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国家电投: 建设智慧场站 奔向本质安全

2024年4月15日

是第九个全民国家安全教育日

智慧场站建设是以本质安全为底色

推动存量提质、增量做优的重要举措

国家电投各级正积极开展智慧场站建设

小编今天邀请您再次走进我们的智慧场站

河北公司沧州海兴智慧电站

“大海”“小兴”光伏场站智慧帮手

透过河北公司(雄安公司)沧州海兴智慧电站的窗户向升压站望去,会发现一个行动缓慢的小家伙正在升压站里“左顾右盼”,这里的同事都亲切的称他为“大海”。

▲智能轮式巡检机器人“大海”正在对室外设备进行巡检

“大海”是海兴智慧电站建设配备的智能轮式巡检机器人。他还有一个兄弟“小兴”,是安装在35千伏高压配电室的智能吊轨巡检机器人。根据不同的巡检任务,通过在两台机器人上搭载红外热成像仪、高清摄像机等检测装置,采用5G通信链路,结合电子地图和规划的巡检线路,实现对升压站设备电缆头温度、开关状态、设备参数等1627处日常固定巡检点位的自动化监视。

两台机器人将采集到的数据上传至海兴光伏场站的“智慧脑”——智能一体化平台中,平台会对数据进行统计分析,生成巡检报告,指导场站运维人员及时开展设备检维修工作。自从有了这两位好帮手,大大减轻了运行人员的巡检压力,通过对主变电缆头温度异常进行精准预警,避免场站非停事件的发生。

▲智能吊轨巡检机器人“小兴”正在按照预定流程对舱内设备进行检测、读取设备状态信息

“多亏有了‘大海’‘小兴’这样的好帮手,才使我们的工作更加有效率。”场站值班长望着远处正在工作的“大海”说道。站在窗前目光向远,会看到由一排排蓝色光伏板组成的“光伏海”,在那里伫立着7座高塔,宛如巨人一般守护着场站。

河北公司海兴光伏电站

7座高塔其实是7套火情监控系统,因海兴领跑者光伏为农光互补项目,秋冬季节极易发生火灾事件。为了做到对火情早发现、早控制,公司想了对策:利用在高塔上部署双光摄像机,对整个光伏区域进行火情图像视频识别和跟踪。三年间,共发出火情异常告警9000余次,为场站进行火灾控制提供极大帮助。

2024年,沧州公司将在火情监控、无人机及机器人巡检等现有智慧化模块基础上,增加故障诊断、数据分析等功能,进一步推动“无人值守”目标有效落地。

目光再次向远,一轮黄橙橙太阳挂在天边,场站的帮手们还在尽职尽责的工作着,就像为这冬日明媚的一天画了一个圆满的句号。

五凌电力涟源龙山风电场

“区域维检”创效益

近日,五凌电力新能源分公司涟源龙山风电场顺利通过“无人值守、场站安保”内部标准化验收。截至目前,涟源龙山风电场智慧化场站建设实现降本增效超200万,为存量风电提质增效探出新路径。

▲五凌电力新能源分公司涟源龙山风电场

涟源龙山风电场项目位于湖南省娄底市涟源市南部茅塘镇境内,厂址区域呈“U”字形,有效山脊长度约为6.9千米,海拔高度在900米-1500米之间。项目总装机容量为50兆瓦,安装25台2兆瓦风机。年设计上网电量为108070万千瓦时,年等效满负荷小时数为2174小时,每年可节约标煤3.37万吨,其中减少二氧化硫排放量约651.3吨,二氧化碳约8.08万吨。

在项目建设初期,五凌电力深化落实国家电投“远程集控、区域维检、场站安保”管控要求,试点选取湘中区域维检中心、涟源龙山风电场等,以智慧场站建设为依托,开展新管控模式研究与应用,提升区域新能源场站集约化管理水平。按照“一省一策”的原则,五凌电力以湖南为主,外省为辅,统筹规划新能源维检中心布局,优先在新能源项目集中、已建在建规模达300兆瓦的县市建设维检中心,打造新能源运维检修“2小时”工作圈。作为第一批次示范场站,涟源龙山风电场部署子站系统,与长沙新能源生产运营中心智能安防主站系统相连接,并通过智能视频监控、图像识别、智能物联、大数据分析等技术,实现了设备数据的实时监测和各设备之间智能联动功能,场站数字化水平和工作效率得到大大提升,为这一新能源管控模式的落地奠定了基础。

