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燃煤电站与智慧电厂报告提纲1中国电力工业发展概况2电站信息控制技术发展概况3燃煤电站智能化发展分析4电站智能化发展构想5智能燃煤电站发展建议1中国电力工业发展概况中国能源总体概况我国人口众多，随着社会不断发展，能源需求越来越大，2016年我国能源消耗总量已达43.6亿吨标准煤，在我国缺油、少气的资源条件下，靠什么能源来满足？以煤为主是符合我国资源禀赋的不可变化的事实，其他替代能源只能是辅助能源，而不能成为主力。其他能源的潜力估算天然气：中俄燃气380亿立方米(2700万吨)；全部天然气3600亿立方米，2.6亿tce的规模，已是极限。核电：2016年装机3364万KW，年发电占全国总量3.5%。规划2030装机1.2亿KW，发电8000亿KWh，折合1亿标准煤；铀资源匮乏，铀进口依存度已超过99%。1中国电力工业发展概况中国能源总体概况水电：7亿千瓦理论蕴藏量装机，技术可开发不到5.5亿千瓦，而经济可开发4亿千瓦。2016年发电量1.19万亿度，相当于约2.15亿吨标准煤。水电装机容量已达3.32亿千瓦，开发度已达75%，剩下的1亿千瓦，含雅鲁藏布江的蕴藏量(开发有国际问题)。∑=2.6+1.0+3.0≈7.0亿吨标准煤。风能、太阳能近几年发展很快，但发电上网困难，利用小时数很低，调峰问题面临巨大挑战。无论作为基础能源，还是作为风能、太阳能发电的调峰机组，煤炭/煤电都是中国能源发展的根本保障。1中国电力工业发展概况火电工业发展概况1949年以来中国电力工业持续高速增长，2017年总装机17.8亿千瓦。火电机组长期占电力装机的70%以上，年平均增长率为10.4%。供电煤耗持续大幅下降，2009年赶上世界平均水平，当前309g/kwh仅为1949年时的27%；已低于美国、澳大利亚、印度、韩国等国家。1中国电力工业发展概况长期以来：我国资源禀赋决定了煤炭作为主要一次能源的能源结构。全球范围：能源供给、能源安全等等成为全球发展的核心为题。未来发展：我国煤炭/煤电的比重会下降，但其基础地位不可动摇。电网需求：新能源发展调峰需求巨大，燃煤发电或将发挥更重要作用。能源革命：在电力行业主要取决于煤电的革命。2电站信息控制技术发展概况信息控制系统构架基础设备层锅炉、汽机、泵与风机、输煤等设备性能特性设备控制层DCS、DEH、PLC等调节特性生产信息层UPOS、SIS等监测特性管理信息层MIS、ERP、OA等统计、分析特性2电站信息控制技术发展概况基础设备层发展情况主辅机设备性能特性越来越好，机理越来越清楚，为信息控制技术发展提供基础条件。2电站信息控制技术发展概况设备控制层的发展情况控制技术的发展升级，保障了电站的安全运行，并为设备精细化管理、运行优化等提供有利条件。虽然和利时、新华等厂商推出了国产DCS产品，但核心MCU芯片主要依赖进口。2电站信息控制技术发展概况生产信息层的发展情况在控制技术的基础上，衍生出局部优化、监测软件，进而逐步发展出厂级信息监控系统(SIS)，一定程度提高运行经济性。国外实时数据库PI和eDNA占比较高，SIS中高级模块仅开展了局部尝试，距智能优化监测尚有较大距离。2电站信息控制技术发展概况管理信息层的发展情况第一阶段，手工和机械方式数据处理1950s以前，管理信息数据采用手工处理。第二阶段，电子数据处理系统(EDPS)计算机应用使得数据处理和存储电子化。第三阶段：管理信息系统(MIS)1970--80s，MIS系统发展成型。生产技术管理子系统燃料管理子系统物质管理子系统计划管理子系统财务管理子系统人事管理子系统环保管理子系统教培管理子系统多经管理子系统党群管理子系统厂长查询决策子系统系统管理子系统办公自动化管理子系统运行管理子系统安监管理子系统设备管理子系统管理信息技术的发展，大大提高了电站生产管理的工作效率，也更好地保障了安全生产和经济运行。但MIS系统中大量的事务数据未得到充分深入挖掘。2电站信息控制技术发展概况设备控制技术的发展大幅提高机组稳定性，推动电站的工作重心由“安全运行”向“精细化”、“高效益”转变。生产信息技术的发展为精细化管理、高效运行提供辅助决策。信息技术发展催生了厂级监控系统(SIS)、管理信息系统(MIS)和各种辅助决策系统。