府谷电厂：660MW火电机组智能发电关键技术集成及应用示范

项目案例简介

国家能源集团积极响应国家信息化、数字化、网络化相关战略及深入探索研究，努力深化集团各层级信息、资源和平台融合，以一体化管控系统为核心，推进一体化集中管控平台，着重提升生产指挥调度中心“企业级预测”“实时在线管理”和“产业协同融合”三种能力，推动集团内部上下游业务之间协作共享，充分运用物联网、大数据等信息技术，对各个产业板块生产过程进行智能化改造，实现供需透明、资源自动配置，提高工作效率、作业安全和节能降耗。按照集团网信规划与智慧企业架构要求，基于“云、大、物、移、智”技术、云边互联、远程运维、数字孪生，以“稳态+敏态”组合的创新设计思路，构建“双速模型”，进而实现运行优化、智能预警、主动安全及智能作业等，赋机器予智能，增员工之能力，寓智慧予企业。

府谷电厂积极践行集团相关战略发展要求，同时其自身对精细化、精益化、智能化、智慧化管理要求不断提高，现有信息化系统已不能满足管理需要，迫切希望建设围绕“三个中心”为主线的智能发电集成应用系统，包括以设备为中心的生产管理、以人为中心的安全管理、以财务为中心的经营管理以及智能化电厂建设支撑系统。2021年3月底，府谷电厂与国能数智科技开发（北京）有限公司签订“660MW火电机组智能发电关键技术集成及应用示范项目”合同。项目建设内容包含IT基础设施、网络安全、ICS智能发电控制系统、一平台两中心、安全中心、智能巡检操作机器人、“两个100%”控制共7个子项目。

案例专题：2023综合能源服务暨数智化转型创新优秀项目案例汇编

选送单位：陕西德源府谷能源有限公司

项目案例背景

一、技术原理

陕西德源府谷能源有限公司(以下简称“府谷电厂”) 隶属国家能源集团，是国家“西电东送”北部通道的主力电源项目。府谷电厂规划容量2 X 600MW+2 X 660MW+2 X 1000MW, 一期工程2 X 600MW机组已于2008 年建成投产，二期工程规划扩建2X660MW发电机组，已于2020年年底建成投产，随着府谷电厂二期工程上线投产。府谷电厂积极践行集团相关战略发展要求，同时其自身对精细化、精益化、智能化、智慧化管理要求不断提高，现有信息化系统已不能满足管理需要，迫切希望建设围绕“三个中心”为主线的智能发电集成应用系统，包括以设备为中心的生产管理、以人为中心的安全管理、以财务为中心的经营管理以及智能化电厂建设支撑系统。2021年3月底，府谷电厂与数智科技公司签订“660MW火电机组智能发电关键技术集成及应用示范项目”合同。项目建设内容划分为IT基础设施、网络安全、智能发电运行控制系统ICS、一平台两中心、安全中心、智能巡检操作机器人、“两个100%”控制共7个子项目

具体研究内容请您参见：附件一 660MW 火电机组智能发电关键技术集成及应用示范研究报告；

总体架构：

三大底座

保障体系：IT基础设施及网络安全

一、智能发电运行控制系统ICS

项目研发的智能发电运行控制系统ICS：实现“智能报警”、“智能分析”、“智能检测”、“智能控制”、“智能诊断”、“智能监控”六大智能化模块应用建设，根据电厂的生产工艺特点以及府谷电厂的实际情况，在生产运行控制层面，为实现火电机组更加安全、经济、灵活、高效的运行，紧紧围绕智能监测、智能控制以及高效运行三大功能群，设计并实现六大模块细分功能：

（1）智能报警：包括滋扰报警抑制模块、智能预警模块、报警增强展现模块，采用机理建模、数据分析、人工智能等先进技术，优化报警能力，大幅度减少无效报警，快速定位报警根源，保证操作人员有足够的响应时间，并能够提供适当鉴别信息和做出指导，提高机组的监控品质。可实现报警信息的管理和持续优化，实现滋扰报警抑制、参数劣化预警等功能。

