5號機改造完成以后，原來DCS盤前我們機組啟動的時候需要4個人，現在我們只需要2個人。原來在現場操作，一次機組啟動現場要有3個人，現在我們只需要2個人，從4+3變成了2+2，工作人員大量的解放。

——江蘇利電能源集團發電運行部副主任 周祎力

2019年8月21日，由中國能源研究會節能減排中心聯合華北電力大學國家大學科技園共同舉辦的“2019年智慧電廠論壇（第二期）”在北京召開。主旨報告環節，江蘇利電能源集團發電運行部副主任 周祎力作了題為“火電機組智能運行”的報告。北極星電力網對本次會議進行全程直播。直播會議合作，請聯系手機/微信：13693626116。

江蘇利電能源集團發電運行部副主任 周祎力

尊敬的王秘書長、任老師，各位嘉賓，上午好！我是來自江蘇利電能源集團發電運行部周祎力。今天給大家分享一些我們在智慧電廠、智能運行方面做的一些工作。分五個部分：

先介紹我們自己，利電是中信集團旗下唯一控股的火電企業，800萬機組，目前江蘇省，目前是全江蘇省裝機容量最大的火電發電企業，中信集團很大，利電很小，但是我們利電充分集成了中信集團敢于創新、勇于吃螃蟹的基因。就像剛才王秘書長說的華潤一樣，我們也是這么想的、也是這么做的。在我們三四期機組、4臺65萬機組基建的時候，2014年我們派了大約100名同志到我們華北電力大學參加了為期6個月的培訓，這些同志現在也是我們建設智慧電廠的助力，在此向我們華北電力大學致謝。

我們利電能源集團作為一家獨立電廠，我們要考慮我們自身的發展問題，所以我們做了很多跟其他電廠有些不同的工作。比如說我們延伸發展了上下游的產業鏈，我們有全江蘇最大的輪船船隊，我們還有像售電、能源科技、物流等等很多的業務板塊。

說智能化之前我們先說信息化，因為這是做智能化的基礎。這張生產信息流程圖，是我們利電的一個生產信息流，跟其他電廠其實也是大同小異，底層ACS，中間ERC和CIS系統，底層是智能決策系統，同時我們做了大量的手機APP，我們從人員定餐、到物資配送、到很多工單的管理、到電氣操作票、巡檢，我們很多技術文檔的審批等等，所有的工作都可以通過手機APP移動辦公完成。

我們的信息系統，每個員工可以根據自己的需求去編寫PLC語句，根據自己的需要配置自己的菜單，非常靈活，這點我們也做了大量的嘗試。我們從大概在2004年開始建設新系統，首先做好ERP，又把CIS等等所有信息系統做到了我們全國應用的最佳案例。

這是我們的工藝流程，為什么講這個呢？這也是我們建設智慧電廠或者智能運行的初衷。平時大家可以看到，過去幾年，我們做了很多很多的該座，現在我們的工作從原來的一個很基礎的運行變為了我們需要做除了要發電，我們還要供熱、還要滿足電網的深度調控需求等等一些輔助服務的需求，我們還要處理我們的廢氣、還要處理我們的廢水等等這些我們的工藝流程就變得非常復雜，這也是符合我們時代發展需要的。這么多復雜的工藝帶來的結果是什么？就是需要大量的人員去操作、去控制這些系統，但是我們的人員又是什么情況呢？剛才我們也講到了，在華北電力大學舉辦了一系列培訓。曾經在80年代末、90年代初的時候，是全中國唯一一家利用外資建設的電廠，當時待遇很高，我們招了很多像清華、上交、西交的畢業生，之后步入到2000年，我們越來越難招到985的畢業生，現在我經常去校招的時候也遇到非常大的困難。所以30年的老電廠面臨著青黃不接這樣的問題，我們很多老的技術人員經驗很豐富，但是經歷不夠。我們很多年輕的同志剛剛上手，缺乏經驗，這就是很大的矛盾，給我們的安全生產、經濟運行、環保運行帶來了很大的挑戰，在這里也歡迎華北電力大學的畢業生能夠到我們利電來工作，這是一個很有趣的企業。

我們操作、巡檢一系列運行工作以外，還有很多的技術管理工作，類似于這些。我把我們現在的行業或者我們的工作歸結為勞動密集型和技術密集型雙密集的產業。這些問題我也跟我們長三角地區15家助力電廠的運行主管進行了密切的交流，其實大家面臨的問題都是一樣的，我們現在在現場主要負責生產工作的這些技術人員，平均年齡39周歲，這是一個很殘酷的現實，大家知道我們運行工作是干什么的？要倒班的，35周歲了，你讓這些同志倒班，需要他精力怎么樣充沛、體力怎么樣好等等，這些其實都是做不到，很乏力、很無力。我們要怎么辦呢？建設智慧電廠，給他們提供一個好的工具，讓他們發揮最大的效能，把人的作用發揮出來。

