[摘 要]針對(duì)新能源場(chǎng)站點(diǎn)多面廣、數(shù)據(jù)采集難、運(yùn)維成本高等管理痛點(diǎn),國(guó)家能源集團(tuán)湖南電力新能源有限公司依托區(qū)域新能源集控中心建設(shè),利用數(shù)字化信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù),以自主可控的集控系統(tǒng)、時(shí)序數(shù)據(jù)庫、邊緣數(shù)據(jù)采集(轉(zhuǎn)發(fā))、數(shù)據(jù)清洗與治理等為基礎(chǔ),構(gòu)建起新能源區(qū)域集控平臺(tái),全方位打造集區(qū)域生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急響應(yīng)、清潔能源集控、網(wǎng)絡(luò)安全指揮為一體的“生產(chǎn)指揮中心”,實(shí)現(xiàn)了更加高效、安全、可靠的綜合能源管理,為電力企業(yè)在區(qū)域內(nèi)“集價(jià)本利”提供了新的思路和方案。
[關(guān)鍵詞]新能源;區(qū)域集控中心;綜合能源管理;數(shù)字化升級(jí)
一、公司簡(jiǎn)介
國(guó)家能源集團(tuán)湖南電力新能源有限公司(簡(jiǎn)稱“湖南電力新能源公司”)于2014年8月成立,2021年2月與巫水公司重組整合,采用“車間制”管理模式進(jìn)行管理,全面負(fù)責(zé)國(guó)家能源集團(tuán)湖南公司在湘風(fēng)電、水電、光伏資源開發(fā)、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)工作。
公司現(xiàn)有總裝機(jī)規(guī)模47.545萬千瓦,下轄三家風(fēng)力發(fā)電企業(yè)、一家水力發(fā)電企業(yè)和三家光伏發(fā)電企業(yè)。這七家公司項(xiàng)目所在地分別位于永州市江永縣、益陽市安化縣、邵陽市城步苗族自治縣、常德市桃源縣、長(zhǎng)沙市長(zhǎng)沙縣。
二、實(shí)施背景
(一)響應(yīng)集團(tuán)工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要
2021年6月,國(guó)家能源集團(tuán)編制《國(guó)家能源集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃》,構(gòu)建了集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展藍(lán)圖和“十四五”信息化總體架構(gòu),并搭建了由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、生態(tài)協(xié)作平臺(tái)、智慧管理平臺(tái)組成的“一網(wǎng)三平臺(tái)”,推動(dòng)下屬各企業(yè)加快數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
湖南電力新能源公司積極響應(yīng)集團(tuán)安排部署,以打造“一體化集中管控、智能化高效協(xié)同、可視化高度融合”的極具特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為重點(diǎn),全面推進(jìn)企業(yè)加快數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
(二)適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)的需要
近年來,隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的日益重視,新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速崛起。
在此背景下,湖南電力新能源公司開展了多個(gè)新能源發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)工作,現(xiàn)有人員編制已無法滿足所有場(chǎng)站的運(yùn)維需求。如果采用委托運(yùn)維的方式,將增加場(chǎng)站運(yùn)行成本,無法保障場(chǎng)站收益率。
(三)解決場(chǎng)站點(diǎn)多面廣、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率及時(shí)性存在問題的需要
湖南電力新能源公司新能源開發(fā)項(xiàng)目點(diǎn)多面廣,各所屬場(chǎng)站實(shí)行分散化管理,工作效率不僅低下,機(jī)組運(yùn)行和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)還極易出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)、遲報(bào)、漏報(bào)的問題,且人為干預(yù)因素?zé)o法有效規(guī)避。
(四)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘、多業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)的需要
面對(duì)國(guó)家能源集團(tuán)湖南公司業(yè)務(wù)多元化需求,公司現(xiàn)有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景較為單一,推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理、聯(lián)動(dòng)、共享勢(shì)在必行。
三、主要做法
(一)建設(shè)集控中心,搭建集控系統(tǒng)
公司按照“一省一控”原則,制定以分區(qū)建設(shè)(生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū))+三級(jí)部署(場(chǎng)站側(cè)、區(qū)域側(cè)、集團(tuán)側(cè))為主要內(nèi)容的省級(jí)集控中心建設(shè),推進(jìn)清潔能源場(chǎng)站實(shí)現(xiàn)“集中控制、數(shù)據(jù)共享、智能運(yùn)維”。
