项目案例简介：
靖煤（白银）热电有限公司成立于2012年5月23日，是甘肃靖煤能公司全资子公司，主营电力、热力生产供应业务。厂址位于甘肃省白银市银东工业园区，占地面积47公顷。公司规划建设4台350MW超临界燃煤间接空冷热电联产机组，一期建成投运2台350MW超临界燃煤空冷热电联产机组，是甘肃省白银市的供热主热源。
靖煤（白银）热电有限公司于2022年筹划智慧电厂建设并于2023年正式开始实施，包括：基于DCS系统嵌入式高级算法协调优化及深度调峰优化模块，嵌入式OIF平台的机组运行工况智能预警诊断系统模块，新常态下的机组快速智能启停系统模块，基于DCS数据驱动的吹灰优化系统模块。
同时靖煤（白银）热电有限公司智能监调项目的嵌入式OIF平台的机组运行工况智能预警诊断系统模块首次实现了智能预警诊断系统的故障自恢复闭环控制。
全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，“互联网+先进制造业”对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。智能电网的建设对发电企业智慧化形成倒逼趋势。新形势下，电力行业新建电厂已开启数字化交付模式，老旧电厂陆续启动智慧电厂升级改造工作，以适应行业发展需要。在此背景下，靖煤（白银）热电有限公司开展“智慧电厂”建设工作。打造成全国首个基于生产一区DCS系统的全面感知、多系统融合、大数据分析的安全、环保、经济、低碳、高效的现代化智慧电厂，大幅提升机组自动化、智能化水平，进一步挖掘机组潜在性能，使机组时刻保持最佳运行工况，实现机组节能、降耗双提升。
选送单位：靖煤（白银）热电有限公司
项目名称和内容
项目名称：嵌入DCS智能监调系统项目
项目主要科技内容：
基于DCS系统嵌入式高级算法协调优化及深度调峰优化模块；嵌入式OIF平台的机组运行工况智能预警诊断系统；新常态下的机组快速智能启停系统；基于DCS数据驱动的吹灰优化系统。
改造总体目标
提升机组自动化、智能化水平；进一步挖掘机组潜在性能，实现机组节能、降耗双提升。
主要创新点概述
靖煤（白银）热电有限公司经过多方调研，在多领域实现了国内首创性突破。
在应对深度调峰和协调优化方面，首次提出设计一种特殊的CCS模式以保证转态的稳定性，并针对性的设计了一种特殊的CCS-TF模式,使得这种模式下可以投入AGC。
在智能预警诊断系统中，在亚洲范围内第一次创新设计了基于DCS画面进行预警信息动态滚动显示，和基于DCS画面进行专家系统规则组态和二次性能计算。亚洲范围内第一次实现预警诊断操作指导的闭环控制。其中5%重要参数闭环控制，25%次级参数实现预警监盘。
在智能吹灰系统中首次实现国内同类型机组闭环吹灰过程中吹灰管道疏水问题的研究。首次实现国内同类型机组基于大量历史数据的智能优化吹灰系统效益评估方法的研究。
同时由于新常态下的机组快速智能启停系统需要大量的机组启停机会进行逻辑验证和优化，靖煤（白银）热电有限公司引入嵌入式高精度数字孪生系统，首次实现了在不对电厂的日常生产影响的情况下完成全部逻辑验证工作，是国内首个实现无扰部署的智能启停系统。
应用情况及可推广前景简述
1.基于DCS系统嵌入式高级算法协调优化及深度调峰优化
1.1引入先进优化控制软件包
在此次协调优化及深度调峰优化中采用了大量先进的先进算法，包括诸如：负荷响应优化（Unit Response Optimizer，URO），蒸汽温度优化（Steam Temperature Optimizer， STO），基于外因输入的自回归模型的ARX算法（Auto Regressive with eXogenous input，ARX）以及动态矩阵算法（DMC）。将URO控制策略从机组常规运行工况（50%-100%Pe）延伸到深度调峰负荷范围（30%-50%Pe）。