▲2023年11月,涟源龙山风电场利通过"无人值守、场站安保"内部标准化验收

新管控模式运行后,仅涟源龙山风电场减少定员约5个,产生综合效益约204万元;以维检中心为核心的区域内则实现了统筹管控,区域内人、物、财等资源均施行统一调配,场站生产进一步标准化,确保技术监督力量共享、运维人员灵活调用、物资采购标准统一,湘中维检中心节约人力资源达50%,“核心+外委”运维管理模式和物资区域联储联备等方面产生效益超1800万元,规模化推广后成效将更加显著。这一举措不仅提升区域统筹能力和资产管理质量,大大释放了新能源检修队伍人力资源,而且提高了员工获得感、幸福感,真正实现了“集约管理、减员增效”,为后续场站的接入提供了有利条件,为维检中心建成投运积累管理运行经验。

基于智慧化建设实践,五凌电力还形成富有特色的新能源“1+2+3”生产管理体系,即一种模式(远程集控、区域维检、场站安保)、两个载体(生产运营中心和维检中心)、三大标准(管理标准、技术标准和工作标准);总结提炼了《无人值守场站建设标准》《无人值守场站验收标准》等企业标准及《风电场无人值守技术规范》行业标准等一系列成果,为该管控模式持续优化和复制推广打下基础,助力存量风电提质增效。

江西公司分宜电厂

高可靠DCS系统平台

在大型超超临界火电厂应用项目

NuCON控制系统是国家电投自主研发设计的工业控制分散系统,在江西公司分宜电厂进行首台套大型火电机组验证。系统随着分宜电厂2×660兆瓦超超临界机组2020年投产同步上线。系统在分宜电厂的成功应用为大型火电机组DCS国产化改造创造了条件,为NuCON控制平台在“国和一号”示范工程应用积累了宝贵的经验。近日,由江西公司、国核自仪共同完成的《高可靠DCS系统平台在大型超超临界火电厂的应用》课题获评电力科技成果金苹果奖一等奖。

凝心聚力“组队”磨合

▲江西公司分宜电厂组织热控专业人员开展NuCON系统现场培训

“DCS系统是机组控制的核心,国产化难度高但意义重大。”江西公司分宜电厂维护车间热控技术员邹伟巡查着一排排机柜感慨,“但是大家不等不靠,集思广益、各尽其职。”

2018年11月,接到任务的第一时间,分宜电厂成立DCS组态工作小组,专人负责NuCON系统组态调试工作,并引进外部技术力量,委托中国自动化学会作为第三方专业机构,对分宜项目NuCON系统全过程进行指导、监督、测试评估。项目开展初期,工作小组成员用3个月时间,查阅设备原理、操作手册;理清工作步骤,编制实施方案;积极开展收资调研,了解国内外主流DCS系统现状,编制调研报告,对各性能指标进行对比分析,为项目顺利开展奠定坚实的基础。

共同成长熔炼团队

▲江西公司分宜电厂热控专业职工占贺春开展NuCON系统组态检查

在系统设计阶段,为确保NuCON系统首次大机组运用取得成功,分宜电厂组建以党员、技术骨干为主的专项工作小组,跟踪项目进展,协调项目推进。“我们随时听从调遣,坚决打赢NuCON系统应用攻坚战。”工程质量部副主任黄祖光在设计协调会上说。

从2019年3月起,专项工作小组4人长期驻守上海,在国核自仪全程跟踪NuCON系统设计、生产、监造、调试、验收进展情况,并积极参与到西安热工院的组态工作中。同期,维护车间热控专责袁卫平、热控技术员占贺春2名热工专业人员赴平东电厂跟班学习,了解NuCON系统实际应用情况,并对平东热电项目NuCON验证出现的“109项+35项问题”进行逐项核查、验证。维护车间热控专责袁卫平说:“发现问题、解决问题是关键,不能让类似问题在分宜扩建项目重复发生。”1号机组冲管后,江西公司热控专家工作组联合中国自动化学会组成1号机组基建热控系统安装调试可靠性评估组,在分宜扩建现场对NuCON系统进行再测试和检查评估,确认发现的问题全部得到彻底整改。

中国电力新源智储

打造新型低碳智慧化产业园区样板房

中国电力新源智储房山工厂积极探索“低碳减排”智能制造新模式,结合“‘源网荷储’能源一体化综合智慧园区协调控制技术研究项目”,开展了工厂能源和生产流程的绿色化改造验证,并于近期完成了工厂南立面彩色光伏的并网建设工作。

▲中国电力新源智储房山工厂新型低碳(零碳)智慧化产业园区“样板房”