（2）智能分析：系统实现采用机理建模、数据分析、机器学习等方法，实时处理生产运行中产生的大量数据，计算出机组安全、经济、环保等各项指标，在线评价机组运行状态；进行智能寻优，计算参数的最优标杆值，并实时给出当前偏差，指导运行消差或投入自动校正回路，使机组实现自趋优运行。其中包括：

高级值班员决策系统：实现重要热力参数在不同机组负荷、环境温度、燃料性质下的最佳运行值，同时向单元机组运行人员提供专家诊断及优化运行的操作指导，为运行管理、控制系统调整和节能优化提供可靠的依据，从而能够保证机组的运行效率最高，发电成本最低，提高电厂核心竞争力。

智能吹灰优化系统：实现实时在线监测锅炉受热面（屏式过热器、高温过热器、高温再热器、低温再热器、低温过热器、前后烟道省煤器等区域）“污染率”，并在DCS画面上在线显示“污染率”的大小。为运行人员提出正确的吹灰建议、最佳的吹灰模式和合理的吹灰顺序，实现按需吹灰。

炉内过程先进检测及智能控制系统：实现根据锅炉历史运行数据及燃烧调整试验数据建立燃烧优化数学模型；采用多目标预测控制方法，直接对经济性指标（锅炉效率）、NOx排放，以及动态性能指标（过热汽温偏差、再热汽温偏差）进行优化，同时考虑机组负荷和主汽压力等可测扰动、煤质变化等不可测扰动，以及SCR运行成本等因素，最终获得控制量，实现闭环、动态燃烧优化。

机组协调控制优化：利用系统辨识工具对 DCS 历史数据进行分析、筛选、辨识，建立燃料量、综合阀位与主汽压之间的模型，然后基于模型构建多变量广义预测控制策略，最后根据专家经验设计基于能量平衡模糊动态前馈，并将预测控制与模糊前馈相结合完成协调优化控制。

主汽温预测控制：通过历史数据辨识减温喷水量、给煤量、主蒸汽流量、减温器入口汽温等参数对汽温影响的对象模型，采用基于多变量预测控制算法的过热汽温优化控制方案；并针对温度的异常变化，设计滑膜控制回路进行快速加减水量，使汽温快速回归设定值，实现喷水减温控制的主动调节，实现最优减温喷水控制，提高汽温稳态和动态控制品质。

再热汽温预测控制：以广义预测控制器(GPC)作为核心控制算法，GPC控制器输出为再热减温水流量设定值；以再热减温器前温度作为参考，其一方面耦合至GPC控制算法的前馈预测通过，同时将再热减温器前温度作为导前微分信号，对再热器出口蒸汽温度设定值进行修正；

（3）智能检测：对难以测量或者暂时不能测量的重要变量，选择另外一些容易测量的辅助变量，通过构成某种数学关系来推断或估计，以软件来代替硬件传感器，实现发电过程关键参数的在线检测。

（4）智能控制：实现机组运行中的精确稳定控制，提高机组的控制品质以及参数的稳定性，提高机组的自动投入率，为机组实现高度自动化运行模式提供保障。其中包括：

定期工作自动执行系统：机组运行期间，按照设备轮换管理要求，根据设备的运行时间、运行顺序，自动或者手动实现设备的轮换启动运行。

典型设备异常自动处理系统：通过程控快速自动处理设备出现的异常状况，减少运行人员异常处理操作，使典型异常的事故处理更快速更可靠。

控制回路品质评估：控制回路品质评估应实时计算并监控机组主要控制回路的调节品质状态，并将其量化成具体得分，给出指标评价结果，供运行和检修人员直观查看。实现对机组运行重要控制回路的监测。

