基于集控管理的模块化智慧电厂研究

基于集控管理的模块化智慧电厂研究

(1华能澜沧江新能源有限公司云南昆明650000;2华能澜沧江水电股份有限公司集控中心云南昆明650000)

摘要:随着全世界网络化进程的加快,各行各业纷纷提出了“互联网+”、“大数据”等概念,在发电行业,也提出了相应的概念。但是在相当长的一段时间内,各种类型的发电厂在管理过程中却发现很难在现有管理方式下开展相应的电站管理互联网化。本文结合电站集控管理,对基于电站集控管理的智慧化电厂实现的可行性进行研究,并对以模块化进行智慧电厂升级的方法进行了研究。

关键词:集控管理;电站;模块化;智慧运维

互联网+在当今社会之中,已经不算是个新鲜词汇了,自2012年首次由通用电气提出之后,各行各业纷纷结合行业特色和实际,开展了区域化的行业改革。当然,有的行业由于本身的特点,在变化过程中很容易通过对人、技术、机器等进行改造后实现工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。但是对于电力行业而言,“互联网+”一直只限于讨论的范畴,并未付诸实践,主要是由于电力行业尤其是发电场其自身的特点决定的。伴随着发电场区域化集约管理的推进,打造智能发电场甚至是智慧发电厂的可能性和必要性也越来越迫切。更多的电厂在建设过程中就开始考虑相关工作,但在实际实施过程中仍然存在问题和可发展的空间。本文从电站集中控制的角度出发,对模块化的智慧运维管理进行了研究。

一、电站集中控制和集控中心的建设

众所周知,不同类型的电站与城镇距离较大。化石能源如火电厂等一般靠近于便于获取化石能源的位置,因此可能离城市较近。而其他诸如水电厂、风电场等能源类型,由于其能源利用形式的限制,大多位于远离城镇的深山峡谷之中,特别是风电场,受装机容量限制,一个风电场通常装机台数较多。而拥有较多水电厂、风电场等电站的公司,为了便于集中管理,提出了集中控制的管理要求。主要是选择某一交通方便、经济相对发达的城市作为集控中心,通过网络等连接方式,将所有电厂的运维管理集中到集控中心,以集控中心作为面向所有电站管理的核心,电站现场仅完成应急管理和故障处理等功能。

在集控中心建设初期,更多的是考虑无人值班、远程集控的管理要求,完全没有考虑智能或智慧电厂的建设。但是在集控中心建成并运营一段时间之后,通过对集控中心的发展趋势进行分析,集控中心的建设已经为实现“互联网+”提供的数据基础。具备一定数量和不同类型电厂的接入,使得集控中心初步具备的数据收集、统计和简单分析的功能,也为了实现电力工业互联网提供了物质基础。

二、集控中心的建设与要求

由于集控中心的出现,使电力行业实现智能化提供了可能。依托单一能源形式集控中心或多种能源形式混合集控中心的建设,首先实现数据标准化接入、标准化数据的收集和解析、基于标准化数据的分析和使用这三项基础工作。所谓的单一能源形式集控中心主要是指只接入一种能源形式的集控,如水电集控、风电集控等,这种类型的集控由于接入电站的形式单一,因此接入门槛相对较低,技术方面相对简单,但是收集和分析的数据主要是针对同一类型电站,专业性较强。多种能源形式混合集控中心主要是考虑多种能源形式共同接入,可能有风电、光伏、水电、火电等多种类型电厂先后接入同一个集控中心,同时实现集中控制。这种类型的集控中心由于接入类型较多,因此接入的技术比较复杂,需要耗费的人力物力和接入的类型高度相关。但是这种类型的集控中心由于收集到的数据较为全面,因此可以进行的分析形式和可供利用的分析结果较为全面。

而集控中心的建设,为电力行业中作为最基础单位的电站提出了更高的标准化和规范化要求,主要提出了以下几个要求:第一,标准化数据的获取和收集。不同类型的电站接入,需要一个相同的数据标准,尤其在风电场,不同监控厂家提供的是不同的数据。数据是实现“互联网+”最基础的一环,没有海量数据,缺少样本,是无法开展准确的分析的,但是不同电站的监控体系提供的不同标准的数据,是无法放在同一平台进行分析的,因此对标准化数据的要求较高,这就意味了集控的建设需要从电站建设阶段介入,从电站提供数据开始就提高基础数据的标准化水平。第二是标准化平台的建设,有了标准化的数据,如果缺少标准化分析平台,也是无法进行准确分析的,需要在一个标准化平台上进行定性、定量的分析,目前最需要开展的标准化平台的建设和运营标准的制定,而这一块工作目前还是空白。第三是如何对数据分析过程的规范化管理。数据分析的方式方法很多,使用怎样的方法,如何进行分析,对分析的结果和结论影响较大,如果能针对分析的过程制定一系列的规范和标准,无论最终采用人或者机器语言对标准数据进行分析,也能得出基本一致的结论,这样的结论也能更好的运用于实际。

三、模块化智慧电厂建设研究

在集控中心的建设初具规模之后,紧接着面临的就是如何实现智慧化电厂的问题。作为集控中心的建设,是按照Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区三个模块建设的。其中Ⅰ区、Ⅱ区是作为监控生产区域,主要实现的是对所管辖电站的监视控制功能,这部分主要是与各电站实现实时连接;Ⅲ区主要是可扩展的数据统计、分析区域,在这一区域能实现对收集到的数据进行统计,根据需要进行分析。就在这一区能实现智能化或智慧化电厂的功能。

在国内目前在建和已投产的集控中心建设过程中,一般都会对Ⅲ区的功能进行研究,但是大多集控中心在建设过程中都发现存在一些问题:到底需要实现哪些功能?这个数据分析、使用的深度范围是什么?如何利用数据分析的结论开展故障预警、备件联储等功能等等问题。在深入进行研究和设计后均发现,首先,无法提出全面的使用需求;其次一次性投资的资金预算较大,远远超出建设一个集控中心的可能收益,经济性不佳;最后电力行业是不断发展的,一时的建设需求很难跟上变化。

基于这样的考虑,提出了模块化智慧电厂建设的构想。就是将需要实现的智能化功能形成模块,比如缺陷分析模块,智慧巡检模块、仿真培训模块等,以模块建设的角度出发,分别对单个模块的功能和实现方式进行考设计。由于每一个模块是相互独立的,因此可以实现不受时间限制的接入Ⅲ区。另外,每一个模块可以根据需要分别建立不同的模型,不同模块见可以相互关联,也可以没有联系,能充分实现对不同要求的设备特征值、告警值等进行设计,实现智能化提醒。同时由于模块是具备扩展性的,可以随着电力行业的发展对单个模块进行调整,也可以实现模块的动态管理。可以说,模块化智慧电厂的建设,是将来智慧电厂建设的较好方向。

四、结语

伴随着工业互联网的发展进程,电力行业也不可避免的向智慧化和智能化的方向发展。结合目前日新月异的科技发展,本文提出了基于集控建设的模块化智慧电厂建设的构想,也为将来实现“互联网+”电厂建设提供了解决的思路。

参考文献

[1]发改委2014年14号令.电力监控系统安全防护规定.

作者简介

袁筠(1985—),女,大学本科,主要研究可靠性管理及其应用。

胡丰(1985—),男,大学本科,监控自动化。

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