1.生產(chǎn)控制大區(qū)
湖南省區(qū)域集控系統(tǒng)功能完備,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、水多種類型新能源發(fā)電場(chǎng)站的接入,應(yīng)用包括監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理平臺(tái)系統(tǒng)、箱變監(jiān)控系統(tǒng)、AGC/AVC監(jiān)控系統(tǒng),生產(chǎn)Ⅱ區(qū)已經(jīng)完成故障錄波主站系統(tǒng)、保護(hù)信息主站系統(tǒng)及風(fēng)功率遙測(cè)主站系統(tǒng)建設(shè)。
2.管理信息大區(qū)
在生產(chǎn)管理區(qū)部署電力調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)及調(diào)度電話,在管理信息區(qū)部署設(shè)備預(yù)警系統(tǒng)、智能監(jiān)盤系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析及自動(dòng)報(bào)表系統(tǒng)。
3.通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
通信傳輸網(wǎng)將各場(chǎng)站通過電力專線接入湖南省區(qū)區(qū)域集控中心。每個(gè)場(chǎng)站增加2M接口通道,通過SDH傳輸通信網(wǎng)接入省電力傳輸通信網(wǎng)絡(luò),再由省電力通信網(wǎng)連接湖南區(qū)域集控長(zhǎng)沙遠(yuǎn)程集控中心SDH通信設(shè)備,以滿足新增電力專線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸及安全管控平臺(tái)接入要求。
4.網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)
集控中心嚴(yán)格遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證、綜合防護(hù)”的原則,依照等保三級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。
實(shí)時(shí)控制區(qū)與非實(shí)時(shí)控制區(qū)之間,采用防火墻進(jìn)行邏輯隔離,原則上只運(yùn)行控制區(qū)主動(dòng)向非控制區(qū)建立連接;生產(chǎn)控制大區(qū)與管理信息大區(qū)設(shè)置電力專用的正向隔離裝置,僅允許數(shù)據(jù)由生產(chǎn)區(qū)向管理區(qū)進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸。
生產(chǎn)控制大區(qū)與電力專線的邊界處,部署電力專用的縱向加密裝置,場(chǎng)站側(cè)與集控的縱向數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)雙向認(rèn)證、訪問控制和數(shù)據(jù)加密。
管理信息區(qū)與運(yùn)營(yíng)商專線邊界處部署工業(yè)防火墻,按照最小化原則配置安全策略。
5.集控系統(tǒng)建設(shè)
為確保新建的集控系統(tǒng),能夠完全滿足國(guó)家能源集團(tuán)、當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司等對(duì)系統(tǒng)的安全要求,系統(tǒng)中所有涉及電網(wǎng)生產(chǎn)控制大區(qū)的軟硬件,包括服務(wù)器、場(chǎng)(站)交換機(jī)、防火墻、路由器、隔離設(shè)備、加密設(shè)備等,都采用滿足電網(wǎng)安全要求的設(shè)備。所配套的操作系統(tǒng)為安全操作系統(tǒng),具有正版授權(quán)許可。
結(jié)合省內(nèi)實(shí)際情況,公司科學(xué)設(shè)計(jì)符合“一區(qū)域一集控”實(shí)際需要的系統(tǒng),在實(shí)現(xiàn)新能源場(chǎng)站集中管理的同時(shí),保證對(duì)未來信息系統(tǒng)建設(shè)的兼容性。
(1)整體采用分布式模塊化架構(gòu),可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行簡(jiǎn)便、快速擴(kuò)容,并提供與其他第三方系統(tǒng)互聯(lián)互通的接口。
(2)系統(tǒng)性能指標(biāo):系統(tǒng)的年可用率不小于99.9%;任何時(shí)刻冗余配置的節(jié)點(diǎn)之間可相互切換,冗余熱備用節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換,熱備用節(jié)點(diǎn)接替值班節(jié)點(diǎn)的切換時(shí)間<3s;設(shè)備電源故障切換無間斷,對(duì)雙電源設(shè)備無干擾;各類系統(tǒng)的平均無故障運(yùn)行時(shí)間(MTBF)≥25000小時(shí);系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)速率為10Mbps/100Mbps/1000Mbps;計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通信的通道速率為64Kbps-100Mbps。
(3)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理指標(biāo):百萬數(shù)據(jù)點(diǎn)查詢具備秒級(jí)處理能力;支持?jǐn)?shù)據(jù)多種聚合類型查詢;支持海量數(shù)據(jù)導(dǎo)出;對(duì)遙信量、遙測(cè)量和遙控量處理的正確率=100%;遙信動(dòng)作準(zhǔn)確率>99.99%;遙控準(zhǔn)確率=100%;站間事件順序記錄(SOE)時(shí)間分辨率<10ms;升壓站設(shè)備事件順序記錄分辨率(SOE)≤2ms;風(fēng)電機(jī)組的事件順序記錄分辨率(SOE)≤5ms。