空冷背压优化系统：直接空冷机组的运行优化通过机组实时排汽焓及排汽量、凝汽器真空在线估计、冷却空气的平均流量、空冷翅片管束的迎面风速及空冷风机的耗功，结合汽轮机末级变工况计算原理，实现了对空冷风机耗功与汽轮机功率增量收益进行自动平衡计算，确定汽轮机真空最优值，给出空冷风机的最优运行方式或变频空冷风机的最优运行转速。

（5）智能诊断：实现汽轮机三维可视化动态实时监测、汽轮发电机组可视化阀序优化、智能故障诊断、运行指导和故障处理、盘车计算、趋势分析、信号分析等功能。

（6）智能监控：工控信息安全实现机组运行控制系统的网络和信息安全，其主要包括：

主机安全监管系统：实现了主机安全策略配置、基于白名单的进程安全管控、系统状态监视和移动介质接入控制等安全功能。

综合审计系统，对支撑业务运行的操作系统、数据库、业务应用的重要操作行为进行记录，针对工控专用网络协议进行审计，及时发现各种异常行为，加以智能分析，进而实现了工控系统安全态势的自动感知，有助于实施安全防范、应急处置以及事后追溯。

二、智能巡检操作机器人项目

目前正从劳动密集型向现代化制造业方向发展，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。从工业发展历程看，生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革。而且传统的人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一、数据存档及应用繁琐等很多不足。传统的视频监控系统，由于受到种种条件限制，存在很大的监控盲区，很难真正满足视频监控全方位覆盖的要求。同时由于系统复杂、摄像头数量多、安装布线工作量大，因此故障率较高，维护困难。随着国民经济的快速发展、生产技术的不断进步、劳动力成本的不断上升，以及智能变电站和无人值守模式的推广，使用机械、自动化技术代替人力成为巡检管理的必然趋势。

1）智能巡检操作机器人搭载高清可见光相机，红外热成像仪、拾音设备、操作机械臂等智能化检测装置以及智能分析算法软件，利用智能机器人配合多种智能检测装置，对10KV设备进行智能识别与倒闸操作。同时使用多样化巡检模式配合自动充电系统，实现7*24小时的高频率、无人化巡检。充分发挥机器人精度高、反应灵活、全天候的优点，结合智能化检测装置以及智能分析软件，完成全天候数据快速采集、实时信息传输、智能分析预警到快速决策反馈的管控闭环，从而代替人工巡检倒闸操作实现电力设备状态的自动检测和智能分析，加强了电力设备管理能力，确保电厂设备安全稳定运行，提升智能化管理水平。

2）定位、导航：采用激光SLAM+视觉定位技术融合的导航方式，激光混合导航技术，机器人执行任务时可以自建实时地图，在未知环境条件下，从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据激光雷达、惯性测量单元IMU（InertialMeasurementUnit）的融合数据进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，最终得到一张与现场环境相匹配的地图。针对不同的环境要求实现地图点云稠密性可控，稀疏点云地图与稠密点云地图可拼接，能解决激光数据的地面数据去除及运动畸变纠正。机器人平台具有按照预先设定任务或路线自动行走和停止的功能。

3）自动巡检：自动巡检是巡检机器人按照预设规划路径自动巡视方式，自动巡检的模式主要有：例行巡检、特殊巡检等，各种模式支持互相切换。机器人搭载高清摄像机、高灵敏红外热成像仪、拾音器等多种检测设备，按照既定的规则完成区域内各处的设备和仪表进行可见光拍照、表计读数、红外测温及环境监测等巡检活动，将巡检数据自动传输到综合管理平台保存，生成检测分析报告。

