許多電廠都提出過一鍵啟停的概念，但是真正能實現(xiàn)、無斷點的并不多。

首都東麓，作為北京四大熱電中心的東北熱電中心，神華國華（北京）燃?xì)鉄犭姀S（下簡稱“國華京燃熱電”）與北京京能熱電廠比鄰而居，而前者更為出名的則是因為其號稱國內(nèi)最智能化的電廠。

國華京燃熱電在建廠之初的目標(biāo)是建設(shè)一個低碳環(huán)保技術(shù)領(lǐng)先的世界一流的數(shù)字化電站，一鍵啟停、無人職守、全員值班的信息化平臺。“電廠的自動化和信息化為什么能做的比較好，就是因為我們從開始策劃建設(shè)時，就提出需求從下往上提，建設(shè)從上往下推，業(yè)務(wù)向上整合，資源向下集中。”國華京燃熱電黨建行政部主任閆計棟告訴《能源》記者。

那么，國華京燃熱電到底有哪些過人之處？經(jīng)過近三年的發(fā)展之后，下一步發(fā)展的方向又有哪些呢？

細(xì)致的智能化

走進(jìn)國華京燃熱電的電廠，首先映入眼簾是幾棟不規(guī)則的黑色建筑和密布的綠植，沒有噪音和煙氣，仿佛走進(jìn)了一個博物館或者圖書館。

時值春末，記者實地探訪電廠時正是機組檢修的最后階段，隨后即將進(jìn)入夏季的用電高峰，而這里也將源源不斷地向北京輸送電力。工作人員告訴記者，檢修是人員最多的時候，平時全廠定員只有30人，但是放眼望去，最為熱鬧的季節(jié)里整個廠區(qū)仍然顯得有些空曠。

據(jù)了解，國華京燃熱電現(xiàn)在一共有三臺機組，采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)二拖一。屬于三菱技術(shù)，東方制造，總?cè)萘?5萬千瓦，包含兩臺燃機分別是32.2萬千瓦，一臺汽機是30.6萬千瓦。全廠水源來源于城市中水，天然氣來源于天然氣管網(wǎng)。

輸出有兩個，一個是電，一個是熱，分別進(jìn)入電網(wǎng)和供熱管網(wǎng)。2017年，發(fā)電量達(dá)到42億千瓦時，利用小時數(shù)4400小時，供熱400萬吉焦，也是歷年來最好的供熱水平。主要是負(fù)責(zé)冬季供熱，迎峰度夏頂高峰，在春秋季進(jìn)入檢修或者深度調(diào)峰。

走進(jìn)工作的區(qū)域，流動的小河，紅色的鯉魚，典雅的亭臺，開放式的辦公環(huán)境讓記者眼前一亮。這一切的正對面則是閃爍著光點的主控大屏幕，身穿白衣的值長向記者詳細(xì)介紹了電廠的智能化情況。

時任當(dāng)班值長告訴《能源》記者：“智能化對生產(chǎn)的幫助非常大，一個是要保發(fā)電，一個是要保供熱，以及機組和人員的安全。通常要填許多的報表，同時負(fù)責(zé)對外聯(lián)系，電網(wǎng)方面主要是市網(wǎng)和華北網(wǎng)的兩級調(diào)度聯(lián)系，還有氣調(diào)和水調(diào)。”

以前電廠的報表首先需要抄表，然后進(jìn)行計算，之后值長再進(jìn)行審核，審過之后再一一填報。而現(xiàn)在采用了智能報表，通過自動采集裝置自動采集數(shù)據(jù)，并在后臺運算，形成文件后保存發(fā)送即可。“我們自己開發(fā)的首先是一個核心數(shù)據(jù)報表，通過計算之后獲得近千個基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)、經(jīng)營、安全等不同部門可以從中提取自己需要的數(shù)據(jù)。”值長介紹道。

而數(shù)據(jù)的采集離不開總線技術(shù)，總線是控制器的一個個測點，相當(dāng)于一個小終端，目前全廠的智能設(shè)備和現(xiàn)場總線的技術(shù)應(yīng)用的比例達(dá)到了64%。以電動門為例，以前的電廠只能進(jìn)行開關(guān)的控制，門開的程度不可知，而現(xiàn)在的電廠可以控制電動門開的程度，對于閥門阻塞、報警都能進(jìn)行預(yù)報。現(xiàn)場總線就對于實現(xiàn)智能化十分重要，是最基礎(chǔ)的一環(huán)。