新源智储工厂充分利用既有厂房立面资源,在厂房南侧立面安装了容量为196千瓦的预定图案彩色光伏系统。该光伏组件由中国电力新源劲吾设计生产制造,拥有全彩光伏微图层技术专利,通过背面接线的方式,确保了正面图案的完整性,在实现了光伏组件发电功能的同时还兼顾宣传效果。除此之外,工厂还同步配置建设了光伏车棚、工商业储能系统、直流配电系统、双向充电桩和移动储能车充,均于2023年11月底以离网方式投入运行。

项目投运后,将通过工厂和园区的“源网荷储”协调控制策略,实现电源侧的多能互补和负荷侧的灵活互动,探索分散式储能、电动汽车、光伏等聚合应用的商业价值。后续,项目还将接入房山区“零碳电厂”,通过深度挖掘节能潜力,充分利用物联网、大数据、平台技术,实现绿色供能、负荷灵活调控,最大限度减少碳排放,实现园区的绿色化转型,基本实现园区内部碳排放和吸收的自我平衡,助力新源智储工厂绿色升级、低碳减排,打造成为“生产、生态、生活”深度融合的新型低碳(零碳)智慧化产业园区“样板房”。

全力以赴砺炼成金

▲江西公司分宜电厂热控专业人员开展NuCON系统检查

NuCON平台在设计、制造、测试验收、安装调试、生产运营5个阶段过程中,共发现、解决问题133项。经过近一年半的连续作战,江西公司、江西公司分宜电厂和各参建单位近40人的努力下,平台通过各阶段的测试验证、整改优化,系统DPU负荷率高、卡件温度高、操作站黑屏、风扇电源及报警、历史站日存储数据大等重大问题得到解决,现场总线设备偶发离线、PA链路断网现象在调试过程中也得到改进,系统及设备投运后运行稳定,促进了NuCON平台的完善。

为做好机组长周期连续安全稳定运行工作,分宜电厂实行人员多岗位、跨区域调配。同时,加强对运维人员的岗前技能培训。生产技术部热控专责叶慧敏说:“跟装跟调是最好的培训机会,只有学好了技能,才能维护好设备,才能及时发现问题、解决问题,才能保障机组长期安全稳定运行。”分宜电厂热控专业运维人员利用跟装跟调机会,对照设计图纸,对NuCON系统进行了全面检查核对,从机柜布置到现场接线,从逻辑组态到操作画面,在各自岗位上紧盯关键环节,做好数据记录。“机组168小时试运正常,NuCON系统运行稳定,我们的付出终于有了回报,再辛苦也值了!”维护车间热控班长辛松林激动地说。

NuCON控制系统在分宜电厂的充分应用与验证,被中电联鉴定认为该成果实现了自主可控DCS系统的高性能和高安全性,整体技术达到国际先进水平,其中系统实时通讯的可靠性技术达到国际领先水平。

吉电股份镇赉架其100兆瓦项目

智创未来只此新绿

在黑吉蒙三省交界,松嫩平原和科尔沁草原的接壤之处,一座座“风车”整齐排列,正源源不断地输送着绿色电能,给这片原本荒芜贫瘠的盐碱土地带来无限生机。这里坐落着中国安装工程优质奖(中国安装之星)——吉电股份镇赉架其100兆瓦风电储能平价发电项目。

东北首个智慧花园式场站

▲吉电股份镇赉架其100兆瓦风电储能平价发电项目

“这个项目创造了白城发电公司多个第一次,也实现多个施工纪录,能有今天的成绩实属不易。”谈到项目施工建设经历,时任吉电股份白城发电公司副总经理任超回忆道。

面对行业内日新月异的技术发展,白城发电积极配置建设5兆瓦/5兆瓦时储能调峰系统,示范并推动东北地区电源侧储能技术的应用,配备无人机及轮式机器人智能巡检,通过AI赋能构建立体化监控和运维管理体系,打造东北地区首个风电配套储能示范项目和智慧花园式场站。

科学技术是第一生产力。架其风电项目应用国家重点节能低碳技术7项、建筑业10项新技术中的7大项14子项、电力建设五新技术11项、其他自主创新技术5项。除刚刚公布的2023年度中国电力优质工程奖外,还曾获科技进步奖1项、优秀设计奖1项、QC成果奖4项、发明专利1项、实用新型专利3项、其他省部级及以上奖励5项,参编标准3项,科技先行已成为了该公司奋进突破的磅礴力量。

23天吊装10台风机

▲吉电股份镇赉架其100兆瓦风电储能平价发电项目

“项目施工过程中,受疫情影响,材料供应、机械租赁、人员进场等工作都无法按照原计划进行,但项目如期完工是我们团队从未动摇过的目标。”谈及项目施工过程,白城发电公司副总经理,时任项目负责人李伟目光依然坚定。