我們也成立了一些組織機構，也在慢慢的得到領導密切的關懷和支持。

2014年，那時候我還在現場倒班，我在現場倒班倒了12年，2003年從東南大學畢業，2014年、2015年開始轉向運行管理工作。在現場倒班的時候我在想一個問題，我們一直這么干下去沒有什么變化，又很累，又倒班，是不是要這樣一直上到退休呢？于是我就想，我要做一些創新的事情，帶著我的團隊一起做一些創新的事情去改變這一切。所以我設計了很多的關于智能運行的方案，很榮幸也最后獲得了我們集團、我們上市公司非常大的支持，最終把我的這些想法都落地了。

這是我們工作的一些場景，一開始我們是利用我們的業余時間，沒有拿任何的投資做的這個事情，純粹是為了夢想。后來慢慢做出一些成績以后，我才有勇氣去向我們的公司申報一些項目。

剛才說到我們的工作分很多種，要解決供熱的問題、要解決發電的問題等等，我們首先來解決供熱的問題。

電廠供熱，8臺機組，矩陣式的供熱，非常復雜，要保證我們用戶側的溫度、壓力、流量沒有任何的波動，又要保證我們的系統處于最經濟運行的狀態，怎么辦？建設一個智能調度中心，我把我們電網的調度概念引入了對我們熱網的調度。建設一個智能調度中心，把我們每臺機組當前的供熱能力做一個動態的評估，用N-1的原則考慮我們安全供熱的問題，通過這個方案最終也能解決我們經濟供熱的問題。為什么要解決安全供熱？舉個最簡單的例子，我們如果有一個系統，同時有200多個流量，但是如果我們投入8臺機組一起供，每臺機組分到的流量非常小，這種狀態是很不安全、也很不經濟的，所以我們要去研究這些供熱的問題。效果大家也可以看到，非常明顯，比如2019年5月21日，就是今年，那天下無我們4臺機組同時供熱一個低壓系統，熱調中心很好的響應了我們6號機組的故障，突然6號機供不出熱來，同時其他機組在嚴格調度下15秒鐘響應了這樣的故障，我們遠端的用戶完全感受不到我們這邊發生了一些故障，這就是它的實時效果。原理，兩個PID串聯調解，一個調流量、一個調壓力，從我們調度中心分配指令，去智能的調度每臺機組從冷備用、到熱備用、到運行這樣一個狀態。

智慧監盤系統，上次在東南大學大禮堂我們林總已經介紹過一點。監盤也是我們一個非常大的困難，運行，我們要面對的就是監盤，24小時不停的監盤，原來是通過一些工作來做，怎么解決問題？智慧監盤，剛才有很多領導也都提到了這個課題，我們真的做了，原來在CIS上面，先通過完整的鏡像架構做了全盤的，我們所有的機組都做了智慧監盤，后來我們認為時序上還需要做優化，所以我們做了。火電機組智慧系統在深入挖掘和分析海量運行數據基礎上，建立了預測的模型和評價模型，從設備安全性、系統安全性、經濟性、運行狀態等五個維度對機組健康度進行實時量化評價，提升預警故障，減輕運行人員繁重的監盤工作。我們一臺機組大概建了1萬個模型，全參數。

數據挖掘方法也是比較簡單，傳統的報警大家也都非常清楚。智慧監盤系統通過模型來預測我們每個參數的期望值，并且進行比較，發布我們偏離預警，提前預警到一些故障的征兆。通過三級健康度評價體系、設備級、系統級、基礎級，評價我們整臺機組的健康度。

這是我們5號機DCS截屏，它的顏色表征了健康度，這張圖可以看到，當時我們的盤前運行人員不需要關注太多的參數，只需要把著眼點盯住這兩個地方就OK了，這樣就讓我們的監盤工作變得很簡單，我們不再需要做原來翻畫面等等工作，通過二級菜單、三級菜單最終追向我們目標值為什么會發生偏移。我們這套智慧監盤系統，不單單是對我們所有的模擬量單一的值進行評價和分析，我們對于系統安全性也有很好的考慮，比如說對于風機，理論揚程、脫硝系統等等系統的安全性我們也有很好的判斷，當然我們還提供了一個很好的菜單報警，就是說當你要看報警的話，也可以看到智慧電廠系統有怎么樣一些報警，而且我們還做了一些故障診斷、但這個故障診斷模型還不是特別全，我們大概做了100個，還有很多值得做的工作。