同樣作為電廠最為特色的當(dāng)屬一鍵啟停。事實上，許多電廠都提出過一鍵啟停的概念，但是真正能實現(xiàn)無斷點的并不多。國華京燃熱電解決了很多比如說測量偏差的問題，還有執(zhí)行機構(gòu)的問題，滿水檢測的自動排空等問題，做了八項的技術(shù)攻關(guān)，最后實現(xiàn)了冷熱態(tài)全過程設(shè)備啟停。

核心的參數(shù)都顯示在大屏幕上，專業(yè)的人員可以清晰地知道哪些參數(shù)異常，中間是燃機的一些主要參數(shù)，所有參數(shù)以曲線的形式呈現(xiàn)，如果有劇烈的波動監(jiān)盤人員能夠明顯的發(fā)現(xiàn)。

“目前監(jiān)盤需看曲線，但是顯然不可能把所有的曲線都放到屏幕上，我們部門正在開發(fā)一個自動監(jiān)盤系統(tǒng)，進(jìn)一步減少監(jiān)盤人員的工作量，模擬需要監(jiān)測的參數(shù)。”值長透露。

分析診斷的持續(xù)提升

“我們有一套故障預(yù)警分析診斷系統(tǒng)，分為主機和輔機。”在開放式的辦公環(huán)境里，主控旁邊的負(fù)責(zé)分析診斷的工作人員告訴記者。

主機采用的是三菱的技術(shù)所配套的系統(tǒng)。由于燃機比較精密，在正常運營中，無法看到里面的參數(shù)信息，需要通過對里面的測點進(jìn)行參數(shù)分析，提前判斷出是否產(chǎn)生了故障。比如說燃燒，燃機里面一圈有20個燃燒器，利用燃燒器燃燒排煙溫度，來監(jiān)控燃燒器的運行狀態(tài)，雖然主機在總控的大屏幕上也有一個報警，但是我們另外還有一套故障預(yù)警，主機先于機組的報警產(chǎn)生一個預(yù)報警，相當(dāng)于提前發(fā)現(xiàn)一些隱蔽性的問題。

輔機則是另外一套針對水泵、風(fēng)機、油泵等轉(zhuǎn)動設(shè)備的故障系統(tǒng)，工作原理與主機一樣，如果正常的控制系統(tǒng)中參數(shù)出現(xiàn)問題會報警，但是故障系統(tǒng)會更早的報警。比如說某一設(shè)備的參數(shù)是50度是正常，突然升到60度，可能還沒到設(shè)備損壞的報警值70度，但是由于變化幅度大所以系統(tǒng)也會報警，提前告知設(shè)備可能有劣化的趨勢，然后維護(hù)人員便及時去對設(shè)備進(jìn)行隱蔽性缺陷的消除。

數(shù)據(jù)的處理分析則根據(jù)崗位職責(zé)進(jìn)行劃分，假如主機出現(xiàn)報警，那么在廣東的三菱監(jiān)控中心也會收到一個實時郵件，在那邊的后臺進(jìn)行分析之后實時的發(fā)回郵件，返回各個設(shè)備責(zé)任人，根據(jù)他們分析的結(jié)果，我們?nèi)ヅ袛噙@個設(shè)備有沒有問題。輔機的故障預(yù)警同樣會根據(jù)專業(yè)和設(shè)備的負(fù)責(zé)人向各個部門發(fā)送郵件，然后進(jìn)行分析、返回、判斷和處理。

事實上，盡管有強大的分析診斷系統(tǒng)，但是國華京燃熱電自2015年投產(chǎn)至今只有三年的歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集相比大數(shù)據(jù)計算的要求還比較有限。而各大燃機廠商由于積累了多年的歷史數(shù)據(jù)，在算法上有很大的優(yōu)勢。

“但是我們的優(yōu)勢在數(shù)據(jù)的點比較全，原始點多，我們?nèi)珡S有原始點1萬多個。此外，電廠的輔助系統(tǒng)特別少，采點有限，但是能采到的點，蒸汽壓力、溫度、環(huán)境溫度濕度全部采集進(jìn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能為輔助判斷提供最底層最真實的數(shù)據(jù)。在底層數(shù)據(jù)加工上，需要長期的數(shù)據(jù)累積，隨著歷史數(shù)據(jù)逐漸增多，準(zhǔn)確性會得到提高。”上述工作人員談到。

