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针对团体200多台火机电组，分歧类型，有新建，有老的机组，提出五年夜手艺准绳：1）重点推动高性价比数智化利用，有些斟酌经济性，有些利用价格比力高，重点推动性价比比力高的利用。2）周全笼盖保障性根本功能。3）技改项目必需同步斟酌数字化。4）散布推动高价值机组数智化扶植。5）对新建机组建议扶植一体化的智能电站，实现数智化的全笼盖。

——上海发电装备成套设想研究院无限义务公司聪明电站手艺研究所所长助理 方超 作《聪明电站和虚拟电厂手艺实践与进展》的主题讲话

方超：大师好。

我是来自上海发电装备成套设想研究院聪明电站手艺研究所的方超，很侥幸今天可以或许跟大师就聪明电站和虚拟电厂，这两个这几年研究比力多的标的目的跟大师做一个交换和报告请示。

上海成套院1959年，前身是一技部的汽轮机汽锅研究所是全国发电装备一类的研究所，颠末不竭的转型此刻属在国度电力投资团体二级单元。我的分享首要包罗五个方面：

1、引见布景。

习总书记屡次在国际国内主要场所就“碳达峰”和“碳中和”成长主要讲话，此中新型电力系统的扶植实现“双碳”方针的一个必定选择。新型电力系统将面对不竭增添的电网不服衡的风险挑战，一方面电源侧布局产生严重转变，包罗新能源比例年夜幅度增添，煤电占比的逐步下降致使我们一次能源供给不不变。另外一方面负荷侧，用户侧这边也产生的一个严重转变，包罗年夜功率充电举措措施的增添，用电体例的多元化，致使用电负荷峰谷差不竭的扩年夜，是以电网急需经由过程新手艺提高电网的矫捷调理能力，下降全社会的平安经济运转风险，是以聪明电站和虚拟电厂的扶植它的需求日趋显著。

接下来报告请示一下上海成套院这些年在这两方面做的研究和实现。起首是聪明电站顶层设想方面，上海成套院为我们国度电投团体提出涵盖五年夜模块，15个系统，75个功能的一个智能聪明电站手艺线路，而且根据手艺成熟度分为研发、示范、推行三类，为聪明电站的扶植供给决议计划模子和手艺根本。

（图示）左侧这个图是国度电投团体内部初次提出聪明电站手艺线路，周全笼盖了数据平安出产运营分析治理的利用场景，在团体表里进行屡次宣讲。别的提出聪明电站手艺功能矩阵，从手艺利用规模和消息，加工深度两个维度对聪明电厂手艺进行周全阐发。做了一个聪明电站系统的架构设想，包罗需求架构，作为深切解析发电企业的出产、运营、治理项目，从履行、治理决议计划分歧层面指点聪明电站的产物设想。其次功能架构，融会发电范畴分歧方面的最新手艺，指点分歧类型的电厂展开聪明电站的功能设想，手艺架构设想完全聪明电站手艺架构，为系统开辟供给根本的手艺框架指点，最初是收集架构，融入虚拟化、云计较、一体化数据等进步前辈手艺，指点聪明电站的扶植施工，为聪明电站的产物设想、功能设想、系统开辟扶植实行供给了一个手艺线路的支持。

接下来深度融会与手艺与出产治理的需求阐发，从保守的功能动身设想分歧，采取从需求动身的设想，改变设想思绪。从聪明电站的角度对发电企业治理，决议计划层营业需求进行重塑，按照分歧层级用户分歧需求，设想分歧交互内容的体例，最初实现采取一体化平台设想，买通分歧平台之间系统孤岛，如许的设想思惟已利用在国度电投分宜聪明电站的设想和实行傍边，一会儿我可能会有大要五六分钟的视频引见一下分宜聪明电站。我们为我们团体供给科学聪明电站科学实行计划，针对团体200多台火机电组，分歧类型，有新建，有老的机组，提出五年夜手艺准绳：