4）倒闸操作：机器人具备倒闸操作（包括开关由热备用转为冷备用、开关由热备用转为检修、开关由冷备用转为热备用、开关由检修转为热备用、开关由冷备用转为检修、开关由检修转为冷备用）所有功能，操作所涉及结构主要由操作工具组件、智能相机以及操作工具组件控制器等组成。操作开关柜手车时由智能相机判定手车孔的位置与姿态坐标，从而发送给操作工具组件控制器，控制器根据位置姿态坐标进行运动规划，并且控制操作工具组件运动至倒闸孔前方，末端工装执行插入手车孔并且进行旋入旋出的行为；操作开关柜地刀时，操作工具组件切换至地刀操作工装，由智能相机判定地刀孔的位置与姿态坐标，从而发送给操作工具组件控制器，控制器根据位置姿态坐标进行运动规划，并且控制操作工具组件压下地刀五防闭锁片并运动至地刀孔前方，末端工装执行插入地刀孔并且进行分、合地刀的行为。

三、一平台三中心项目

一平台三中心业务架构

府谷电厂以统一平台为基础，构建三大中心，实现安全、生产、经营智能化管理。建设的一平台三中心项目，实现全面联通集团统建系统，集成4A、ERP、ICE、MDM、SRM系统、财务报表系统、法务系统等多个统建系统，建设了生产中心、安全中心、经营中心驾驶舱以及一楼智慧展厅6个主题大屏，同时根据当前物联网及移动办公技术发展，进一步提出优化智能技术在移动办公领域应用的要求，已开发完成行政办公、生产管理、安全管理、经营管理、教育培训等44个移动应用程序模块，覆盖电厂日常运营、管理及分析业务需求。建设的智能安防平台通过三维可视化技术手段，立体、全面监管全厂人、作业、环境、设备的风险，便捷、快速调度、处置。落实国家、集团、电厂安全管理各项要求，提升企业安全生产管理水平，降低企业安全风险。

1、生产中心智能运行管理研究

智能运行管理针对电厂生产运行日常的管理工作进行标准流程化管理，提高运行管理效率，降低人员作业风险，实现运行安全。通过对运行日常工作的业务流程梳理，将技术监督、定期工作、两票流程、班组管理等工作核心环节的记录和监管进行深化应用，以两票执行为基础，以智能化、信息化实现两票操作流程的规范化、扁平化管理。另外通过集成电厂一体化管控系统，将每项日常工作的责任落实到个人，保证工作执行的刚性，并辅助对落实不到位的工作进行事后的追责。通过这种流程化的管理模式，可以有效规避日常工作执行不到位、记录不完整、操作标准不统一等问题，从而提升日常工作管理的有效性和准确性。

（1）智慧班组管理：智慧班组管理以国源电力公司最新的星级班组建设管理办法为基准，建立了一套独立、完整的班组管理服务系统，提供标准接口，缺陷、工单、两票、安全管理等其他业务系统进行集成，具有灵活的权限管理机制，可按照岗位对业务访问权限进行控制。

（2）技术监督管理：技术监督管理主要以提高发电设备可靠性，保障发电企业安全、稳定、经济和环保运行为目标，根据国家及行业相关法规文件，通过技术监督网络、技术监督整改通知单、技术监督预警通知单等功能模块，贯彻落实技术监督“超前预测、关口前移、闭环管理”的原则，充分发挥技术监督职能，确保设备性能和质量的可控在控，达到提高设备的可靠性，有效地防止不安全事件的发生，减少经济损失的目标。

（3）定期工作管理：定期工作管理研究实现对定期工作管理进行标准化、流程化、信息化、智能化建设，包含运行类定期试验、定期切换以及定期操作工作任务、定期事务工作，根据设备类定期工作清单、设备检修周期，管理类定期工作事务，实现定期工作自动生成、实时提醒、归档、分析功能。定期工作记录定期工作的完成情况、执行人以及备注信息，并按照岗位设置监护人，由监护人对工作结果进行确认，根据工作内容自动生成标准的试验卡、操作卡，提供标准试验、操作步骤以及记录正确试验结果便于用户定期工作时参考。

（4）运行管理：针对运行人员日常的生产运行工作，其主要是对电厂各种主辅设备的运行进行管理，以提高企业安全、优质、经济运行水平为目标。运行管理需要监测大量的实时信息，掌握系统运行动态，对生产指标进行统计、分析；定期进行运行设备的切换、试验和维护；对机组启停、重大操作、异常情况的处理给予操作指导；对发电量、辅机耗电量、耗煤量、耗油量进行统计。为电厂及不同生产部门根据实际需要编排适应的运行管理方式及相关统计报表。

