中华人民共和国国家发展和改革委员会

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案例35.大唐集团:电力互联网创新应用平台,推动电力行业生产模式的变革
中国大唐集团公司

导读:中国大唐集团公司是20021229在原国家电力公司部分企事业单位基础上组建而成的特大型发电企业集团,是中央直接管理的国有独资公司。中国大唐集团作为副理事长单位共同发起成立“中国互联网与工业融合创新联盟”和“中国工业互联网产业联盟”,作为央企代表成为国家首批“互联网与工业融合创新试点企业”,紧密围绕发电工业生产、经营,制定并实施电力互联网融合创新行动计划,首次提出发电工业4.0概念,并以“电力互联网创新应用综合平台”建设为抓手,推进互联网、物联网与发电工业的融合,全面推进发电工业与互联网融合创新,打造集团化“互联网+”管控模式,为发电工业的效率提升、能源节约创造巨大的价值。

一、基本情况

党的十八大报告提出,坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调,促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。当前,我国正处于工业化、信息化加速发展时期,加快工业化、信息化发展任务艰巨繁重。在此过程中,必须深化信息技术在工业领域的集成应用,进一步发挥信息化和信息技术经济增长“倍增器”、发展方式“转换器”和产业升级“助推器”的作用,加快两化深度融合,促进产业结构调整,转变经济发展方式,促进工业由大变强。

发电行业是典型的设备密集型、技术密集型、资金密集型能源行业,目前,大唐集团与互联网融合发展历程已经进入到第四个发展阶段,即基于智能系统的智能决策应用阶段,一是在智能系统应用基础上,基于海量实时数据的动态分析模型,辅助发电集团进行精细化的生产过程管控和运行优化,提升综合管理能力和水平。二是通过互联网,实现发电机组设备的无人值守,远程监测,远程咨询和远程诊断,加快了发电企业的生产运营和管理模式的转变进程。在这个过程中,要通过内生动力提高自身水平,两化融合的促进作用将更加突出。2014年以来,我们制定了中国大唐集团公司两化融合工作行动方案、中国大唐集团公司信息新技术应用实施行动方案、数据管理办法、网络信息安全制度;对厂级实时监控系统(SIS)进行摸底,对信息新技术使用情况进行摸底,举办了信息新技术培训班;不断加强以“燃煤火电”发电技术为重点的两化融合工作,确定了基于互联网应用集成的“互联网与工业融合创新”项目,即“电力互联网创新应用综合平台”建设,所涉及的现代化生产调度、“远程诊断”平台、梯级水电站优化调度、风电无人值守、大数据集成应用、物联网应用六大方面建设都在稳步推进当中。

二、主要做法

大唐集团“电力互联网创新应用综合平台”项目包括了现代化生产调度、“远程诊断”平台、梯级水电站优化调度、风电无人值守、大数据集成应用、物联网应用6个方向。其中,基于互联网的发电管理平台项目是大唐集团在深入理解发电工业”规划、建设、运行、维护”全过程流程的基础上,在规划和建设两个阶段上进行建设,项目建设的主要目标是通过涵盖集团所属各类发电企业的广域网建设,实现对发电项目规划建设的过程控制,最终通过互联网改变传统的工作模式,使得原来的工作尽可能通过互联网完成,从而形成标准模式在大唐集团内推广。现代生产调度平台项目是大唐集团以“互联网与工业融合创新试点”工作为契机,全面推进电厂应用系统的厂级互联网智能功能的完善,包括SIS功能的完善,项目建设的主要目标是通过打造集团系统“电力互联网”,实现总部-分子公司-电厂之间的现代化生产调度(含环保实时监测)。基于物联网技术的燃料管理信息系统项目的主要目标是借助物联网、互联网技术,建设一个上到集团层面管控,下到基层企业燃料运输、入厂直至入炉后的全过程管理的信息系统。“远程诊断”平台项目建设的主要目标是通过项目的建设,架起设备用户与装备制造商之间的一座桥梁,实时了解电厂设备在运行过程中的实际健康状态,提前发现设备状态的异动变化并发布早期预警,及时防止潜在故障范围的扩大和故障发生。梯级水电站优化调度项目建设的主要目标是总结现有重庆区域流域梯级优化调度的经验,在所属广西红水河流域的水电企业开展更高要求的梯级水电站优化调度系统建设。智慧型风电场项目的建设目标是在风电产业步入“精益管理”的大时代背景下,建设一个既包括前期的设计、投资、风险评估精细化,也包括中期通过合理的风机选型提高发电效率,还包括后期的智能化运维和资产优化管理,提升风电场的能量可利用率的风电场全生命周期管理的智慧型风电场。

