(shù)據(jù)要素的價值潛力，同時，施耐德電氣包括AVEVA APC先進過程控制、EcoStruxure Control Advisor PID整定優(yōu)化、EcoStruxure System Advisor DCS 智能報警等在內(nèi)的軟件產(chǎn)品組合，也能幫助電力企業(yè)實現(xiàn)從“運行”到“維護”全工況的智能監(jiān)盤。
隨著中國雙碳目標的推進，數(shù)字技術(shù)與電力技術(shù)的深化結(jié)合，將成為推動能源電力行業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵引擎。作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣將憑借自身在智慧電廠建設(shè)方面的深厚積淀，與更多志同道合的伙伴共同推動電力行業(yè)的高質(zhì)量與綠色可持續(xù)發(fā)展。
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