在晉能控股集團塔山發(fā)電公司的集控室里，記者仿佛看到了一個“X光”下的電廠。在顯示屏上，每一位現(xiàn)場的工作人員、每一臺設(shè)備的三維圖像實時展示，操作人員甚至可以讀取到每一個零件的詳細信息。
智慧電廠決策平臺通過人員定位基站與人員標簽感應，在三維虛擬中實現(xiàn)全場工作人員仿真可視化的精準定位，既可以降低由人為原因造成的安全事故，又能對生產(chǎn)實現(xiàn)有效管控。
隨著工業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化技術(shù)的快速發(fā)展，智能發(fā)電已經(jīng)成為全面提高電力系統(tǒng)運行效率、適應電力體制改革、推動能源革命的必然趨勢。近年來，晉能控股集團積極響應國家政策，嘗試人工智能、5G技術(shù)，以塔山發(fā)電公司為試點，進行火電廠智能化示范改造以及風電、光伏智能化建設(shè)，不斷提高企業(yè)自動化、信息化、智能化水平。
從“人防”到“技防”
走進塔山發(fā)電公司集控室，LED屏幕正中的三維立體圖是電廠概貌，周圍用表盤、曲線圖、柱形圖等形象地展示電廠經(jīng)營、環(huán)保、生產(chǎn)、安全、設(shè)備五大板塊的關(guān)鍵指標。
“這就是智慧電廠決策平臺，可以實時監(jiān)測電廠運營情況，對異常情況進行預警、分析，并實現(xiàn)智能語音報警。”塔山發(fā)電公司科信部負責人李志剛說。
“像這樣的方形小盒子叫定位基站，整個電廠共有200個。我們在汽機房、鍋爐房、主變區(qū)域、油庫、氫站等重點區(qū)域每隔30米安裝一個，它們跟工作人員安全帽中的定位‘身份證’連接，進行人員精確定位和身份識別。管理人員可通過手機、平板電腦、后臺APP實時查詢工作區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量、分布和各時間段的活動軌跡。一旦發(fā)生緊急狀況，就能及時收到報警，迅速采取行動。”李志剛說，“萌寵”機器人也已上崗，它具有紅外熱成像、溫度檢測、聲光報警、無線接收等“十八般武藝”，還能爬坡過坎，自動充電，“白+黑”作業(yè)，實現(xiàn)從“人防”到“技防”的重大變革。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是智慧電廠高效運行的“幕后英雄”。據(jù)介紹，該平臺新建設(shè)的主干數(shù)據(jù)網(wǎng)吞吐量達每秒1萬兆，速度提升了10倍，存儲量升級為42TB(太字節(jié))，實現(xiàn)“業(yè)務+財務”“生產(chǎn)+經(jīng)營”“業(yè)務+績效”“管理+物聯(lián)網(wǎng)”“內(nèi)外部供應鏈”一體化集成管理，各關(guān)聯(lián)業(yè)務無縫融合，管理更加精準高效。
從降本增效到提質(zhì)增效
如果說智能化是實現(xiàn)從“人防”到“技防”變革的關(guān)鍵，那么，優(yōu)化生產(chǎn)工藝并實現(xiàn)提質(zhì)增效則是智能化的又一項重要作用。
“我們建設(shè)智慧電廠，最終目的就是要實現(xiàn)高效發(fā)電，從降本增效到提質(zhì)增效。”晉能控股集團電力科信部副主任李慶華全程參與了塔山發(fā)電公司智慧電廠建設(shè)，他給記者算了幾筆賬：一是機組能耗進一步降低，通過燃燒優(yōu)化，每年可節(jié)約燃料成本600多萬元;二是新開發(fā)的設(shè)備故障診斷模塊上線運行后，設(shè)備可靠性大幅提高，可以及時消除設(shè)備故障;三是應用智能噴氨、全廠脫硫運行優(yōu)化功能模塊等，可延長催化劑壽命近半年，尿素和石灰石耗量均降低5%，脫硫廠用電率下降5%，兩項每年節(jié)約100萬元。“借助智能化，機組負荷調(diào)整更加精準、設(shè)備運行方式更加優(yōu)化、檢修管理也更加科學規(guī)范。”李慶華說。