靖煤（白银）热电有限公司提出主要优化策略：
1）增加主蒸汽压力、功率控制回路的动态前馈。
2）建立功率、主蒸汽压力的预测控制模型。
3）给水控制由于目前的炉水泵串联模式，可以比较早的启动炉水泵，由给水泵采用三冲量的方式来控制给水泵出口流量来控制汽水分离器水位，炉水泵出口调阀可以保持全开或者省煤器入口流量控制，从试验数据看可以保持全开，避免与给水泵控制出现控制耦合。
1.2实现干湿态一键自动转换控制优化，包括：干态/湿态自动切换。
1.3实现燃料全程控制。包括磨煤机自动启停控制。
2.嵌入式OIF平台的机组运行工况智能预警诊断系统
2.1状态监测及故障诊断建模
在亚洲范围内第一次创新设计了基于DCS画面进行预警信息动态滚动显示，和基于DCS画面进行专家系统规则组态和二次性能计算。亚洲范围内第一次实现预警诊断操作指导的闭环控制。其中5%重要参数闭环控制，25%次级参数实现预警监盘。
2.2基于DCS系统的高性能时序数据库
靖煤（白银）热电有限公司选择了全新的数据采集、传输和存储解决方案，即PDSDB高性能时序数据库，全面彻底地解决传统SIS系统实时数据库的所有问题，为高级数据分析和建模打下非常坚实的数据基础。
3.新常态下的机组快速智能启停系统
在此次控制设计上，白银热电厂设计采用无断点控制方式，并按三个功能区分层设计。最高层为调度级APS，主要负责导航、协调下游各个系统功能组，让它们按最优时间轴运行，以达到最佳运行需求；第二层为机组级APS功能组，它主要负责协调控制各个设备层功能组的运行；第三层是作为手脚的底层的设备级功能组。
机组APS功能组能接收调度级APS信号，并接受调度级APS的指令，进行最优时间轴运行，以达到最佳运行需求。APS和原有的控制系统在APS的投入及退出时对现有的系统无扰切换采用自动自举的概念，无论机组在运行状态还是停机状态，MCS系统所有调节系统都在自动位，等待工艺系统满足需要调节时，自动系统才进行PID运算，否则处于预置值的跟踪状态。
APS系统画面不仅是机组启动和停止过程中运行人员的操作画面，同时还具备操作指导的功能。设计功能组不但可以在机组启停期间使用，在机组的日常运行期间也可以灵活得到使用。APS有相应事件推送功能，可以让运行人员及时了解关注功能组执行情况。
3.1断点设计研究
机组自启停系统的各断点既相互联系又相互独立，适合机组各种的运行方式，符合电厂生产过程的工艺要求，既可给自启停系统提供支持，实现机组的自启停控制，又可满足对各单独运行设备及过程的操作要求。
3.2全程控制系统研究
主要包括给水全程控制、送引风全程控制、锅炉燃料全程控制、除氧器水位全程控制和机组负荷全程控制等关键控制技术及设备投入管理、不同负荷段设定值管理、变参数管理，特定工况下的连锁、闭锁功能管理，前馈量控制及管理等顺控与全程控制的接口技术。
4.基于DCS数据驱动的吹灰优化系统
靖煤（白银）热电有限公司在智能吹灰项目中，在中国范围内第一次创新使用了一键投入吹灰全程自动控制技术，将吹灰控制过程中的所有环节都做了最优设计，极大降低了运行人员的劳动强度。
炉膛智能吹灰系统创新成果主要包括以下方面内容：
1）实现锅炉受热面清洁系数在线监测。计算结果显示在DCS流程图画面，可在任何操作员站查看。
2）可在线定义与各个受热面脏污状态对应的特征参数组和可变工况下动态更新特征参数阀值，可在线修改吹灰专家系统规则的组合方式。