（5）检修管理：检修管理涉及设备台账管理、设备异动管理、缺陷管理、检修计划等功能，本项目以数据集成为主，获取数据后将基于设备台账数据形成以设备为中心的信息化管理中心。检修管理实现了包含但不限于：故障管理、缺陷管理、预防性维护、检修项目/技改项目管理，通过引入工单，对文件包（包括工序、安全措施、风险分析、隔离指令）、工器具及仪器仪表、备件材料、人力需求的准备以及审批、执行、检查和完工处理，实现对整个检修过程的规范化、标准化管理。其中检修项目管理、工单管理可与ERP系统集成对接，以供ERP系统进行检修成本归集与核算。

通过与财务、人力、电力生产监测等进行集成，实现信息共享和业务协同，打通预算与计划、成本与绩效之间的关联。利用大数据、移动应用等技术，以价值链为导向达到生产、经营管理过程的信息共享和业务协同，实现对计划、预算、生产、财务信息实时监测与汇总分析。主要包括：全成本精细化管理研究、智能综合计划管理研究、智能决策管理研究、智能报表研究等。具体如下：

（1）全成本精细化管理研究：通过机组负荷、入炉煤量煤质及价格、主机辅机状态、环境温度等实时数据的接入，计算实时成本。在跟踪固定成本、变动成本等各种主要成本的动态变化情况的同时，实现盈亏平衡分析、成本变化动因分析、利润分析、投入产出比分析、动态经济指标分析等功能。将预算制度信息化，辅以预算指标、规则及预算管理权限，以实现对资源的有效配置和成本全面管控。成本构成与相关因素影响的研究：对燃料、耗水、耗电、税金及附加等对利润有影响的可变要素进行追踪、梳理。结合实际情况对影响因素进行分类，总结，建立成本要素信息库和成本要素关联图谱，同时与财务会计科目等建立归集与映射，并将相关因素对利润影响敏感进行全面评估，落实责任人。

1）成本控制与流程优化方面的研究：对计入财务科目的每项成本项进行事前、事中、事后跟踪，按照当前管理流程进行全面梳理和总结，并对公司管理流程的诊断，对权责不明、计划不清、账实不符的成本项进行公开讨论，得出可优化结论并通过应用系统将流程优化。

2）组织决策与效益提升方法的研究：与隐性成本相关业务行为进行全面诊断，采用数据驱动技术对决策提供指标参考依据。例如机组停机检修策略的探索，建立电力市场用电、燃料市场动态趋势，结合设备生命周期进行综合评估预测，确定最佳检修时间。

（2）智能综合计划管理研究：通过年度综合计划编制、分解、调整与执行，实现中长期优化排产决策通过机组主机与辅机实时状态、环境温度、技术约束等，挖掘机组间在不同状态、不同工作下的效率，按经济效益分配负荷，充分发挥“点对网”按厂调度优势，实现全厂效益最大化。

1)合理制定资金计划的研究：从资金的时间价值考虑，科学、合理的资金安排将会节约利息支出、提高企业经营利润，同时也将提高公司预算管理能力。将投资计划、生产检修计划、资产处置计划、采购计划与资金计划建立关联，根据历史数据进行预测，合理制定资金裕度，通过资金使用情况全面透析相关业务进展，打通数据壁垒，同时可根据实际情况及时做出资金调整。

2)综合计划终端建设的研究：关联公司现有的预算管理系统，财务管理系统，燃料管理系统，设计综合计划管理平台，将计划填报、计划调整、计划流程审批于一体的智慧应用终端，各项业务有效衔接，同时为计划制定提供依据，如采购需求管理、供应商管理等为采购计划制定提供依据，减轻计划人员编制压力。