燃料是火電企業(yè)最大的成本支出。“這里就是‘數(shù)字化驗室’，煤化驗儀器實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運行管理，化驗數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、三級審核，實時自動上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，做到全程有效監(jiān)控。”李志剛介紹，煤場的自動盤煤系統(tǒng)是一大亮點，塔山發(fā)電公司全封閉煤棚長246米、寬160米，分為左、中、右3個煤場，在煤棚網(wǎng)架上安裝帶云臺的激光掃描儀，通過光纖通信連接，實現(xiàn)煤場無人儲煤、遠程一鍵盤煤。
走進陽光發(fā)電公司，智能化給這里帶來的變化更為讓人驚嘆：無人機對輸灰管線及水塔水位進行巡航檢查、AR智能巡檢系統(tǒng)進行遠程診斷……多領(lǐng)域的“無人干預、少人值守”，有效降低了人工成本。
“過去運行人員需要對火電廠的高溫、易爆等危險區(qū)域進行經(jīng)常性巡檢。而引進高溫區(qū)域5G熱成像技術(shù)后，當溫度超過設(shè)置的預警值時，會自動向機組發(fā)出報警信號，這樣就可以實現(xiàn)無人監(jiān)測，節(jié)約了人力，也保障了人員安全。”陽光發(fā)電公司發(fā)電部總值長呂建飛說。
從智能化建設(shè)到數(shù)字未來
晉能控股集團在加大電廠智能化改造升級的同時，推進風電、光伏項目智能化建設(shè)的腳步也從未停止。
從大同出發(fā)，一路向西，大片光伏太陽能板映入眼簾。在光伏板下還種有杏樹，農(nóng)民們正在勞作。這便是國家先進技術(shù)光伏示范基地——左云縣賈家溝10萬千瓦光伏發(fā)電項目。這里曾是一片荒山，如今“板上發(fā)電，板下種樹”，荒漠成了“綠草原”“藍海洋”。
與傳統(tǒng)光伏電站不同的是，這座光伏電站有智能光伏云、無線寬帶系統(tǒng)等運維手段支撐。項目以“高效組件、跟蹤系統(tǒng)、新型逆變、智能控制、模塊設(shè)計、集成施工”為核心，采用光電轉(zhuǎn)換效率達到17.2%以上的高效多晶硅組件，安裝了新型農(nóng)光互補雙軸跟蹤系統(tǒng)，使復雜場址下的發(fā)電量和運維效率均大幅提升。
在現(xiàn)場，可以看到光伏太陽能光板隨著光轉(zhuǎn)動。“智能控制是基于逆變器的精細化管理，通過多路最大功率點跟蹤技術(shù)，與農(nóng)光互補雙軸跟蹤系統(tǒng)匹配，讓每一串太陽能組件通過智能算法找到最佳角度，能最大化地確保光板吸收陽光。”項目技術(shù)負責人顧棟明說。
每隔幾排光伏組件，就有一個白色盒子，這便是智能光伏解決方案的大腦——智能組串式逆變器，一個逆變器連接約20塊光伏太陽能板。“逆變器是將光伏太陽能板產(chǎn)生的直流高壓電轉(zhuǎn)化成交流電的核心電力轉(zhuǎn)換設(shè)備。”顧棟明告訴記者，它可以通過傳感器將整個電站運行情況傳到云端，再通過大數(shù)據(jù)分析和算法，為電站運維作出精準的診斷與指導，從而實現(xiàn)精細化管理，“精細化程度越高，數(shù)字化程度越高，越便于實現(xiàn)智能化”。
顧棟明說，基于智能逆變器“大腦”、后臺運維系統(tǒng)和無線移動設(shè)備等一整套智能光伏解決方案，坐在辦公室即可看見每一條支路實時發(fā)電情況。現(xiàn)在，5017畝光伏電站、38萬余塊光伏太陽能板，只需15個運維人員管理。
在更激烈的市場競爭環(huán)境和更嚴格的安全生產(chǎn)與環(huán)保要求下，推動“互聯(lián)網(wǎng)+”在發(fā)電行業(yè)的應用成為大趨勢。晉能控股集團始終走在前列，不斷為能源革命積蓄“數(shù)字動力”。“十四五”期間，集團將按照“2025年智能電廠占到三分之一以上”的目標，繼續(xù)推進新型智慧電廠項目。(經(jīng)濟日報記者 梁 婧 通訊員 吳 玲)
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