舉三個案例，簡單說明一下智慧監盤系統是如何幫助我們的工作。

2018年6月21日，那天早上夜班6點鐘，我們盤前監盤人員發現5號機有一個下降的趨勢，我們健康度評價體系查出來的趨勢是，在134—141公斤之間進行一個窄幅的震蕩，我們的低位報警是113，離我們傳統報警還很遠，但是這套系統非常敏銳的捕捉到了這樣一個故障征兆，并且進行了預警，沒有退AGC的情況下，我們用2個小時時間排查了所有的條門，最終找到了故障原因，因為里面卡了一點垃圾，這個垃圾看油箱的磁棒也沒有把它拉走，一會兒沖進去、一會兒卸掉，造成了這樣的故障，如果長期下去很可能就會出問題，我們在線沒有退AGC的狀況下解決了這個問題。

第二個2019年7月25日，這是一個業務協同的案例，我們不止做了主機的全參會智慧監盤，我們還做了我們輔控的全參會的智慧監盤。那天下午我們化學輔控打了報告到我們這邊說，2號機凝水這個有一些變化，又過一段時間是凝水溶氧有問題，我們到現場看我們大量漏油，油漏到了地溝，地溝連著我們的回水箱，從那個地方被真空抽到，一次很好的業務協同，智慧電廠做到了。

再舉一個例子，不僅幫助了我們的運行，也幫助了我們的檢修和設備管理人員。2018年9月28日，我們子智慧監盤系統，預警到我們5號機的系統健康度評價下降了，最終我們看了一下，這個系統安全性評價下降到底產生了多少影響，5千多轉的給泵，影響了15轉的轉速，280多公斤的壓頭，影響了2公斤，1%都不到，這么微小的差別，智慧監盤系統幫助我們發現了這樣的故障征兆。三天以后叫停，向我們公司申請把5號機停下來，做一個全面的檢查。打開以后在右上角的圖上可以看到，這個管上有一個腐蝕的痕跡，影響了大概15轉給泵轉速，影響了大概2公斤的理論壓強，如果任期發展下去，大概會影響到200跟的給水流量，那樣就有點不可收拾了，在線一臺超高壓給泵，又要去找中心等等這種工作都非常復雜，所以在一個案例、又一個案例幫助下，事實面前，我們公司各個部門檢修也好、運行也好，都非常喜歡智慧監盤系統。

智慧監盤系統很好的幫助我們發現問題，遠遠不夠，我們要能夠智能的或者在線的解決問題，通過自檢、自切、自愈、自診斷等等能夠完成我們一個閉環，怎么辦？我又設計了一套基于ABS系統的新的APS系統。ABS我是這樣定義的是自動功能塊，很多專家講自動功能組，這是一個意思。整臺機組我們設計了169個自動功能塊，這些需求都是現場班子的運行人員，就是當年在華北電力大學培訓的那批運行人員他們提出的需求，每個功能組的架構都是他們設計的，也由他們負責實施，這個過程中我們所有的人員能力得到了有效的提升。這里面滿足了操作的需求，比如根據負荷的變化自動啟停響應到了，比如我們如果有一些風機的故障或者給泵的故障我們要自動切掉，單側響應到了。比如我們一些試驗，像真空嚴密性試驗等等，我們都做的。還有很多很有意思的功能組，包括一鍵深度調峰。把這么一個又一個功能組進行有機的結合，通過合理的時序規劃，就形成了新一代的APS系統。

這是我設計的一張圖，長江中下游的流域圖，在發電機并網這個位置，這個功能組位置是我們電廠的地理坐標。我們每次啟動前會根據當前的狀態選擇一個啟動模式，輸入并網時間，幫擬規畫好了全程啟動的時間安排，什么時候要做什么，接下去5分鐘要做什么、10分鐘要做什么、半小時要做什么，都做了合理的規劃，你也可以在這上面做改動，這是根據你的需求來。每個操作的主節點上面，比如我近一個階段有一些工作可能忘記了，我們做個提醒，當前運行狀態的信息會實時的推送出來。