3）改造后的智能吹灰系统首次实现按需吹灰，最大限度降低吹灰频次，减少“四管”的磨损、防止爆漏及减少“非停”。
4）首次实现国内同类型机组闭环吹灰过程中吹灰管道疏水问题的研究。
5）首次实现国内同类型机组基于大量历史数据的智能优化吹灰系统效益评估方法的研究。
经济效益及社会效益情况
1.基于DCS系统嵌入式高级算法协调优化及深度调峰优化
1.1 URO投入后，2#机组原150MW~350MW负荷段协调能力提升
在URO&STO模式下，负荷、汽压、主汽温、再热汽温、中间点温度控制相较进行优化前机组运行情况效果良好，实际功率紧紧跟随功率设定值。基本都能满足机组在稳定工况、变工况下实际负荷对AGC的响应速率、响应时间以及响应精度。
2#机组在URO、STO深调优化前、后机组主要性能参数比对如下曲线，从图1中可以看出机组主汽压力偏差最大达到2.2MPA，机组动态响应AGC负荷偏差在10MW左右，这直接影响了机组在AGC调用下的考核情况。从图2中可以看出URO投入后，机组从230MW升至320MW过程中，除了因在跨越C磨启动点以及人为手动回收容量风挡板偏置的影响外，机组响应速率以及主要参数的稳定性都较原CCS提高很多。
图1. 2#机组URO投入前220MW-260MW变负荷曲线
图2. 2#机组URO投入后230MW-320MW变负荷曲线
从图2中我们可以看出在升负荷过程中，实际负荷一直在快速响应在负荷指令之前的，这对于机组的KP值会有很大提升。以下是URO投入后，现货交易平台反馈2#机组的部分KP值，部分日期KP值较低是因受除了因在跨越C磨启动点以及人为手动回收容量风挡板偏置的影响外，过早导致锅炉主控闭锁，机组出力受限，负荷、主汽压力跟踪缓慢引起。
1.2 STO投入后，2#机组汽温调节品质得到提升
1.3 URO投入后2#机组深调能力下探至30%MCR
为了发挥煤电支撑性调节性作用，根据发展需要合理建设先进煤电，保持系统安全稳定运行必需的合理裕度；加快推进煤电由主体性电源向提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础保障性和系统调节性电源转型；充分发挥现有煤电机组应急调峰能力，有序推进支撑性、调节性电源建设。
2#机组通URO系统的深调优化，现在已经具备机组深调至30%MCR（105MW）能力，能够在保证机组主要参数稳定的情况下，以满足AGC二个细则考核要求的情况下，快速将机组负荷下调至30%。
2#机组深度调峰系统现已投入运行，URO系统参数调整后的深调阶段变负荷试验结果显示，URO&STO系统已具备深调负荷段投入能力。控制回路和参数优化调整后，已实现高、中、低负荷段变负荷速率下稳定运行。
现阶段靖煤（白银）热电2#发电机组壁温、汽温、给水、燃料、主汽压力、一次调频以及机组AGC协调响应等重要自动控制系统经过本次深度调峰优化过后，在105MW-350MW负荷段均已基本满足优化后的各项技术指标与要求。
2.嵌入式OIF平台的机组运行工况智能预警诊断系统
实现智慧化运行，提升整体管理水平，通过设备的智能管理平均减少非计划停机1次/年。将先进的数据挖掘和建模方法、智能化的技术手段运用于机组日常监盘工作中，用新技术助力生产运行人员高质量监盘，同时，建模工作使得生产运行人员能够充分发挥其专业技能，不断优化产品方案，促进电厂的管理水平提升，提高企业的核心竞争力。
同时提高机组智能化水平，引领行业发展。嵌入式专家诊断系统解决方案，是智能发电系统的重要组成部分。在当前人口红利逐渐消失，用人成本不断增加的背景下，少人值守的需要变得愈发紧迫。嵌入式专家诊断系统解决方案正是应对行业这一痛点，有效提升机组智能化水平，不断引领行业走向更高水平。