1）重点推动高性价比数智化利用，有些斟酌经济性，有些利用价格比力高，重点推动性价比比力高的利用。

2）周全笼盖保障性根本功能。

3）技改项目必需同步斟酌数字化。

4）散布推动高价值机组数智化扶植。

5）对新建机组建议扶植一体化的智能电站，实现数智化的全笼盖。

聪明电站我们做了要害手艺研究，由于时候关系我首要引见五项要害手艺，要害手艺之一是状况检验跟数字孪生手艺，我们上海成套院基在几十年在装备靠得住性的手艺堆集，率先在国内成立涵盖机炉电，三年夜辅机和主要辅机状况检验尺度系统，按照这个尺度系统我们开辟了智能化状况检验系统，采取一体化平台实现六年夜功能利用，包罗多元数据融会的智能监测，年夜数据人工智能动预警和智能阐发，多状况耦合的智能诊断，和数字孪生去实现三维及时感知和检验智能筹谋和深度营业融会，今朝行业最好实践，客岁加入第三届中国工业互联网年夜赛，在几百家能源行业范畴里面，包罗电网良多单元里我们拿了能源行业的第一位。我们在国度电投已实现了四家电厂八台机组的事迹，为了晋升装备状况监测跟阐发诊断的结果做了一下要害手艺的利用，包罗成立国度电投团体级的毛病常识库，别的基在天然说话处置的发机电运维数据的阐发，我们实现了毫秒级数据，秒级数据，在线、离线数据多元数据融会。别的把人工智能和对装备很是领会的机理阐发做了一个融会，做了多状况耦合诊断。

汽锅和汽轮机做了数字孪生，我们做了全部汽锅受热面的数字孪生，把疲惫、氧化、侵蚀所有的工具经由过程三维可视化的体例进行显现。

别的做了基在人工智能的汽轮机部件状况邃密化监控。根基上1：1，建模汽轮机数字孪生体，把无限源做成在线阐发去把应力场、温度场及时揭示到全部汽轮机在线监控傍边，经权势巨子院士判定，这两项功效到达国际领先，全部状况检验的手艺到达国际进步前辈程度。

四个电厂整体利用结果，四家电厂每一年经由过程削减非停，优化检验项目，节俭检验费用、材料费和人员的收入，增添发电时候，我们发生了间接经济效益年夜约四家电厂一共一年发生1600多万元，终究实现从智能监测，智能阐发，智能诊断，智能检验，功课反馈全方位的智能化检验系统闭环，起到数字化推动发电企业检验营业高质量转型的整体结果，晋升手艺靠得住性，为新型电力系统供给一个保障。

除火电范畴之外，还在此外行业有了一些利用，包罗风电范畴，实现包罗三维可视化的运转总揽，要害部件的寿命猜测，我们做了在线的寿命评估，智能预警，毛病统计和健康度评估，为风机全体健康评价和它的延寿供给参考价值。

国度电投比来新兴分析聪明能源范畴，实现运转总揽，装备状况监测，三维监控和装备机能阐发等方面。

手艺二：全进程智能燃料手艺，经由过程手艺减员增效双晋升。

率先从燃料入场到燃料调和节制全进程智能化系统，霸占动态配煤常识库，煤种溯源和煤仓动态分层监测，从数据源、数字孪生煤厂，输煤全流程节制、斗轮机无人值守，机械人主动巡检等手艺，开辟全部全进程的智能燃料系统。

简单说一下利用环境，在国度电投的沁阳电厂、分宜电厂、黔西电厂、五彩湾电厂完全相干的利用，以沁阳电厂单个电厂为例，实现以下利用结果。一号机组平均负荷率61.89%，每一年的增添收益到达800万元。并且供给每个月分时候段最优的配煤方案，助力邃密化配煤。其次有助在运转人员实时判定燃煤仓的煤种转变，指点邃密化掺烧。并且帮忙配煤掺烧治理人员减轻逐日配煤工作量年夜约30%。

手艺三：结焦监测预警和聪明燃料优化系统，晋升机组运转平安性、经济性。

连系新疆五彩湾电厂做引见，新疆准东煤，碱金属含量很是高，今朝现有的汽锅没有法子完全实现一个全准东煤的燃烧，一般只能保持50—70%的掺烧比例，部门进步前辈机组能到达80%比例，一旦跨越某一个临界值，水冷壁、分隔屏、过热器、再热器增受热面会产生严峻沾污、结渣、积灰，会致使受热面壁温超温，乃至爆管，烟道梗塞、失落核心问题频发。如许严峻限制准东煤的开辟操纵。