2019年7月1日，就是在一個多月前，我們完整的用這套APS系統，從全冷態到滿負荷進行了啟動，非常成功，當然這個成功的基礎在于，因為這些東西都是我們的操作人員自己設計的東西，很接地氣、很好用，并且我們大概花了4個月的時間去做仿真，做了大量工作，最終應用到現場，非常適合。這些功能組有一些比較好的設計特點，我也做一下介紹。比如我們要做定期切換，要驗證我們的備用設備是不是可靠，我們怎么做的呢？一臺小機、油泵，我們在智能服務器上去規劃電氣工作的時間，當我們到電氣工作的時間就彈出一個報警，彈到我們操作員站，我們操作員看到以后申請調令，得到調令啟動，他會自動的把自動油泵開起來，并且去記錄我們備用油泵開起來以后幾秒鐘它的油壓上來、幾秒鐘電流上來，這個趨勢跟上一次運行的趨勢是不是一致，匹配度有多少，達到95%的匹配度我們認為這臺備用油泵是可靠的，自動功能組就判斷為切換成功，我們就把原來預警的1號油泵停下去，如果達到95%我們認為這臺備用油泵可能是有問題的，我們就把剛起來的這油泵停下去，判斷為切換失敗。

對于我們技術管理工作也有一些創新，比如我們實現自動報表功能，在這個DCS里面不止這個功能組能把我們的信息員整個過程自動完成，而且還會形成一個自動報表，這張圖上試驗結果是優秀，通過MIS系統傳到ERP，我們的領導看I號機優秀，其他參數不用管了，每個人管那么多參數干什么，很累。如果達不到優秀水平，我們運行人員就截個屏或者拍個照片，再發給我們技術管理人員，讓他們閉環，形成一個技術管理的流程。

這是為了驗證我們機組大聯鎖保護的試驗，原來需要4個人一起配合做1個小時，但是我們新一代的DCS系統，開發了前成語音功能，通過這個功能強制的保護、退保護、投保護等等，這樣我們的人員不再參與這些工作，而且人會有誤操作、會有忘記等等，把它的標準化了，并且不再給他犯錯的機會，原來4個人1個小時，現在20分鐘2個人。

還有一些，測算我們當前的鏡像能力是不是符合預期，這里面有很多應用，不再一一介紹了。

通過這些自動功能組的建立，我們就實現了從原來智慧監盤系統發現了問題，怎么樣去閉環自動解決問題，比如說像磨煤機有好多臺，像這種系統我們就做了一個閉環的解決方案，比如某一臺磨，這個時候我們智慧監盤系統預警到它的智能系統故障，這臺如果判斷為它有堵的風險，有可能堵掉了，怎么辦呢？首先我們要判斷是否具備自切、自愈的條件，如果它具備自切、自愈的條件，就是說我們有一臺備用的在，很簡單，我們先把這的煤量降、風量加上來吹通，一段時間以后如果它已經被吹通了，就恢復正常運行，如果沒有吹通，調用第一備用磨，把這臺故障切下去，這就完成了從智慧監盤發現問題到我們自動功能組解決問題的這樣一個過程。

最后我再花幾分鐘時間對智能機組進行一些展望。

剛才說了，我們要找好的工具幫助我們人員減輕繁重的監盤工作的壓力、減輕我們操作的壓力，我們要找好的工具系統，好的工具系統我認為至少兩點特點：提前發現問題、善于幫助我們解決問題。

這是我設計的架構，一個智能運行服務器、一對智能控制器，加在我們的上面，這是我們5號機上面拍的圖。智能服務器上面搭載我們的智慧監盤系統，就像一個CT 24小時不間斷的斷層掃描我們整臺機組所有的參數是否健康。如果他發現有些問題以后、預警有些故障以后怎么辦呢？我們真的動手術，通過這臺智能控制器搭載的169個自動功能組，自動的解決這個問題。

有了這樣一套架構以后，我們原來的運行工作就變得很簡單，從基于事后的這些工作，剛才我們也有領導分享了，基于事后的工作，我們工作要前傾，我們要下層到底層去。

實施的效果，5號機我已經做完了，原來DCS盤前我們機組啟動的時候需要4個人，現在我們只需要2個人。原來在現場操作，一次機組啟動現場要有3個人，現在我們只需要2個人，從4+3變成了2+2，工作人員大量的解放。智能監盤的時候，原來盤前有2個人，現在只需要1個人。就地的操作巡檢，原來我們也要2個人，現在我們也可以變為一個人。全冷態到滿負荷，原來一臺超臨界機組啟動，平均下來22個小時，現在很有信心的講17個小時是妥妥的。

我想未來的機組一定有這樣的特點，它一定是安全的，工藝是得到有效控制的，能夠實現自切和自娛，一定是節能的，能耗是能夠監控的，一定是協調的，不止是發電的協調，還有電熱之間的協調，能夠實現自平衡。一定是環保的，也能夠實現超低排。將來我們對于機組的消缺等等這些流程都有優化的計劃。我想不久的將來，我們的機組能做到少人值守，我們初步的規劃4機組7個人。

來源：北極星電力網

（本文根據現場速記整理，未經發言人審核。）