（3）智能决策管理研究

通过市场信息收集与分析、价格与负荷预测，达到售电与售煤平衡优化，实现整体效益最大化。客户关系管理方面，建立客户关系管理平台，为电力营销决策提供有效依据。现货报价决策方面，对电力成本要素，进行动态、实时边际成本测算与分析，以零负荷标煤耗和边际标煤耗曲线等为依据，实现竞价上网辅助决策。

1)电力市场信息挖掘的研究：电力市场售电空间受地区装机容量、社会用电情况、环境温度、新能源消纳等综合因素影响，通过对市场信息的收集，对历史数据建立模型，找出市场潜在趋势，并建立动态预测，通过可视化手段向企业决策者提供决策依据。

2)煤电一体化经营的研究：立足于企业优势，将燃煤销售与电力销售进行一体化经营模式，考虑到两种产品在市场中的盈利空间不同，对燃煤市场、电力市场进行动态跟踪，结合二者营收情况、成本情况，以煤从产出通过售煤、售电两种路径效益差异进行全面解析，比较选取合理的销售比例，使公司利润最大化。

（4）智能报表研究：建立自动报表系统，提高数据采集自动化水平，减少人为干预，实现数据标准化，减少重复填报。统一数据管理，避免数出多门，提升全厂联合决策精度。分析生产经营中的关键指标，实现边际收益最大化。

1)标准化模板及报表联动的研究：结合集团统一部署和公司管理制度，制定标准化报表模板，支持数据一键导入，模板一键导出功能，在系统中建立多维度、跨业务联动报表，提升数据利用率。同时内置强大的图形报表管理工具，可根据自己的需要从数据库中钻取所需数据，任意生成各种图形，方便归档，打印快捷。标准化模板及报表联动如下图所示：

图 5标准化模板及报表联动

图 6数据资产标准体系

3.安全中心研究

针对电厂安全管理职能分散，管理手段单一，安防管理不严密，人员监控没有全覆盖等情况，从减少人的不安全行为，减少物的不安全状况，提高安全管理水平三个方面出发，开展研究工作。研究结合三维、人员定位、电子围栏、视频分析、门禁、消防、移动智能终端等先进的技术手段，与电厂安全管理业务融合，实现电厂主动安全管控，提高电厂整体预警联防能力。

（1）主动安全体系研究

设计开发智慧人员管控模块，实现现场作业人员监控、上岗到位监控、外包人员作业监控；开发设备安全管控模块，接入智能识别设备不安全状态、特种设备作业监控；开发环境安全管控，做到智能门禁集成、重大危险源管理与危险品监控、智能消防集成、管理安全管控。

（2）基于人员定位、视频、门禁、三维的智能三票研究

结合集团一体化管控系统（ERP）的两票数据，引入智能技术，实现两票现场作业过程主动安防。基于厂区三维可视化模型，在三维可视化模型中标注危险源，结合人员定位技术，人员靠近危险源时进行告警，实现风险预控；在三维模型中展现全厂正在进行的工作票工作区域，避免交叉作业；将两票与监控联动，可实时调用工作区域附近摄像头，监控两票工作、操作过程，并通过移动应用与现场人员进行互动；两票与门禁联动，根据工作区域地点，自动规划行进路线，授予路线上相关门禁权限，工作结束后自动收回权限。

（3）智能厂区安防监控平台研究

设计建立统一的智能厂区监控平台，集成现有的视频监控、门禁报警、火警报警、人员定位等子系统，将分散的子系统进行有机的互连，在可视化的三维场景监控画面下，综合处理各项厂区业务。监控平台中涉及人员跟踪及报警业务都是基于人员必须要携带定位标签进入生产区域。

智能厂区安防监控平台功能范围需要涵盖《国神集团基于人员定位的三维智能安全管控系统第二期推广应用项目》中的功能范围。智能厂区安防监控平台技术路线需要与《国神集团基于人员定位的三维智能安全管控系统第二期推广应用项目》中的技术路线一致，包括人员定位的UWB技术，三维技术等；智能厂区安防监控平台要与国神集团的安全管理接口对接。

