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火电智能电站建设规范 V0.1

2022-04-18 10:03:51   0  举报

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AI智能生成

火电智能电站建设规范思维导图整理

智慧电站

智慧电厂

智能电站

作者其他创作

大纲/内容

总体架构

总则

建设原则

“六统一、大集中”（统一规划、统一标准、统一投资、统一建设、统一管理、统一运维、业务系统和技术平台集中部署）

智能化

智能技术应用使得系统具备类似于人类的感知能力、记忆和思维能力、学习能力、自适应能力和行为决策能力

通过数据的处理和反馈，对随机性的外部环境做出决策并付诸行动

一体化

统一标准、统一设计、统一建设、统一平台

整体化

总体规划、顶层设计、分步实施的

总线化

应构建企业服务总线，所有系统符合总线设计规范

有效性

智能电站各设备/单元/子系统的优化算法开发应该注重其独特性与有效性，应可以产生切实可见的效果与反馈，方便进一步深化与推广相关智能化算法。

建设要求

一般性要求

运行稳定、操作简便、界面美观

具备可扩展性及软件产品通用质量要求

全生命周期管理

智能电站所有系统可划分为规划期、基建期、生产期等，实现各个阶段的全生命周期管理，实现全程可视化和全生命周期管理数字化。

数据统一治理

所有系统应满足数据统一管理要求，对数据的采集、治理、交换、存储、分析等应统一标准、统一管理。

数据接口要求

所有系统应具备对外标准数据接口配置与发布功能，可通过网络、标准通信协议、标准数据接口与外部系统实现数据交互，标准通信协议宜参考 DL/T 860、IEC 61158

安全性要求

应按照“一个中心、三重防护”的有关要求，以计算环境安全为基础，以区域边界安全、通信网络安全为保障，从机房物理环境、操作系统、网络传输、9 应用、数据和管理等多个层面建立目录产品、加密、认证、病毒防护、入侵检测、防火墙等产品和机制有机融合的、全方位的安全防范体系。系统安全应符合 GB/T 20269 的相关要求；数据库安全应符合 GB/T 20273 的相关要求；安全分区和安全管理，应符合电力监控系统安全防护的相关要求；300MW 及以上机组安全防护等级应达到网络安全等级保护三级要求；其余应达到网络安全等级保护二级要求。