此外，國華京燃熱電的在線仿真系統(tǒng)也讓人嘆為觀止。電廠的在線仿真系統(tǒng)與實際運行的控制系統(tǒng)實施匹配，畫面相同，實際運行顯示的參數(shù)可以顯示并進(jìn)行任意截取。此外，在線仿真系統(tǒng)還存儲了將近一千個歷史工況，可以從中匹配實際運行的工況，一模一相似度在95%以上。這個功能可以在進(jìn)行某些新的操作時避免在實際運行上演示的風(fēng)險，系統(tǒng)會自動找尋到最合適的工況，在這樣的情況下完成操作。

“雖然沒有真正的設(shè)備，但是在線仿真系統(tǒng)中的控制的條件和邏輯與實際情況完全相同，每次進(jìn)行設(shè)備改造，我們都會在這兒進(jìn)行邏輯驗證。比如幾個水泵之間怎么聯(lián)系？開始在真正的設(shè)備上可能做不了實驗，且成本代價也比較高，便通過仿真系統(tǒng)來做。通過這套仿真系統(tǒng)，也實現(xiàn)了一部分故障診斷和預(yù)警的功能。所以說故障預(yù)警的關(guān)鍵是落地以后怎么實現(xiàn)、怎么與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)。”上述工作人員解釋到。

高精度在線仿真系統(tǒng)通過（TCS&DCS）雙虛擬包激勵型仿真技術(shù)，接入全部實時數(shù)據(jù)，打破了仿真機與機組實際運行之間的壁壘，實現(xiàn)現(xiàn)場參數(shù)的全面采集與實時傳輸，包括系統(tǒng)各閥門狀態(tài)、工況參數(shù)，狀態(tài)點參數(shù)等，涉及電廠運行系統(tǒng)156個，設(shè)備1100臺，通訊點6876個，實現(xiàn)生產(chǎn)運行的全景呈現(xiàn)、故障回放及操作預(yù)演，把仿真機從服務(wù)于培訓(xùn)升華為運行管理的手段。

在實際使用過程中，通過高精度的在線仿真系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)了多個機組的邏輯控制問題，避免了主要輔機、燃機等重大設(shè)備因控制邏輯問題出現(xiàn)非停、設(shè)備損壞事故。仿真系統(tǒng)調(diào)試運行期間，共發(fā)現(xiàn)各運行設(shè)備系統(tǒng)控制邏輯問題12項，以燃機為例，由于燃機精密高，因此控制邏輯和保護(hù)尤其復(fù)雜，邏輯圖逾1000張，主保護(hù)超過200個，且由于燃機屬于進(jìn)口機組，存在技術(shù)保密，燃機的控制邏輯生產(chǎn)人員相對比較陌生，通過高精度的仿真系統(tǒng)，我們可以嘗試多角度的試驗，在機組事故試驗過程中，發(fā)現(xiàn)了RB，自動停機等控制邏輯存在問題，有可能導(dǎo)致機組保護(hù)動作，經(jīng)過和燃機廠商溝通后進(jìn)行了完善，而這些問題在實際運行中是很難經(jīng)歷所有的工況，在發(fā)現(xiàn)時也就為時已晚，凸顯了高精度的仿真系統(tǒng)的價值。

記者還看到，除了沒有實際的設(shè)備，在線仿真系統(tǒng)和實際的運行系統(tǒng)幾無差別。一屋子的電腦和服務(wù)器較之樓上閃爍的屏幕只多不少，如果說實際系統(tǒng)有一萬個點，那么在線仿真系統(tǒng)可能就會有5萬個點，因為實際運行的許多東西都要用在線仿真系統(tǒng)服務(wù)器中的東西代替。

投入上，普通的仿真機可能需要一百多萬，而在線仿真機可能是普通的兩到三倍。投入并不是最重要的，重要的是花費精力去調(diào)試，而且在使用過程中不斷優(yōu)化和完善的過程。在線仿真系統(tǒng)的另一個難點在于調(diào)試難度大，這套系統(tǒng)比機組調(diào)試時間還長，調(diào)試整整花費了一年的時間，超過了機組調(diào)試所花費的七八個月的時間。

據(jù)了解，國華京燃熱電的在線仿真系統(tǒng)雖然較傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)的投入要高，且效益并不容易量化，但是發(fā)現(xiàn)問題、解決生產(chǎn)卻實實在在為運行管理帶來了便捷。