浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司 刘洪成 张廷锋 张才千 王 鸿 王 笛 陈 言 罗子钰 尤胜蒋

国务院“互联网+”智慧能源重点行动指出，我国要依托现有互联网和云计算平台，逐步实现各级动态监测信息互联共享，并进一步提高能源单位的能耗在线监测和大数据分析能力。在不断提高电力市场改革力度的趋势下，国家能源局多元化的能源结构调整也促使着传统电厂往智能电厂方向的改革。智能电厂利用新一代信息技术、人工智能技术、检测和控制技术，以发电系统为载体，在其关键环节或过程，形成具有一定自主性的感知、学习、分析、决策、通信与协调控制能力，能动态地适应发电环境的变化，并与智能电网高度协调，从而实现全局（包括发电产出、可利用率、效率、可靠性、可维修性、灵活性、损耗等）或局部优化目标，实现安全、可靠、绿色、经济、灵活的电力可持续供给[1]。

在传统电站的运行工作中，往往存在如下几个问题：一是在运行过程中，监盘人员监视画面繁多、测点总量浩大，不能及时翻阅，监盘人员在工作强度大的同时不能及时发现问题；二是控制系统报警是固定界限值报警且不能轻易调整，发出报警时已经晚期甚至来不及处理；三是在电厂中，有经验的运行人员只能通过言传身教的方式传递经验，若人员发生变动，这些经验就会流失。基于此，我们提出一种应用于电站中的智能监视模块，该模块基于现有的人工智能算法及软件技术，结合行业知识经验，组成了集通信、计算、分析、监督和管理的一体化平台，实现对电站设备更高效、更直观的监盘功能。

1 智能监视模块思想体系

智能监视模块的思想是基于健康历史数据，利用人工智能算法对设备建立一个基准模型，根据模块所设定的严重度及报警逻辑，识别设备的实时运行状况。从测点数据到部件故障，进一步分析设备运行特征，层层递进。通过大数据存储服务器完成实时/历史数据的采集、清洗、分类和建模计算工作，经过数据融合和数据决策过程将机组诊断信息、预警信息、健康信息及操作指导等信息进行综合显示，实现机组运行过程的持续优化，降低运行人员工作量的同时提高机组的安全性和经济性[2]。

如图1所示，监盘模型由历史工况（经过数据清洗）、运行机理、模型算法、运行模式、建模工具及环境条件组成，历史工况数据经过数据清洗后，利用所设模型算法通过建模工具对设备进行建模，可得到所监视测点的预测值，将所得预测值与运行标准、当前实际值比较，判断部件是否处于异常状态。

图1 监盘模型

2 智能监视模块功能概述

智能监视以人工智能技术为基础，是当前大数据智能控制层级的智慧化项目发展方向之一。该模块充分利用大数据技术构建设备健康运行模型，并将模型与运行经验结合，为监盘人员提供一个更高效、更精准的监视平台，实现机组经济、安全可靠的运行。该模块功能概述如下：

智能展示。智能监视模块可实现大量数据实时自动监测分析，并用浓缩画面展示。在服务器上部署与SIS（Supervisory Information System，厂级监控信息系统）实时数据库的接口程序，存入部署在服务器的开源的时序数据库，智能监视模块将设备的主要参数显示在监盘页面上。该模块还对系统状态、设备状态进行劣化程度排序，追踪设备运行趋势，识别劣化拐点，并进行展示。监盘页面主监视区展示所配置好的测点的实时数据和实时报警情况，当测点异常时根据异常情况用不同的色块区分，如图2所示，不同的设备分块展示，自动切换页面，展示的数据按设定周期定期更新。监盘人员可实现在线处理报警单以及对参数和报警配置的调整，提供单独的和整合的监盘报警列表查看和处理页面，能查看大量的报警信息。

图2 监盘页面主监视区

机组运行情况全面认知。基于机器学习算法，结合健康历史数据，构建设备运行测点值预测模型，进行健康工况识别及动态基准值计算，动态基准值为该设备实时运行时，模型对某参数基于健康工况下的预测，智能监视模块将对异常工况自动筛选和识别，并对其进行智能跟踪和严重程度判别，提前预警并落实到具体的设备部件，给出初步判断。由于监测全机组覆盖，故对于监测点数量庞大的系统效果显著，如锅炉受热面管壁温度监测，可做到全面精准地把控运行情况，减轻监盘人员负担；由于可超前预警，故对关键参数的监视意义重大，如汽机本体主要参数、高低加水位等。

运行经验积累。就传统电站而言，运行人员的经验往往通过言传身教的方式传递，一旦发生人员变动，运行经验就易流失。丰富的运行经验能大大提高电厂运行效率，减少出错率，对人员的培训也有很大的帮助，故一种有效的积累传承手段于电厂而言显得尤为重要。智能监视模块能将运行人员的经验通过系列规则、逻辑关系或函数表达式把人的思路与逻辑固化在软件系统中。当出现报警信息时，运行人员可根据系统判断的故障原因，结合历史处理方法提出解决措施，系统将把处理方法保存，不断积累电厂运行经验，进一步完善电厂的智能化运行。

智能统计。智能监视模块实现定时智能巡屏，自动记录数据并对全站设备运行参数进行分析对比，并支持excel 和word 文档的导出；根据电厂需求，自动生成日报表、月报表、年报表或设备的运行分析报告，代替人工制表，确保制表的及时性和精准性。运行人员可根据设定的时间段查询机组的启停次数、启停机时刻等数据，并能生成指定格式的文档，完成自动抄表及异常数据的标识功能。

3 智能监视模块意义

智能监视模块在燃机电站的应用极大提高了机组运行的可靠性、安全性及经济性，充分利用了大数据及人工智能的发展，顺应了国家科技创新发展的需求，对构建信息化绿色能源产业结构、逐步推进发电机组的升级改造进程有着重大的意义。

运行人员负荷减轻：该模块用计算机代替人的大量劳动，机组设备运行参数智能展示、故障预警、自动抄表等功能大大减轻了运行人员的工作负荷；机组监视质量提高：该模块对实时数据进行清洗、过滤，以机组历史健康数据进行设备建模，使参数监视更准确、全面、科学、量化，显著提高监盘质量和机组运行的可靠性；机组监视效率提高：该模块设置测点报警功能，快速精准锁定设备运行异常情况，实现自动记录，提高运行及监视效率；监盘智能化水平提高：通过对运行经验的不断积累并进行逻辑化信息化，提高了智能监视模块的智能化水平。