(4)人機(jī)通信響應(yīng)時(shí)間至少應(yīng)滿足:調(diào)用新畫面的響應(yīng)時(shí)間,全圖形顯示≤2s(90%實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面);在已顯示畫面上動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間≤3s;操作員控制命令發(fā)出顯示回答時(shí)間≤1s;報(bào)警或事件產(chǎn)生到畫面字符顯示和發(fā)出聲響的時(shí)間≤3s。
(5)對(duì)系統(tǒng)錯(cuò)誤或異常準(zhǔn)確記錄并及時(shí)提示。
(6)存貯容量指標(biāo):歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間≥3年,并具備轉(zhuǎn)存至外部存儲(chǔ)器的功能;對(duì)其他應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn),應(yīng)用服務(wù)器磁盤剩余空間≥60%;當(dāng)存儲(chǔ)容量余額低于系統(tǒng)運(yùn)行要求容量的80%時(shí)發(fā)出告警信息。
(7)系統(tǒng)資源指標(biāo):服務(wù)器正常負(fù)荷率宜<30%,事故負(fù)荷率宜< 50%;網(wǎng)絡(luò)正常負(fù)荷率宜<20%,事故負(fù)荷率宜<40%;正常情況下局域網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載率宜<10%。
(8)系統(tǒng)對(duì)時(shí)性指標(biāo):整個(gè)系統(tǒng)對(duì)時(shí)精度誤差≤1ms。
運(yùn)行值班人員通過生產(chǎn)指揮中心集中管理、場(chǎng)站側(cè)發(fā)電單元的遠(yuǎn)程操控、升壓站的全量接入及遠(yuǎn)程控制,構(gòu)建了“無人值班、少人值守、集中監(jiān)控”的生產(chǎn)模式,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備智能化管理,有力支撐了運(yùn)檢模式創(chuàng)新、生產(chǎn)管控綜合優(yōu)化和決策指揮,提升了新能源運(yùn)營(yíng)管理水平,為將來區(qū)域“智慧運(yùn)維”奠定了基礎(chǔ)。
(二)管理模式迭代,適應(yīng)嶄新環(huán)境
1.生產(chǎn)指揮中心開展“制度型”班組建設(shè)
在集控中心創(chuàng)建之初,生產(chǎn)指揮中心根據(jù)工作性質(zhì)、職責(zé)要求、人員配置等要素,制定了人員的崗位職責(zé)及對(duì)應(yīng)的工作標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上,保留部分現(xiàn)有規(guī)定制度,補(bǔ)充修訂日常工作的流程及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),制定了《遠(yuǎn)程集控中心管理規(guī)定匯編》《遠(yuǎn)程集控中心應(yīng)急預(yù)案匯編》《區(qū)域集控中心標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)范》《區(qū)域集控中心調(diào)度管理規(guī)定》等10余項(xiàng)工作制度,逐步建立起標(biāo)準(zhǔn)化安全管理及培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)體系。
班組統(tǒng)一以運(yùn)行維護(hù)部為出口,明確集控中心的工作內(nèi)容、工作職責(zé)和工作范圍,同時(shí)建立相應(yīng)的考核機(jī)制,對(duì)所屬各場(chǎng)站發(fā)電設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控。
2.生產(chǎn)指揮中心開展“精細(xì)化”班組建設(shè)
生產(chǎn)指揮中心以集控中心為依托,實(shí)現(xiàn)人員排班、交接班、值班信息系統(tǒng)化和兩票管理電子化,進(jìn)一步規(guī)范運(yùn)行管理;通過電子化歸檔安全制度、應(yīng)急預(yù)案、安全工器具資料、安全監(jiān)督管理,保證安全管理工作精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化;通過大數(shù)據(jù)分析等手段,對(duì)長(zhǎng)期積累的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析,深入開展風(fēng)電運(yùn)行對(duì)標(biāo)工作。
同時(shí),開展安全生產(chǎn)合理化建議工作,鼓勵(lì)班組成員敢想敢說,為安全生產(chǎn)建言獻(xiàn)策,定期開展獎(jiǎng)勵(lì)“金點(diǎn)子”活動(dòng),逐步形成良好的工作氛圍。
3.生產(chǎn)指揮中心開展“學(xué)習(xí)型”班組建設(shè)
按照集團(tuán)公司和湖南公司管理要求,生產(chǎn)指揮中心將安全關(guān)口前移,通過構(gòu)筑學(xué)習(xí)平臺(tái),常態(tài)化開展“兩會(huì)一活動(dòng)”,不斷強(qiáng)化安全生產(chǎn)意識(shí),進(jìn)一步強(qiáng)化所屬場(chǎng)站班組安全管理,為公司安全穩(wěn)定運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。
堅(jiān)持每日開展生產(chǎn)運(yùn)行早會(huì),利用視頻會(huì)議系統(tǒng)加強(qiáng)所屬場(chǎng)站安全生產(chǎn)的組織協(xié)調(diào)和管理。