其他

可感知

可控制

可互动

自适应

自学习

自寻优

建设范围

IT 基础设施

生产设备

过程控制系统

管理信息系统

技术和管理制度体系

技术手段

数据分析

云计算

人工智能

目标

“自分析、自诊断、自管理、自趋优、自恢复、自学习、自适应、自组织、自提升”为特征的智能电站

智能电站整体框架

基础设施及智能装备

智能发电平台

智慧管理平台

技术保障体系

数据架构

智能发电平台数据架构

智慧管理平台数据架构

数据采集

数据服务

硬件基础设施架构

计算服务器

实时数据库服务器

高级值班员站

智能控制器

智能应用服务器

数据支撑环境服务器

机器学习算法服务器

网络硬件

网络架构

生产控制网

I/O通讯网

实时控制网络

高级应用服务网

管理信息网

子主题

基础设施及智能装备

基础设施

网络覆盖

无线网络覆盖

无线网络实施

范围

WIFI

适用环境

企业移动办公网络

设备远程专家会诊

LTE/4G/5G

适用环境

车辆管理

环境

能源监测

厂区监控

人员定位

设备巡点检

设备远程专家会诊

技术选型

无线专网

BBU（基带单元）

RRU（远端射频单元）

eLET宽带接入技术

子主题

技术选型

工业WiFi无线设施

LTE无线专网设施

远距离无线电（LoRa）

紫蜂（ZigBee）

5G网络设施

组网

接入网

承载网

核心网

技术特性

Massive MIMO（大规模天线技术）

全双工技术

超级上行

指标要求

室内

下行：≥300Mbps

上行：≥50Mbps

室外

下行：≥100Mbps

上行≥30Mbps

有线网络覆盖

以智能视频类业务为基础搭建全站一体化网络

关键网络核心为视频数据交换网管

核心交换机上部署负载均衡系统

出口主安全设备采用简化网络构架、设置内部交互安全防御

普通交换机选用接入型交换机、汇聚层选用网管型交换机

优选光纤网络技术、底层柔性通讯电缆应选用六类线或支持传输熟虑10G以上的线缆

性能要求

YD/T 1641—2007 中 7.3.2
要求如下：
2）LAN 接入方式端到端传输时延平均值小于 14.5ms，最大值为 15.5ms。
3）WLAN 接入方式端到端传输时延平均值小于 14.5ms，最大值为 17.5ms。
4）ADSL 接入方式端到端传输时延平均值小于 168.5ms，最大值为 209.5ms。
5）基于公网的无线接入方式端到端传输时延平均值小于 204.5ms，最大值为 209.5ms。
6）当联网系统的传输网络涉及跨网跨域建设时，其网络时延指标可参照 YD/T 1641—2007 中 7.3.3、 7.3.5 的要求。
7）传输网络的传输抖动满足 YD/T 1171—2001 中第 7 章所规定的 1 级（交互式）或 1 级以上 QoS 等级规定，时延抖动上限值为 50ms。 8）传输网络的丢包率满足 YD/T 1171—2001 中第 7 章所规定的 1 级（交互式）或 1 级以上 QoS 等级规定，丢包率上限值为 1×10-3。

设备要求

核心交换机

核心交换机作为电厂内核心数据交换转发设备，应保证骨干设备核心性能、可升级性、可扩展性均较强，交换容量达到 150Tbps，同时具有高密度千兆以太网三层接入特性，具备 48 端口以上万兆光/电接入能力，具备 96 端口以上千兆光/电接入能力，支持层次化 QoS、VPN 组播功能，支持基于硬件的故障检测机制，具有热补丁等功能，满足电厂核心数据交换业务需求。

汇聚交换机

汇聚交换机需交换容量达到 2Tbps，支持不少于 44 个千兆光端口接入能力、4 个万兆光端口接入能力、6 个 40GE 端口扩展性，设备整体具备系统高可用性、降低设备整体功耗、简化设备配置。

定位设备

北斗技术应用

UWB技术应用

基站技术要求

普通定位标签技术要求

全厂对时系统

时钟同步系统架构

主时钟要求

主时钟配置

时钟同步卡配置

三维

三维技术

AR/VR

视频系统

基础配置

黑光系列球形智能摄像机

黑光系列桶形智能摄像机

星光级网络一体化枪机

室内半球形网络摄像机

测温型热成像双光谱网络智能筒机

测温型热成像双光谱网络智能球机

热成像双光谱Mini型云台

内窥式炉膛火焰电视

全球鹰全景一体式网络高清摄像机

视频融合技术

车辆识别与测试

门禁系统

基本要求

门禁系统应用

门禁系统基础管理

客户端管理

标准机房

分级与性能要求

选址及设备布置

环境要求

建筑与结构

空气调节

电气

电磁屏蔽

网络与布线系统

智能化系统

给排水

消防与安全

智能装备

智能二维码

智能工器具

智能巡点检设备

智能穿戴设备

智能防误（护）设备

智能锁具

智能地线

智能二维码防误操作管控系统

先进测控设备

智能采制化设备

智能盘煤设备

作业机器人

巡检类机器人

变电站巡检机器人

电缆沟巡检机器人

机房巡检机器人

输煤廊道巡检机器人

直接空冷巡检机器人

无人机

操作类机器人

室内操作机器人

室外操作机器人

焊接机器人

智能搬运机器人

清洗机器人

测量类机器人

管道监测机器人

爬壁机器人

炉内机器人

盘煤机器人

核心电子元器件

智能边缘计算FPGA芯片

智能DPU

智能DSP

工业微控制器MCU

智能IGBT？

智能CMOS

智能发电

总体要求

一般规定

智能发电平台应在智能电站建设规范的整体架构下，以数字化为前提，以网络、信息、人工智能和控制技术为手段，构建包含泛在感知环境、智能计算环境、智能控制环境、开放的应用开发环境的基础平台软件。