（4）安全管理业务体系研究

针对当前火电企业安全管理以现场人员管理为主，存在安全管理职能分散、管理手段单一、安全制度贯彻执行不力、安全责任不明、防范能力不强、安全监管不到位等情况，本项目基于国家-行业-集团标准化体系，结合府谷电厂自身管理特点，建立了一套安全标准化的安全管理体系，搭建统一的安全管理系统平台。通过平台的安全目标管理、安全组织管理、制度管理、安全教育培训、应急管理、事件管理、隐患治理、风险管理、两措管理、安全定期工作、职业健康管理、反违章纠察、问题库管理等功能模块，全面覆盖企业安全管理业务范围，固化安全管理业务标准。运用PDCA循环持续提升安全管理水平同时，利用计算机技术、通信技术和网络技术解决集团化管控，及时了解企业安全生产检查信息、安全隐患信息、职业健康信息、劳保信息、应急预案、安全教育培训；另外，基于管控一体化平台，与人力资源、设备管理、预算管理、生产运行管理等子系统进行深度融合，切实为陕西德源府谷能源有限公司的安全管理添砖加瓦。

相关截图：

安全中心智能安防平台

作业全过程管控

智能巡检

可视化交接班

移动应用

三大中心驾驶舱

六大主题大屏

主要创新点概述

一、智能发电方面

1）在全新的智能发电系统体系结构基础上，建立发电生产过程全流程协同的优化运行模式。通过厂级高级值班员站功能应用、机组级优化监督、工艺系统级优化运行的分层优化，提高运行控制管理的全局优化能力，使得机组运行控制管理从传统的关注设备启停和安全的操作模式转变为关注性能指标的运行监管新模式。实现基于数据分析和机理模型相结合的空冷岛优化运行。充分利用ICS系统平台的机理建模能力和数据分析挖掘能力，挖掘冷端运行数据信息，进行空冷系统防冻运行指导、机组经济运行背压指导和“大闭环”优化运行，实现空冷系统在防冻基础上的最经济运行。

2）建设智能DCS系统，实现智能顺控，提高机组智能化水平。在生产实时运行控制层面实现能效实时分析计算、能效寻优、智能操作指导及更为全面的闭环控制，实现机组节能降耗目标。基于数据分析和机器学习、逻辑故障树专家系统、热力学机理建模仿真分析三大技术，在生产实时运行控制层面更实现体系化的智能监测诊断、报警及预警功能，准确提示并指导运行人员操作，扭转劣化或危险工况。结合燃料特性分析数据和实验室试验结果作为模型可靠输入数据，构建典型工况炉内多参数数据库，突破炉内“黑匣子”未知状态，并进一步指导运行。实时在线仿真的创新性应用，实现在线仿真的虚拟过程模型系统的数据同步与模型同步、策略验证及操作验证、异常比对与故障预警以及超前预测功能。形成智能管控系统平台框架体系，建设府谷电厂数据中台，为业务系统建设提供数据支撑。

3）通过智能发电运行控制系统投运，降低生产能耗、提升检修和维护效率。在2022年11月委托中电华创电力技术研究有限公司出具《府谷电厂智能燃烧优化系统（炉内先进检测及控制系统）投入前后对比试验技术服务试验报告》，试验结果表明降低煤耗效果为1.2g/kwh；在2022年11月委托中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司出具《ICS 3号/4号机组空冷背压优化系统与参数软测量及3号机组智能吹灰优化系统测试报告》，试验结果表明空冷背压降低煤耗效果为0.85g/kwh，智能吹灰降低0.12g/kwh，综上所述共计降低煤耗2.17g/kwh。