另外提升企业社会形象。嵌入式专家诊断系统的研究与应用，将成为电厂智能化建设的一个亮点，有助于提升公司在发电行业中的地位，同时带动电厂人力水平的提升。使电厂获得积极的社会形象和良好的社会效益。
3.新常态下的机组快速智能启停系统
目前已经在#1机组和#2机组实现了如下的一键启动功能。
已完成：高压加热器滑投功能组，风烟系统功能组，闭式冷却水启停和切换功能组。
针对相应设备只需要运行人员点击功能组的启动健后，便不需要运行人员有任何设备操作，自动程序会自动把相应的设备置到需要的位置，并将模拟量控制调整好后投入自动位。
1）对于高压加热器只需要运行人员在冲转后满足条件一键投入即可，省去了运行人员需要长时间去不停的观察高加液位，需要根据抽汽管道温度和温升率等条件手动一点点的缓慢打开抽汽门等操作，解放了运行人员的操作强度。
2）对于风烟系统的启动功能组，还是运行人员只需要功能组的条件满足后点击启动键，风烟系统就会将整个系统启动完成。功能组会自动将系统内的一下子设备和子系统启动，如脱硝声波吹灰，火检冷却风机，自动建立空气通道等，并调用空预器A/B子功能组，引风机A/B子功能组，送风机A/B子功能组。启动后送引风机后自动将A侧和B侧风机并入，调整好炉膛负压和锅炉风量后自动投入自动模式，然后交给运行人员。极大的节省了运行人员的工作量。
3）闭式冷却水启停和切换功能组，运行人员在条件满足后点击启动键，闭式泵就会自动启动已预选的闭式冷却水泵，最终将相应的模拟量控制调节在调整到合理区间，置设定值并投入自动模式并自动将另外一台泵投入备用。对于闭冷泵的定期切换也有功能组，运行人员再也不用很麻烦的一个个设备操作进行切换泵组，极大的节省了运行人员的工作量。
4.基于DCS数据驱动的吹灰优化系统
1）吹灰频次由每天吹灰一次，变更为每天吹灰一半的吹灰器；
2）实现了自动暖管、受热面自动吹灰，实现了根据固定序列或自定义序列的自动吹灰；
3）实现了吹灰压力调节阀设定值在吹灰过程中的自动设定；
4）实现了吹灰系统疏水温度保护、实现了吹灰系统再热汽温低保护；
5）实现了吹灰过程中的单吹和对吹的勿扰切换；
6）实现了对受热面脏污程度的动态实时诊断，并给与吹灰建议.
选送单位简介：
靖煤（白银）热电有限公司成立于2012年5月23日，是甘肃靖煤能源有限公司全资子公司，厂址位于甘肃省白银市银东工业园区，占地面积47公顷。公司集发电、供热、供汽为一体，是甘肃省白银市的供热主热源。1、2号机组分别于2015年10月27日、12月30日正式投产发电，同年11月1日实现向白银市城区供热，取代了白银市主城区176台效率低、高能耗燃煤小锅炉，显著改善了白银市空气质量，提高人民生活品质，满足了白银市主城区30万人，1000余万平方米的冬季采暖。公司规划建设4台350MW超临界燃煤间接空冷热电联产机组，一期建成投运2台350MW超临界燃煤空冷热电联产机组，是甘肃省白银市的供热主热源。
白银热电牢固树立新发展理念，在深挖潜力，延伸电、热、汽供应链，实现效益最大化的基础上，以国家电力产业政策和甘肃省能源规划为指导，以综合经济效益为中心，充分利用区域资源优势、地理优势及成熟的建设和热电厂运营的丰富经验，抢抓市场机遇，加强科技创新，着力提高发电效率，加快调整优化资源配置，全面提升电厂智能化水平，打造清洁低碳、安全高效的煤电企业标杆。
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