智能发电平台宜与分散控制系统（DCS）进行深入融合设计和构建

智能发电平台直接指导生产运行控制过程，应具备高可用性设计理念；

智能发电平台应根据自身架构与软硬件特点，切合发电生产业务安全需求，部署适用有效的网络安全防御体系，满足国家和行业相关标准要求

各专业技术人员，特别是本厂的各专业技术人员与软件开发工程师、数据处理工程师之间的密切协同，共同开展相关设备/单元/子系统的智能化建模与优化算法研究。

技术架构

基础设施与支撑环境

控制系统优化升级工作

主辅网一体化

电气控制纳入智能发电平台

升压站网络控制系统NCS

多机一控

现场总线控制

厂级实时数据集成

智能化平台建设

厂级智能控制中心

主机智能化子平台

智能燃料子平台

智能水务子平台

智能热网子平台

综合能源调控子平台

智能化组件与支撑系统

泛在感知数据系统

感知部分

传输部分

接入部分

时序数据库系统

实时数据池系统

智能计算引擎

智能控制环境

智能控制器

基于工控机的控制计算软件

智能人机交互环境

基于 5G 的监测控制

开放式应用及开发环境

对外接口

功能应用

智能检测

先进在线监测数据

煤质在线检测

微波在线检测煤水分

基于LIBS的煤样元素分析

基于次红外线测量的妹纸成分分析

火焰脉动特征煤种识别

火焰光谱特征煤种识别

煤流在线检测

超声波法煤粉浓度在线检测

微波法煤粉浓度在线检测

电容法没分浓度在线检测

超声波法煤粉细度检测

电荷法煤粉细度检测

声学法煤流细度检测

炉内工况在线监测

光学辐射法炉内温度检测

声学法炉内温度检测

TDLAS炉内温度及组分分布检测

锅炉水冷壁近壁区烟气组分分布检测

锅炉烟气在线测量

烟气飞回含碳量在线检测

脱销装置氨逃逸浓度在线检测

脱硝出入口烟气组分分部在线检测

设备振动及冲击脉冲在线监测

油液在线检测

电气智能在线监测

发电机智能监测

高压及部分低压电机绝缘在线监测

智能开关柜在线监测

智能断路器在线监测

环境温湿度在线检测

贴片式温度检测

基于红外成像的温度检测

基于图像分析的智能检测

基于音频分析的智能检测

阀门内漏在线检测

膨胀指示器在线检测

手持移动终端

参数软测量技术

锅炉侧在线软测量

锅炉蓄热系数在线软测量

锅炉热效率在线软测量

煤质地位发热软测量

原煤水分软测量

烟气含氧量软测量

炉内结焦程度软测量

空预器堵塞程度软测量

汽机侧在线软测量

真气流量软测量

低压缸排期焓值及干度软测量

智能监盘

基础监控

展示内容

性能要求

高级监控

技术描述

控制回路品质监控

执行机构性能监控

设备健康度监控

锅炉结焦监控

高温受热面监控

四管防磨防爆监控

锅炉三维运行监控

高低压配电监控

工质与能量平衡监控

多模式监控

智能抄表

智能报警

基本要求

报警管理

报警展示

报警算法

滋扰报警抑制

智能诊断

技术描述

设备性能劣化诊断

其他常见故障诊断

控制系统诊断

总线设备管理

智能寻优

实时性能计算与耗差分析

机组运行优化

锅炉燃烧优化

主蒸汽压力优化

冷端优化

高加端差优化

辅机节能优化

厂级负荷优化分配

在线仿真

智能控制

机组自启停优化控制

一般要求

系统结构设计

断点设置

功能组设置

全程控制

APS中的自主决策

APS与各个系统接口

人机接口

工艺系统自动启停

定期工作自动执行

运行期间设备自动启停

优化控制

一般要求

优化控制目标

机组AGC优化控制

一次调频优化控制

主蒸汽温度优化控制

再热蒸汽温度优化控制

吹灰优化控制

制粉系统优化控制

机组灵活性控制

燃气轮机余热锅炉优化控制

智能热网

热电解耦供热

厂网联合调整

换热站无人值守

数据采集

一次阀门控制

循环水泵控制

补水定压控制

泄压控制

热网优化控制

智慧管理

总体要求

统建系统包含：一体化集中管控系统、电力板块基建项目管理平台、电力营销系统、技术
监督系统、党建系统、电力省公司一体化运营管控等，应以统建系统功能为主，统建系统有的功能不得
重复建设，如需补充统建系统的智能化功能需要按照集团提供的接口规范建设。