长期以来，核心技术依赖进口，缺乏“中国芯”。控制技术好比电站的“手”，而信息技术则相当于电站的“眼睛”，而电站智能化发展具备主动分析与决策的“大脑”。3燃煤电站智能化发展分析信息控制系统的整体架构3燃煤电站智能化发展分析内部需求分析安全安全运行实时保障1.故障、裂变等在线监测与诊断；2.故障切除、自动巡检、智能维护等保障措施。人员安全监管智能化危机处理等。在线监测和故障诊断已开展初步探索，距期望尚有距离。环保污染控制综合最优1.燃烧过程低排放在线优化；2.排放与能耗的智能优化；3.排放的经济性系统管理等。排放并非越低越好，要全局看，实现排放、能耗、经济综合最低。经济经济运行实时优化1.机组初/终参数运行优化；2.锅炉燃烧优化调整；3.辅机运行优化等。已开展耗差分析、冷端优化、锅炉吹灰优化等尝试，目前距闭环优化控制还有一定距离。高效机组有效管控1.生产流程高效化智能管理；2.燃料、化学等高效化智能管理；3.人员、绩效、生产智能化管理等。当前MIS等具备初步能力，将来需要更加全面、系统、智能的系统。3燃煤电站智能化发展分析外部需求分析协同“源-网-荷”协同运行1.“源-网-荷”信息共享；2.“源-网-荷”管控联动；3.通过协同生产、输配、使用，保障系统安全等。智能电网已开展相关研究，距实现还需要一定过程。互联去中心化信息互联互通1.打破集团封闭式信息管理方式；2.基于大数据、云计算的信息共享；3.建设“互联网+”智能信息网。当前电力行业信息封闭，门槛太高，约束了智能化的发展。互补电源侧互补优化1.厂内机组负荷智能优化分配；2.不同电源之间的电力自主交易；3.储能与调峰智能管控等。当前受限于电网调度方式，相关工作还处于理论研究阶段。集约集约化管理服务1.分专业/设备的集约化管理外包；2.逐渐实现生产和经营的分离；3.最终实现电站无人运行，管理/维护/检修/故障处理等专业化外包的模式。可以和电站智能化同步逐步开展维护的专业化外包管理。3燃煤电站智能化发展分析最新的工作进展案例1.三维可视化技术应用(安全)基于GIS系统、SimuWorks等平台开展了多种三维可视化应用，包括三维电站仿真、三维全厂监控、智能巡检等。2.基于“大数据”的高级应用基于海量运行数据和事务数据的高级应用开发，包括设备故障监测(安全)和运行优化(经济)等。3.基于先进测量手段的技术应用锅炉燃烧监测与优化运行、配煤掺烧(经济)、旋转机械故障诊断(安全)、虚拟电子围栏(安全)4.基于互联网、通讯的数据共享应用(互联、高效)手机APP辅助管理应用(高效)、远程诊断中心(互联、安全)3燃煤电站智能化发展分析总体来看：目前已开展了很多有意义的创新尝试，每一点进步都是技术发展的重要环节。中国信息控制领域自主知识产权的底层、基础研发非常薄弱。电站智能化所涉及安全、经济、环保、高效、协同、互补、互联和集约等方面所必需的设备特性基础、数学模型、控制效率、软件平台、外部机制/机制/市场等环境还不够完善，还有较长的路要走。4电站智能化发展构想未来智能电站厂内架构1.具备更好的设备、控制、网络、软件、防护等基础。2.首先必须保障电站设备的安全运行，具备系统/全面的设备维护、故障排查/处理、危机处理等功能。3.具备强健的“大脑”，通过预设专家知识库、“互联网+”智能更新、主动学习等渠道，让大脑越来越强健。4.可以实现全厂运行优化、环保排放优化和高效化管理等。4电站智能化发展构想未来智能电站厂外架构1.具备强健的互联网安全防护体系，及成熟的市场管理体制/机制。2.具备完善的设备管理、维护、应急处理等专业化保障体系。3.建立健全电量交易、排放交易等市场体系。4.建立完善的多网融合、“源--网--荷”融合等服务管理体系。5智能燃煤电站发展建议少一些概念炒作，多一些基础研究。加强产、学、研、用深度合作，踏踏实实开展信息控制技术和电站设备特性的基础研究与工程示范，努力将工作做到底层去。燃煤电站已经逐渐具备向智能化发展的条件，具体建议：推动控制、信息系统的标准化。深入开展信息控制领域的“中国芯”基础研究。深入研究燃烧、热力系统、冷凝等设备动态特性模型，建立基础模型库。重点研发设备故障监测技术，构建自主检修与维护服务体系。开发基于大数据、云计算的多源协同智能管理与自主交易。谢谢大家！