通过开展“电力互联网创新应用综合平台”6个方面的项目建设,深化互联网在电力生产中的应用,以促进发电生产全价值链信息交互和集成协作,加快电力工业生产向自动化、数字化和智能化方向转变,实现大唐集团的转型升级。

(一)涉及的主要技术或应用

以智力、信息技术为主要资源的知识经济的迅速崛起,加快了全球经济一体化、生产信息化的进程,改变了人们的思维方式、生产和生活方式,同时为企业生产经营管理提供了强大支撑和有力工具。通过开展“电力互联网创新应用综合平台”建设,运用互联网、工业云、工业大数据等新技术,将集团公司电力生产端数以万计的设备、机器、系统连接起来,实时感知、采集、监控生产过程中产生的大量数据,促进生产过程的无缝衔接和企业间的协同制造,实现生产系统的智能分析和决策优化,同时通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等,打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率,为集团公司信息化的发展提供先进的管理模式,实现集团公司信息化基础设施资源的统一管理和有效掌控,实现集团公司信息系统安全运行能力的进一步增强,实现集团公司信息资源利用效率的最大化、经济效益的最大化,最终实现提升集团公司的管理水平和技术水平。

(二)最佳实践及应用案例

目前,大唐集团“电力互联网创新应用综合平台”所包括6个方向的项目建设都在稳步推进当中,这里以基于工业互联网的现代生成调度平台、基于物联网的燃料管理信息系统和水域梯级水电站优化调度作为最佳实践说明。

1、现代生产调度平台

项目主要完成了信息查询、实时监控、诊断分析、分类对标、报告管理、应急指挥六大方面的功能建设,具体功能如下:一是信息查询,实现生产实时信息、耗差信息、环保信息、机组运行状态等主要信息的查询。二是实时监控自动对小指标、节能降耗指标、环保指标、汽轮机振动等指标数据进行动态监控,并以短信、声光报警、消息提醒等多种方式主动将监控过程中所发生的任何异常情况进行报警。三是诊断分析从机组结构、机组状态、设备利用等方面对机组可靠性进行分析。四是分类对标可按区域对标、同类对标、设计值对标等不同对标方式对经济指标进行对标。五是报告管理功能可实现固定格式报表、自定义报表生成,并支持导出及打印功能。六是应急指挥包括远程访问、视屏调用、即时通讯、可视对讲以及一次接线图、电网接线图查看功能。

2、基于物联网的燃料管理信息系统

项目通过对大唐集团燃料管理的总体业务流分析、数据流分析,并结合集团公司现有燃料管理信息化建设现状。项目建设具体到燃料从运输阶段到入厂内阶段直至入炉后的全过程管理,主要实现如下:在燃料运输阶段,项目的建设主要是通过物联网技术搭建GPS监控平台,并与运输公司调度软件结合,实现了运输车辆从矿上到电厂的实时在线监控,同时设置禁区(例如运输路线附近的矿点、煤场等)报警、偏离路线报警、重车报警和停车超时报警,提高了GPS车辆监控系统的及时性、准确性和有效性,减少电煤在运输过程中对发电企业造成的损失。在燃料进入厂内阶段,项目的建设主要是通过实施燃料“三大项目”(电厂端布置入厂验收监管系统、数字化煤场、数字化标准化验室)获得第一手数据,并经网络传输至集团总部燃料调度监控中心,确保燃料收、耗、存环节和量、质、价数据的真实性、准确性、及时性及共享性,有效提升了电厂燃料管理水平。在燃料入炉阶段,项目的建设主要是通过RFID对煤炭取样分析,计算掺配,满足燃烧要求。通过基于物联网技术的燃料管理系统建设,大唐集团实现了燃料全流程闭环管控,达到了堵塞管理漏洞、减少人为干扰、降低劳动强度,提升企业效益的目的,为跨越实现大唐“数字燃料”奠定了基础。