经济效益及社会效益情况

1、经济效益

本项目关键技术的示范应用预期可显著提高机组经济性、灵活性和运行可靠性，综合提升机组效率，技术的推广应用将显著提升机组安全性，并为生产企业带来可观的经济效益。通过智能发电运行控制系统，降低生产能耗、提升检修和维护效率。在2022年11月委托中电华创电力技术研究有限公司出具《府谷电厂智能燃烧优化系统（炉内先进检测及控制系统）投入前后对比试验技术服务试验报告》，试验结果表明降低煤耗效果为1.2g/kwh；在2022年11月委托中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司出具《ICS 3号/4号机组空冷背压优化系统与参数软测量及3号机组智能吹灰优化系统测试报告》，试验结果表明空冷背压降低煤耗效果为0.85g/kwh，智能吹灰降低0.12g/kwh，综上所述共计降低煤耗2.17g/kwh，每年可节约燃料费用约700万元；在智能控制部分，主、再热蒸汽温度优化控制既避免了汽温的大幅度波动，又避免了锅炉受热面超温爆管，每减少一次爆管非停，可减少损失约200万元。机器人巡检操作可减少人员1人/值，共4个值，按每人每年15万元，则可降低人力成本60万元。上述总共每年可带来经济效益约960万元。

2、社会效益

目前我国的发电企业在已有的信息化的基础上不断向智能电厂提升，重视自动化与电厂生产管控的融合，提升电厂生产管控水平，优化生产操作过程，减少人为操作，提升工作效率。智慧电厂将是我国发电企业下一步发展的方向，智慧电厂在自动化和信息化的基础之上，建立一套高效的运行管理平台，并将先进的机器人控制技术、大数据分析技术、传感测量技术、信息通信技术、自动控制技术、智能化分析决策技术、发电技术相结合，并与电厂的基础设施高度集成而形成的新型现代化电厂。面向智慧电厂的设备大数据实时分析和状态评估等技术的研究，可为发电企业提供信息快速感知、整理和知识自动学习利用的工具，将现阶段的自动化与信息化升级为智能化。本项目的实施符合国家碳达峰、碳中和的战略目标，为解决雾霾、酸雨、低NOx排放问题等社会和民生问题提供了良好的技术手段，对我国能源利用可持续发展将起到巨大的促进作用。在本项目完成后，机组效率得到有效提升，提高机组运行稳定性，实现经济效益、社会效益同步增长。

项目案例获专利及奖励情况

现已申请发明专利4项，分别是《锅炉燃烧控制方法和系统》、《烟气氧量检测装置》、《凝结水泵的切换控制方法、装置、电子设备及存储介质》、《一种操作巡检机器人故障缺陷检测识别模块夹持机构》；

选送单位简介

陕西德源府谷能源有限公司（以下简称府谷电厂）隶属国家能源集团国神公司，厂址位于陕西省北部榆林市府谷县，地处晋、陕、蒙三省（区）接壤地带，是国家“西电东送”北部通道的主力电源项目，府谷电厂所发电量通过500kV输电线路送往河北南网。

一期工程2×600MW机组于2008年建成投产，二期工程2×660MW机组于2020年建成投产，同时二期工程各项性能指标均达到或优于设计值，开创了全国电力行业两台机组同步整启、同步进行168小时试运并一次通过的先例，刷新了我国电站建设的新高度，见证了现代工程的中国智慧。落实国神公司“煤来电去”、“煤来灰去”、“煤来烟去”、“水来气去”的“四来四去”要求，电厂一期、二期4台机组所需燃煤来自三道沟煤矿，煤电协同互补优势凸显，府谷电厂将持续深入挖掘煤电一体化潜力。

2022年全年完成发电量145.58亿千瓦时，实现售电利润10.15亿元，2022年完成煤炭销量470.55万吨，为公司创造售煤利润22.48亿元。

府谷电厂自成立以来就非常重视科技创新工作,先后进行了机组宽负荷灵活运行控制技术、节能技术、发电机进水故障在线诊断技术等技术改造，连续多年在中电联机组能效对标中获奖，在机组能耗、盈利能力、资产质量等方面保持全国同类型企业较高水平。