同時(shí),加強(qiáng)業(yè)務(wù)知識(shí)學(xué)習(xí),組織青年員工積極參與公司舉辦的“員工大講堂”活動(dòng),通過理論學(xué)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、交流研討、隨堂考試等形式,不斷提高青年職工工作能力和安全意識(shí)。
4.生產(chǎn)指揮創(chuàng)新串聯(lián)安全管理模式
生產(chǎn)指揮中心班組是企業(yè)內(nèi)部最基層的管理組織單元,是企業(yè)安全、經(jīng)營(yíng)、管理等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。
班組興則企業(yè)興,班組強(qiáng)則企業(yè)強(qiáng)。生產(chǎn)指揮中心創(chuàng)造性地提出串聯(lián)安全管理模式,將各個(gè)生產(chǎn)安全管理環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,進(jìn)一步凸顯區(qū)域管控集約效應(yīng)。
依托生產(chǎn)指揮中心先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)指揮中心班組實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行、檢修管理、安全風(fēng)險(xiǎn)管控和經(jīng)營(yíng)管理等工作的智慧化改造。
在生產(chǎn)運(yùn)行方面,實(shí)現(xiàn)了所屬場(chǎng)站及升壓站監(jiān)控、能量管理平臺(tái)、視頻系統(tǒng)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)等各子系統(tǒng)信息的統(tǒng)一接入、存儲(chǔ)、展示,完成多個(gè)場(chǎng)站的報(bào)表匯總、對(duì)比、分析管理。
在檢修管理方面,實(shí)現(xiàn)了檢修工作電子化,定檢、巡檢、消缺工作全部由系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)范、記錄,使檢修工作更加清晰,責(zé)任劃分更加細(xì)致。其中,電子化所屬場(chǎng)站設(shè)備檢修維護(hù)使用手冊(cè)及作業(yè)指導(dǎo)書等資料,輔助檢修人員完成檢修維護(hù)工作,實(shí)現(xiàn)檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理。
在安全風(fēng)險(xiǎn)管控方面,利用生產(chǎn)指揮中心所記錄的設(shè)備參數(shù)、安裝位置、檢修計(jì)劃、缺陷信息、更換維護(hù)等歷史數(shù)據(jù),對(duì)設(shè)備臺(tái)賬進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。同時(shí),深入挖掘數(shù)據(jù)隱藏信息,提高對(duì)清潔能源發(fā)電設(shè)備安全隱患的預(yù)警判斷,強(qiáng)化場(chǎng)站設(shè)備管理。
在經(jīng)營(yíng)管理方面,利用生產(chǎn)指揮中心各所屬場(chǎng)站間備件信息共享功能,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)備件來源進(jìn)行統(tǒng)一管理,在分散保管的前提下提高備件的統(tǒng)一采購(gòu)、統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一核算效率,在滿足各所屬場(chǎng)站備品備件需求的同時(shí),杜絕現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物管理漏洞,提高備件庫存管理的準(zhǔn)確率和效率。
“串聯(lián)模式”重要一環(huán)是建立“兩票”管理責(zé)任制和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模板?!皟善薄惫ぷ魍瓿珊脡?,關(guān)系到實(shí)際工作中安全是否有保證。依托生產(chǎn)指揮中心信息平臺(tái),積極推進(jìn)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),持續(xù)規(guī)范“兩票管理”,做到電子化歸檔所有安全制度、應(yīng)急預(yù)案、安全工器具資料、安全監(jiān)督管理,提升安全管理工作精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平。
除此之外,建設(shè)生產(chǎn)指揮中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是串聯(lián)模式不可缺少的環(huán)節(jié)。它可以規(guī)范作業(yè)人員操作過程及安全措施,最大程度杜絕違章違規(guī)作業(yè)。所屬場(chǎng)站視頻監(jiān)控全覆蓋,將各所屬場(chǎng)站風(fēng)機(jī)、升壓站、設(shè)備間等重要位置的視頻信息傳輸至集控中心,并在大屏上固定位置輪巡顯示。目前,三個(gè)風(fēng)場(chǎng)、一個(gè)水電站及一個(gè)集中式光伏電站已接入生產(chǎn)指揮中心500路視頻監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控全覆蓋。
生產(chǎn)指揮中心投運(yùn)以來,聯(lián)系實(shí)際完成了大型工作票、操作票、巡視標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、安全用具檢查標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、設(shè)備定期維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模板,尤其針對(duì)大型、復(fù)雜操作項(xiàng)目多、流程復(fù)雜的特點(diǎn),制定了大型、復(fù)雜操作的標(biāo)準(zhǔn)模板,保證每個(gè)員工的操作質(zhì)量均能達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化要求。