3、水域梯级水电站优化调度

按照信息化和工业化深度融合的思路,利用集控中心集中建设优势和丰富的软硬件资源,采用云计算、大数据、移动互联等先进技术,实现信息资源整合共享、全面提升水电集控中心在状态检修、水情预报、安全生产、经济运行、智能调度和科学决策等方面的能力,促进集控中心从传统的水电集控中心向智慧水电集控中心转变。集控中心充分发挥计算机监控系统、水情水调系统、安全生产管理系统、流域水情移动查询APP等信息化系统和工具的支撑作用,通过开展库容重复利用、汛期水位动态控制、梯级水库联合运行、上下游信息共享协调等梯级电站优化运行技术手段,通过精心控制彭水水电站库水位和调蓄能力,增加银盘电站发电用水或减少弃水,银盘电站补偿电量达1.6亿千瓦时;在重庆电网无法完全消纳汛期彭水、银盘电量的情况下,积极组织电量外送达4.8亿千瓦时,创造非常可观的发电效益,很大程度提高了水电清洁能源的利用。

三、经验效果

大唐集团“电力互联网创新应用综合平台”项目建设实现了集团公司基建项目前期规划、项目开工、工程施工、后评估和风险的全过程管理及规划、计划和工程方面有关事项的全面管理,加强了业主单位、设计单位、承建单位、施工单位在项目建设过程中的沟通协调;实现了集团公司生产实时及燃料数据的集中、共享、协同及远程监控,强化了生产及燃料精细化管理,为集团公司领导层辅助决策、管理层综合分析和操作层业务执行提供了管理依据和技术支撑;实现了设备用户与装备制造商之间的零距离,使远端可以实时了解电厂设备在运行过程中的实际状态;实现了流域梯级电站的无人值班运行;实现了风电场从前期设计到中期风机选型及后期的智能化运维的全生命周期管理的智慧型风电场。通过基于互联网的发电管理平台建设,极大的改变了发电企业在规划、建设阶段相对简单、粗放的管理模式,促使试点单位的各项工作快速走向规范化、标准化,对处于同一阶段(基建期)的其他单位已经体现出了明显的管理优势;通过现代生产调度平台建设,使集团的生产看得见、摸得着,改变了集团总部“只有头脑、没有耳目”“盲人摸象”的被动局面,为安生生产的可控、在控提供了数据支撑,实现了安生生产的“在线”管控。

同时,大唐集团就承担的“电力互联网创新应用综合平台”的建设情况,多次向国家能源局、发改委高技术司、国务院研究中心等部委做专项汇报,IEEE董事会主席Bruce Kraemer先生(参与美国国家标准技术研究院的智能电网互通性专家咨询小组、开放工作组、蓝牙及Wi-Fi联盟等相关工作)等一行专程拜访集团公司,就发电企业标准化、互联网应用、大数据应用等进行了探讨。2015年底,大唐集团与通用电气公司签订战略合作协议,充分发挥各自优势,相互支持,在燃机、培训、技术服务、国际市场开发、互联网+、大数据分析等领域开展合作。

当前,政府工作报告明确提出制定“互联网+”行动计划,作为国家发电行业的领军企业,大唐集团深刻认识到行动计划对于发电行业管理模式的重大创新与变革的引领作用。一是继续推进集团公司发电工业4.0蓝图实施和互联网与工业融合创新工作,通过互联网的电力生产监控平台实现集团生产模式的创新;二是继续基于集团互联网的电力生产监控平台,实现与电厂工程设计方、建设方,燃料市场方,电网公司,设备厂商甚至国家政府部门等协同工作,最终实现发电企业与上下游产业链中各行业的深度融合。

作为国家互联网与工业融合创新及工业互联网产业联盟副理事长单位,中国大唐集团非常愿意在发改委等国家相关工作主管部门的指导下,承担相应责任与义务,共同探索“互联网+”应用的新模式和新机制,推进技术、产业与应用研发,开展试点示范,广泛开展国际合作,推动“互联网+”应用发展,为中国制造2025、互联网+提供支撑,为发电等能源企业的两化融合做出贡献。