集团统建系统已经发布一体化集中管控系统接口，智慧巡点检系统集成场景：巡检任务接口；智慧工作票场景：人物信息接口、工作任务风险库接口、工作票交互接口；缺陷创建功能场景：缺陷创建接口；展示/数据分析场景：缺陷信息接口、运行日志接口、工作票信息接口、操作票信息接口、标识编码/PPIS 信息接口。

智慧管理平台以数据支撑环境、算法工具、软件开发工具、报表工具为基础支撑，并实现各支撑工具间的融合，建设覆盖电厂安全、运行、设备、应急、经营、营销、燃料、物资、风险、党建、行政管理等业务的管理体系，实现对全厂设备资产数字化、可视化、智能化的监控与管理，以及生产经营 各环节的智能预测、智能分析、智能诊断、智能决策。

平台应充分利用云计算、工业数据、物联网、移动应用、人工智能等先进信息技术。

平台构建应以数据为核心，围绕安全生产、经济运行、设备健康、智能售电、高效管理等目标。

平台采用精确定位、视频识别等先进技术，在安全生产方面实现以技防为主、人防为辅的主动安全管控。

平台应采用机器学习、工业数据分析等新型技术结合机理与专家系统，提升机组运行水平和设 备健康状况。

平台应用神经网络法、时间序列法、回归分析法、线性趋势回归法、马尔科夫等算法，实现负 荷、电价的预测，适应电力现货市场交易。

平台应建设完整的指标体系，建设满足多级应用的智能报表体系。

平台应建设覆盖电厂生产经营的标准化、规范化业务体系，提升电厂管理水平。

应支持消息通知、办公辅助、工作票、操作票、缺陷单、分析报表、智能点巡检的移动作业管 理，并与远端系统实时交互，实现移动化的业务信息获取和工作执行。

技术架构

工程实施

在智慧管理平台设计与实施时，应通过技术经济分析和比较，优先采用先进、可靠且相对成熟 的智慧管理平台及相关技术。

智慧管理平台应用应根据电厂的实际条件和实际需求、结合相关技术成熟度确定实施，各应用
功能应有明确的优化目标。可从平台层数据支撑环境、算法工具和软件开发工具开始实施，从数据中心的建设逐步过渡到将智能基建、智能安全、智能运行、智能设备、智能应急、智慧经营、智慧燃料、智慧物资、智慧党建、智慧行政管理等功能在开发工具上进行多层次、多方位融合，在数据中心和业务应用完善的同时，开始逐步进行报表工具的实施，实现数据、业务的可视化展示和分析。

应用划分总体原则

决策类信息化建设

基于生产与消费端积累的业务数据，借助数字化技术以及传统的数据分析技术，构建各类专业分析 体系，在多变的新环境下为企业提供决策依据

战略管控类信息化建设

管党建、管干部、管人才、管战略、管资本、管协调、管监督、管风 险

业务运营类信息化建设

侧重于板块业务策略的制定、执行、管理，支撑业务板块的一体化协同和产运 销协同。

管理支持类信息化建设

职能性业务的特点为集约化，目标是实现集团或区域的共享服务；

板块专业类信息化建设

共享服务的信息化应实现流程标准化及数据标准化，同时通过数字化技术实现智能办公，提高 工作效率。

技术平台

平台底座

云网底座

数据中心

超融合边缘计算

网络架构

数据底座

数据采集

数据湖

数据中台

基础设施和支撑环境

智能应用

总体内容

总部

生产运营协同调度系统（基石）、一体化集中管控系统（ERP）、电力交易决策支持与智能售电系统（电力营销）、生态环境监测管理系统（环境监测）、调运系统（TWS）、燃料报表系统、电力生产大数据平台、数据报送平台、电力基建项目管理平台（电力基建）、项目管理信息系统;（项目管理）、主数据管理平台（MDM）、统建系统使用水平评价系统、智慧管理平台等系统

二级单位

安全环保、电力营销、燃料管理、供热管理、固废管理、生产管理、现场监控、区域运营及实时分析、新能源发展、对标管理、计划与绩效管理、煤电协同、生产营销协同

三级单位

基建管理、安全管理、运行管理、设备管理、应急管理、经营管理、燃料管理、物资管理、党建管理、行政管理

智能基建管理

安全管理

环保管理

质量管理

进度管理

造价管理

智慧工地可视化展示

智能安全管理