(三)數(shù)字化手段輔助,推進(jìn)智慧電站建設(shè)
湖南電力新能源公司以打造勞模創(chuàng)新工作室為抓手,不斷優(yōu)化創(chuàng)新管理的組織架構(gòu)、管理方式、業(yè)務(wù)流程,同時(shí)以QC小組活動(dòng)、五小創(chuàng)新活動(dòng)、勞動(dòng)技能競(jìng)賽為載體,全力打造“智慧化管控模式”。
1.生產(chǎn)指揮中心利用大數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)所屬場(chǎng)站設(shè)備智慧管理
利用生產(chǎn)指揮中心所記錄的設(shè)備參數(shù)、安裝位置、檢修計(jì)劃、缺陷信息、更換維護(hù)等歷史數(shù)據(jù),對(duì)設(shè)備臺(tái)賬進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。
同時(shí),深入挖掘數(shù)據(jù)隱藏信息,提高對(duì)風(fēng)電設(shè)備安全隱患的預(yù)警判斷,如風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析、偏航優(yōu)化、故障分析等設(shè)備級(jí)智能應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬場(chǎng)站設(shè)備的智慧管理。
2.生產(chǎn)指揮中心利用無人機(jī),實(shí)現(xiàn)所屬場(chǎng)站巡檢管理
結(jié)合電子巡檢路線,通過GPS定位,實(shí)現(xiàn)巡檢的線路管理。在巡檢過程中,巡檢人員可通過移動(dòng)終端實(shí)時(shí)查閱設(shè)備信息、狀態(tài),對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷以拍照、錄音等方式登記缺陷,實(shí)現(xiàn)巡檢的智慧管理。
3.生產(chǎn)指揮中心利用可穿戴式遠(yuǎn)程音視頻,實(shí)現(xiàn)所屬場(chǎng)站調(diào)度安全實(shí)時(shí)管理
以實(shí)時(shí)的指揮調(diào)度管理,全面支撐所屬場(chǎng)站的巡視、檢修、試驗(yàn)、安全檢查、應(yīng)急演練等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)節(jié)。其特別適用于對(duì)突發(fā)事故的現(xiàn)場(chǎng)處理和遠(yuǎn)程指揮,為安全生產(chǎn)提供了先進(jìn)的技術(shù)和管理保障。
4.生產(chǎn)指揮中心打造開放、積極、協(xié)調(diào)的創(chuàng)新“微生態(tài)”系統(tǒng)
通過廣泛開展技術(shù)革新、服務(wù)提升、發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng),激勵(lì)引導(dǎo)廣大班組成員立足崗位破解難題、干事創(chuàng)業(yè),實(shí)現(xiàn)班組創(chuàng)新與公司技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合。
5.生產(chǎn)指揮中心通過區(qū)域集控系統(tǒng),保證場(chǎng)站數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可溯源
通過區(qū)域集控系統(tǒng),對(duì)公司所屬5個(gè)場(chǎng)站共計(jì)20余萬“遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控”點(diǎn)位予以核準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)秒級(jí)回傳,并確保數(shù)據(jù)真實(shí)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確,有效支撐集控運(yùn)行人員遠(yuǎn)程監(jiān)盤工作。同時(shí),數(shù)據(jù)作為報(bào)表系統(tǒng)唯一數(shù)據(jù)源,自動(dòng)形成生產(chǎn)日常報(bào)表,保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可溯源。
6.生產(chǎn)指揮中心通過數(shù)據(jù)采集裝置,實(shí)現(xiàn)四大功能
(1)數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集裝置采用松耦合架構(gòu),通過簡(jiǎn)單配置頁面完成采集配置,支持多種數(shù)據(jù)源的管理和采集。數(shù)據(jù)采集流程均可以統(tǒng)一配置與管理,方便實(shí)施與后續(xù)維護(hù),頁面能夠根據(jù)生產(chǎn)過程實(shí)際情況對(duì)軟件進(jìn)行采集配置修改,滿足數(shù)據(jù)采集的安全、穩(wěn)定、可靠、可配置、可管理、可監(jiān)控要求。
數(shù)據(jù)采集原則上應(yīng)全量采集數(shù)據(jù),做到能采盡采。若不具備直接采集條件的,應(yīng)在保證傳輸有效性和時(shí)效性情況下,充分利用場(chǎng)站現(xiàn)有或加裝規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)約定設(shè)備廠家以特定的規(guī)約傳輸設(shè)備原始數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效傳輸。
(2)數(shù)據(jù)傳輸
