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★溫州燃機發電有限公司陳筱松，周方盛

★浙江浙能電力股份有限公司臺州發電廠張哲亮，周興益，李圣出

關鍵詞：電廠數字化；智能監盤；智能監盤系統

隨著信息技術在電廠生產、運營管理中的應用不斷深入，數字化成為電廠發展的一大趨勢。電廠數字化建設實現了對電廠的智能化管理和控制，在提升電廠運行效率和經濟效益的同時，也為我國電力行業的轉型升級注入了新的活力。本文基于電廠數字化建設實踐，以國內某燃機發電廠數字化建設為例，就其智能監盤系統的開發建設進行一些探討，以期能夠為相關研究提供一些參考與借鑒。

1　燃機電廠概況一級標題

電廠裝有一套燃氣蒸汽聯合循環發電機組（包括1、2號燃機及3號汽輪機），總裝機容量342MW。1998年6月兩臺燃機（1、2號機）投產，1999年5月聯合循環機組（3號汽輪機）投產。電廠燃氣蒸汽聯合循環發電機組由兩臺100MW級燃氣輪發電機組和兩臺余熱鍋爐、一臺100MW級次高壓蒸汽輪發電機組組成，三臺機組均從美國GE公司引進。

兩臺燃機為GE公司制造的PG9171E型多燃燒筒燃氣輪機。MS-9001E型燃氣輪機為重載、單軸、快裝式機組，它由壓氣機、燃燒室、渦輪機組成，通過剛性軸器直接帶動發電機工作。

2　電廠監盤中存在的不足

監盤是電廠運行值班人員通過DCS畫面對電廠運行系統中的工藝參數進行實時監視、數據分析、操作調整和事故處理的簡稱。在機組運行過程中，運行人員主要通過人工翻閱控制系統畫面監視參數來進行監盤，從而實時掌握、分析、判斷機組系統是否處于正常工作狀態。傳統監盤存在的不足主要表現在以下幾個方面。

2.1　人工翻閱效率低、工作強度大

電廠機組運行的監視畫面繁多，現場需要監控的設備運行參數分布在上百個控制系統畫面，監盤人員即使快速瀏覽一遍也需要十幾分鐘。目前電廠運行人員配置精簡，還要負責工作票和操作票的辦理、定期工作的執行，以及穩態和變負荷時運行參數的調整工作，導致運行人員工作強度大，監盤時很難做到對每一個畫面和運行參數的一一實時監視，容易出現信息閱讀遺漏。

2.2　監盤判斷經驗依賴大、缺乏定量標準

電廠監盤運行多年來主要依靠人的經驗判斷，對于不同的工況和異常的判斷缺少定量標準，這使得監盤判斷中對人的依賴性較大，監盤運行人員技能水平、責任心和工作狀態等對監盤運行質量影響較大。經驗豐富、技術水平高、責任心強的監盤運行人員能夠較好地完成監盤任務，但人員隊伍的良莠不齊很難確定監盤工作質量的穩定，存在一定的安全風險。此外，電廠監盤運行人員年輕化，運行經驗缺少積累傳承的有效手段，有經驗的運行人員只能通過言傳身教的方式傳遞，人員變動時這些經驗往往就流失。

2.3　固定界限報警

現有監控系統雖然設有報警系統，但報警系統的設定值無法輕易修改，經常誤報或來不及處理。由于只具有固定的上下限報警，不具備高級計算模型，所以無法通過報警系統實時發現參數偏離趨勢，在參數發生變化早期無法提前提示。

綜合以上不足，需要建立智能的監盤大腦，通過多工況多模式的智能學習建立監盤模型，對當前運行狀態進行動態辨識，從運行數據當中提取有價值的信息，再結合運行經驗和知識進行初步的分析判斷，讓運行人員能夠提前預判和及時處理異常，避免故障的發生。

3　智能監盤系統的優勢特點

智能監盤是應用智能化手段，將運行規程和電力安全規程編譯成智能程序，由智能程序代替監盤人員主動對運行中的各類參數（溫度、壓力、液位、振動、電流、流量、流速、電導等）和設備狀態（啟停、備用、檢修、開啟、關閉）進行監測，并根據重要程度依次將運行波動呈現給監盤人員，并給出相應調節手段、調節量以及所產生的影響和效果，指導現場監盤人員更好、更優地調整機組運行。

通過建立多數據源融合的、內嵌AI算法的多工況多模式的機組智能學習與動態辨識系統，可以同時調用多種來源的數據，并結合運行經驗設置監控規則和手段，可全面并及時掌握最新的機組狀態信息和捕捉到早期異常情況，幫助運行人員在第一時間發現運行狀態或設備狀態異常。利用機器代替人工監盤，可以避免“人”的不確定因素，大大提高了監盤的效率，同時大大降低了運行人員的勞動強度。

智能監盤的主要目的就是為了降低運行人員的勞動強度，提高監盤質量，保證機組安全、經濟、穩定的運行。

一方面通過智能監盤能夠避免在監盤過程中各個工藝流程畫面來回切換，通過對各重要參數以及變化率與安全裕度進行自動比對并報警提示。通過智能監盤還能夠自動記錄重要運行參數，減少抄寫參數報表環節，不僅能夠很大程度地降低運行人員的勞動強度，還能夠杜絕運行過程中因人為因素帶來的誤判斷。