上海成套院建立一套基在人工智能手艺的燃煤汽锅结焦监测预警和智能燃烧优化系统，连系一些光学、声学道理，本来DCS的年夜数据，做了一些计较，可以或许获得受热面的沾污系数CF。经由过程沾污系数实现数字化、可视化的展现，对它进行平安监控。

经由过程MODBUS485双向通信和谈实现与DCS数据之间的交互，基在人工智能手艺，对机组运转数据进行前期处置、查找。推理分歧工矿下的最优运转模式，经由过程批改DCS氧量给定、二次风挡板开度等，做了一些运转优化，做到自寻优以后，对五彩湾电厂实现准东煤百分之百的燃烧操纵，不需要任何掺配，核算一下，每一年节流燃料本钱单个电厂大要5万万到8万万元，提高装备运转靠得住性，耽误检验周期，每一年节流检验本钱年夜约400万。

手艺四：矫捷性节制与智能运转手艺扩大机组盈利鸿沟。

率先在节制一区实现毛病的自动防御，自动处置，智能优化。应用AI算法、年夜数据、多方针寻劣等，提高智能和领航运转能力，扩大盈利鸿沟，下降机组全体的能耗。

为了晋升矫捷性运转能力，首要实现以下几个要害手艺利用：包罗参数预警，平安运转鸿沟、毛病诊断和主动处置。统筹经济性和矫捷调理能力的机组智能调和机制。包罗顺应升调运转工矿机组矫捷APS手艺，多方针动态降维，多优化引擎智能婚配的运转优化。

经由过程AGC和APS无机连系，实现风烟、给水系统全程主动节制。率先设想智能选磨法式，实现磨煤机按照指令矫捷启停，全体晋升机组的矫捷性运转能力，深度调峰合适规模内机组主动投入率到达百分之百，知足两个细则查核的要求，机组调理速度年夜约2—3%，全体利用这项手艺以后，能够在同功耗下对照，全体煤耗下降1到2克，同时削减运转人员的监盘强度。

手艺五：智能巡检与智能机械人手艺制造巡检无人化。

霸占了巡检机械人工业表计辨认，密闭情况机械人状况感知、机械人特种检测等要害手艺，孵化的典型产物有汽锅水冷壁检测爬壁机械人，汽锅巡检无人机，灰库清算机械人等特种功课智能机械人，和火电智能巡检机械人系统。

开辟基在计较机视觉手艺的汽锅水冷壁巡检无人机，实现磁密闭空间高速，年夜规模巡检。率先研制汽锅水冷壁爬壁机械人，能够实现最优路径功课、分区域展开邃密化细化检测。这两个非爬一体化，非爬一体化结合方案成功接棒工信部2021年智能财产立异使命，在100多支步队中是工信部第二名。是国度电投团体给一个项目做支持。接棒使命大要以下六点：

除机械人无人机以外，一个智能巡检系统，以田集电厂举例，他们在记实侧巡检，每一年三班两小我，每人24人次。采取系统以后天天的巡检年夜约7到20次，笼盖203个表计和223个跑冒滴漏的测点，每次45分钟以内完玉成部的检测，分析正确率统计下来到达95%以上，人工巡检改成天天三人次，节俭工作量87.5%，智能巡检与智能积极人手艺将带动上游算法，软硬件手艺开辟、产物拆卸、下流现场办事、备品备件、检测装备运维等财产形态，加快全部行业的立异。

虚拟电厂，虚拟电厂之前播一个虚拟电厂的引见视频。

虚拟电厂这个概念这两年比力热点，可是上海成套院两三年前最先结构这个财产，全部国表里的环境，相对来讲欧美电力市场比力成熟，虚拟电厂以聚合散布式能源和用户侧储能为主，经由过程介入现货市场和辅助办事市场获利。国内今朝虚拟电厂首要聚适用户侧可调负荷，介入需求响应市场获利，各地逐步最先摸索辅助办事市场。

上海成套院作为国度电投团体在虚拟电厂的手艺总成单元，我们是率先在国度电投展开虚拟电厂的相干研究和扶植。首要用的一些要害手艺，多类型合适聪明计量、通信手艺，虚拟电厂去需求响应营业展开的一个根本，经由过程联网监测用户侧能量采取一个状况，支持虚拟电厂的同时，去同声用户侧能量邃密化的治理程度。