项目可研外审期间突遇暴雪,火车票停售,高速公路封闭。“可研概算绝不能耽搁在路上,走,上国道。”积雪厚度以肉眼可见的速度增长,车辆行驶不动,他们就推车,300公里的路程走了20个小时,终于赶在会议前到达会场,按期完成了可研概算批复工作。

就是在这样的韧劲和拼搏努力下,该项目创造了23天内完成10台风机吊装的施工纪录,平均每台风机吊装用时不足2.3天,刷新了秋冬季平原地区风机吊装最快施工和国家电投3.0兆瓦直驱机型单月单台主吊施工速度纪录。与此同时,项目各项设备安装精细稳固,线路、电缆连接整齐规范,建筑、安装共38个单位工程实现一次验收合格率100%,高评分通过达标投产验收、地基基础和主体结构、新技术应用、绿色施工专项评价,被中电建协评为高质量等级优良工程。

不用种地也能“领”工资了

▲吉电股份镇赉架其100兆瓦风电储能平价发电项目

早在项目开发之初,公司便明确开发、建设、生产全过程绿色基调。项目按照“以人为本”“去工业化”的绿色可持续发展理念将建筑物与周边环境有机融合,形成和谐的整体生态环境,获得2022年度电力行业优秀工程设计二等奖。项目按照“绿色发电与绿色用能相结合”的原则,在建筑物屋顶和空余场地布置分布式光伏,结合新能源绿灯照明和储能设备削峰填谷作用,将项目“构建和谐生态环境”的设计理念发挥到极致。

今天,一台台风电机组有序排列在原本荒芜的盐碱地上,风机上“吉电股份”几个字格外醒目。叶片随风转动,成为当地一道亮丽的风景线,不少当地居民前来合影留念。

“没想到我们不用种地也能领‘工资’了。”村民李大爷看着银行卡里的数字,笑得合不拢嘴。该项目在征收土地前期,向村民宣传征地补偿标准政策,讲解土地测量方法,对待村民的疑问,认真倾听、协调,及时答复。在贡献绿色电力的同时,还与当地村民共享高质量发展红利。

电投数科

“智慧大脑”是关键

电投数科积极践行国家电投“智慧场站”建设部署要求,努力用数字化、标准化、智慧化助力生产单位实现本质安全与提质增效,充分用好国家电投数字化统建系统“产业数据中台”,同时结合自研的智慧场站一体化管控平台,实现由边平台“数据采集上送”向“云边协同交互”的能力升级,助力国家电投智慧场站高质量建设。

▲吉电股份扶余五期数字化风电示范场站

在云端,基于国家电投产业数据中台打造产业数据资产管理中枢,开发并上线25个功能模块,部署100余项风、光产业高阶算法,沉淀280余个风机模型,180余个逆变器模型,支持100余种物联采集协议,纳管30多万台能源设备,累积数据存储量超1000TB。已与电力营销、ERP、天枢云等系统集成,可以更好地服务于新能源智慧场站精益化管理。未来将持续开展风机低性能、风机长停和光伏组串故障等专项治理,进一步提升场站设备可利用率,加快新能源场站提质增效。

▲江西公司生产Ⅲ区应用系统(基于产业数据中台)

在边端,电投数科自主研发智慧场站一体化管控平台,构建了边缘计算能力,已完成国产CPU、国产数据库、国产操作系统等适配,并通过华为云平台(鲲鹏)兼容性测试认证,符合信创要求。智慧场站一体化管控平台预置了众多品牌设备的接入协议组件,支持可视化配置,提供边平台状态监视、远程升级更新等集中运维功能,能够有效支撑智慧场站数字化集中运维,降低运维难度和成本。

在应用方面,江西公司作为国家电投首家基于产业数据中台替代生产III区应用系统试点单位,携手电投数科部署了国家电投产业数据中台一体化监盘,选取七琴、共青场站部署风电智能预警、光伏智能分析高级应用,并基于产业数据中台定制开发了火灾预警、风机融合诊断等应用,构建“集团-区域-场站”全息全景运营监视,预计项目投运后可实现场站减少运行检修人员4人。吉电股份扶余五期风电数字化示范项目顺利通过国家电投2023年登高任务成果认定评审。项目投运后相较于集控模式实现减少运行检修人员43%,超过登高任务预期目标,推动新能源智慧场站建设迈上新台阶。

国家电投将持续

以本质安全为底色

以“可靠、安全、提效、降本”为目的

以智慧场站为切入点

不断实现集团存量提质、增量做优

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