另一方面智能監盤還可以主動監測發現運行過程中存在的問題和異常，主動跟蹤評估操作后對操作結果的影響并及時進行修正，避免因多人監盤造成的誤操作，杜絕盲目操作、跨專業操作不熟悉等運行不規范行為造成的不良后果，提高監盤質量。

4　智能監盤系統架構、組成與關鍵技術

4.1　智能監盤系統的技術架構

圖1  電廠智能監盤系統的技術架構圖

智能監盤系統核心在于監盤操作的自動化、智能化，即對全廠設備參數進行實時的在線監測，實現生產實時數據的在線采集、傳輸、分析及結果輸出，具備設備參數變化趨勢預測和設備運行狀況預判功能，結合設備測點報警等技術，實現監盤系統的可視化異常報警、設備異常參數實時追蹤等功能。其技術架構如圖1所示，生產實時數據經電廠DCS控制系統進入電廠PI系統（實時數據庫），智能監盤系統讀取實時數據庫中各設備監測點的實時數據，動態計算監視參數基準值，完成智能監盤報警計算。用戶可以在此過程中進行監盤組態和調試，查看數據和報警信息。智能監盤用戶界面顯示智能抄表數據及監盤報警計算結果，除實時監測數據之外，智能監盤系統還能夠在實時數據庫中讀取歷史存檔數據結合實時數據進行對比分析，完成趨勢預測和設備運行狀況評估等功能。

4.2　智能監盤系統的組成

智能監盤系統主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分主要為服務器配置，通常系統服務器配置從功能上分為兩種，即計算服務器和發布服務器。計算服務器主要是用來完成數據接收、存儲和計算功能，發布服務器則主要承擔數據發布的功能。服務器的配置數量一般視數據量和計算的復雜程度而定，且要預留一定的余量拓展空間。在研究案例中，電廠智能監盤系統配件系統共配置了兩臺服務器，一臺為計算服務器，一臺為發布服務器。系統部署在電廠生產信息安全區，生產實時數據庫為SIS系統PI數據庫，系統服務與PI服務器采用廠內5G專網通信。系統軟件開發采用SSM整合框架和Java語言編程，具有良好的開放性、實時性和可靠性。

4.3　智能監盤系統的關鍵技術

系統建設采用的關鍵技術包括：

多變量無參數模式識別技術：聯合循環機組是復雜的系統，在實際運行過程中，工況復雜多變，參數之間的耦合關系很難通過機理進行準確計算。通過多變量無參數模式識別技術，用歷史數據挖掘、分析機組過去的行為特點，實現運行參數、運行系統的建模，建立機組運行系統中多個變量之間的關系模型；并感知和識別當前的工況變化，實時掃描大量參數的變化，從而產生動態的報警帶。

知識庫技術：主要包括監盤知識庫的建立和組態，實現將已有的運行經驗進行結構化方法和配置，實現監盤經驗積累和沉淀。并通過模式識別與知識庫融合的技術，最終實現與機組系統的狀態變化動態結合進行應用。

聯合循環機組運行智能監視的關鍵參數體系和邏輯體系研究：系統研究和梳理電廠機組運行參數智能化監視的業務內容，建立實時監視的關鍵參數體系，以機組、系統等關鍵監盤對象為單位，建立監盤的邏輯體系。

5　結論

智能監盤系統是電廠數字化建設的重要內容，同時也是電廠生產自動化系統的重要組成部分。智能監盤系統的應用，能夠有效減輕監盤運行人員的工作強度，同時極大提升監盤的效率和質量，避免人為因素導致的監盤錯漏、失誤所帶來的安全風險。而更為重要的是，智能監盤系統使得電廠監盤從設備異常報警轉變為設備異常預警、從現況分析發展為趨勢預測，這無疑極大地提高了電廠設備運行的安全系數和穩定性。

作者簡介：

陳筱松（1990-），男，廣西梧州人，工程師，學士，現就職于溫州燃機發電有限公司，主要從事燃氣-蒸汽聯合循環機組數字化、安全及熱工技術管理工作。

周方盛（1976-），男，浙江溫州人，工程師，學士，現就職于溫州燃機發電有限公司，主要從事燃機發電及設備管理工作。

張哲亮（1974-），男，浙江臨海人，工程師，學士，現就職于浙江浙能電力股份有限公司臺州發電廠，主要從事發電廠安全、經濟運行及自動化控制管理工作。

周興益（1977-），男，浙江寧波人，助理工程師，大專，現就職于浙江浙能電力股份有限公司臺州發電廠，主要從事燃氣-蒸汽聯合循環機組熱工技術管理工作。

李圣出（1976-），男，浙江溫州人，工程師，學士，現就職于浙江浙能電力股份有限公司臺州發電廠，主要從事燃氣-蒸汽聯合循環機組運行、安全生產管理工作。

參考文獻：

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[3]張齊,楊定祥.小灣電廠無人值班智能監盤系統[C]//中國電力技術市場協會.2021年電力行業技術監督優秀論文集.2021:10.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.054295.

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摘自《自動化博覽》2025年3月刊