别的有多类型合适资本和闭环智能节制手艺，是APP介入辅助办事质控营业展开的手艺。多方针优化调剂手艺，晋升虚拟平台和用户的市场合作力和盈利程度。

用户侧高精度负荷猜测，是用户介入需求响应，辅助办事和现货市场一个主要参考。多场景电力买卖辅助决议计划手艺，按照市场环境展开需求响应辅助办事，介入现货等。按照现实虚拟电厂办事，买卖场景和法则，抽取电力买卖介入主体消息手艺局，根据用户负荷猜测、短时间价钱猜测等进行多场景的买卖计较，并对买卖成果进行统计、清算、展现、对照、阐发和评估。可自界说的决议计划优化方针，单元本钱利润等。按照买卖结算数据练习、智能算法模子延续优化跟踪，虚拟电厂资本的范围和市场范围评估按照国网公司给出的数据，到2025年国网25个区域内将有6494万千瓦的可调负荷响应能力需求，假定1/3负荷由虚拟电厂承当，依照12.5%ROI估算，虚拟电厂范畴“十四五”末期将发生一个庞大的市场。

贸易模式总结大要三种盈利模式：一个调剂用户介入需求响应；二是调剂用户介入辅助办事；包罗削峰、填谷、调频。三是调剂用户去介入电力现货买卖，盈利首要来历在电力现货的市场。除需求响应辅助办事的贸易模式之外，还贸易模式的年夜用户分析用能，我们的用户多是钢铁厂、水泥厂、年夜型工业企业用能年夜客户，给年夜用户做一个分析用能办事，不竭赚电网的钱，深切用户的工艺流程，优化用能本钱，帮忙节能做一个盈利。

上海成套院其其实国内率先展开两项虚拟电厂营业模式的摸索，相干的旧事，证券公司的研报都有报导过，一个完成用户侧的储能，介入VAGC调频全连乘测试，跟国度电投广东公司率先实现虚拟电厂介入现货买卖盈利，以精准的短时现货价钱猜测，把电量从0点转移到40，实现平均度电收益到达0.274元，是国内虚拟电厂介入现货买卖第一个案例。

今朝国度电投三个区域做了一个虚拟电厂，已现实在利用，国度电投团体在全域推行虚拟电厂手艺，今朝在江苏、广东、山东去做，一共聚适用户侧的负荷到达1千兆瓦，可调负荷到达273兆瓦，也就是说虚拟电厂已到达270兆瓦的品级，在7月份，在广东虚拟电厂介入需求响应，本年广东气候比力凉爽，需求响应的次数不太多，7月一共介入6次市场化的需求响应，广东政策公然投标，我们6次都中标，总共中了318兆瓦。收益年夜约106万元。广东深圳前不久成立全国首个虚拟电厂治理平台，国度电投广东公司作为首批15家介入首批试点单元之一。

关在行将成长虚拟电厂利用场景首要仍是两个方面，一个跟储能相连系，两个场景利用，一个新能源场景，最年夜化的消纳新能源。

播放聪明电厂视频案例跟大师分享一下。

（视频……）感激大师不雅看。

最初基在前面讲的聪明电厂跟虚拟电厂，基在我们的思虑，对这两个标的目的将来的一个瞻望。

将来聪明电厂的成长趋向，此刻良多聪明电站的系统首要仍是一个消息平台，跟着后面的成长，将慢慢跟电厂的节制系统买通，实现真实的聪明运转，别的包管装备靠得住运转条件下，检测手段会往少人化、无人化的标的目的成长。

聪明电站扶植，还会跟新型电力系统做深度的融会，知足建立新型电力系统的需要。对用户侧、合适侧来讲，将来虚拟电厂的成长趋向，跟着政策导向，要害手艺的冲破真正阐扬虚拟电厂在电网调峰调频的感化。虚拟电厂将来尽量消纳新能源，实现绿色低碳的扶植，虚拟电厂跟年夜的用电用户，此刻倡导叫做智能工场，把智能工场跟虚拟电厂做一个深度融会。

报告请示到这里，感谢大师！

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