在場(chǎng)站數(shù)據(jù)傳輸至集控中心的過程中,要滿足國(guó)家能源集團(tuán)各參建新能源公司及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)安全要求,進(jìn)行數(shù)據(jù)安全傳輸。
所有采集對(duì)象的數(shù)據(jù)都封裝到一個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列中,并且添加當(dāng)前GPS時(shí)間作為報(bào)頭,保證上位機(jī)收到數(shù)據(jù)的完整性、時(shí)序性和有效性。
(3)數(shù)據(jù)緩存
數(shù)據(jù)采集緩存主要用于在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中斷時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)與集控中心通訊中斷時(shí),數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序放到消息隊(duì)列中;通訊恢復(fù)后,按照先進(jìn)先出原則上送到生產(chǎn)指揮中心。
(4)指令下控
支持新能源集控對(duì)子站設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)指令下傳功能,支持控制對(duì)象包括風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程控制和變配電設(shè)備(含箱變)的遠(yuǎn)程控制。
風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程控制:支持遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)控制指令的下達(dá),支持對(duì)風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)、復(fù)位、限功率、偏航、掛牌等;有功無功調(diào)節(jié);機(jī)組的其他特殊控制調(diào)節(jié)功能。
變配電設(shè)備(含箱變)的遠(yuǎn)程控制:斷路器/隔離開關(guān)分、合;無功補(bǔ)償裝置的投切;有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)。
(四)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理,實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)
生產(chǎn)指揮中心區(qū)域集控系統(tǒng)在新能源數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚的基礎(chǔ)上,與集團(tuán)統(tǒng)建的“運(yùn)行管理系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)信息共享,在集團(tuán)側(cè)統(tǒng)籌數(shù)據(jù)優(yōu)化應(yīng)用與安全監(jiān)視、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及統(tǒng)計(jì)分析等模塊,進(jìn)行有機(jī)融合。同時(shí),依據(jù)集團(tuán)數(shù)據(jù)入湖標(biāo)準(zhǔn),完成湖南省區(qū)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理工作。
1.數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化
數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)約定設(shè)備廠家以特定的規(guī)約傳輸設(shè)備原始數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效傳輸,要求選擇IEC104規(guī)約作為設(shè)備接入的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。
與各系統(tǒng)采集對(duì)接,支持但不限于通訊協(xié)議列表。(如表1所示)
同時(shí),數(shù)據(jù)傳輸過程中帶標(biāo)簽傳輸。所有數(shù)據(jù)上送(遙信、遙測(cè)、遙脈)均帶時(shí)標(biāo)。
2.運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)包括待機(jī)、發(fā)電、停機(jī)、維護(hù)、受累、未知、離線。(如表2所示)
3.數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化
數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化如表3所示。
4.數(shù)據(jù)單位標(biāo)準(zhǔn)化
用來表示風(fēng)場(chǎng)(光伏)生產(chǎn)運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的物理量所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位規(guī)定如表4所示。
湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心同時(shí)兼顧了省公司生產(chǎn)調(diào)度中心和應(yīng)急指揮中心的職能,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能區(qū)完成“三個(gè)中心”的業(yè)務(wù)覆蓋。
新能源集控系統(tǒng)通過與省公司生產(chǎn)信息監(jiān)視系統(tǒng)、集團(tuán)基石系統(tǒng)大屏可視化聯(lián)動(dòng),經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選治理,將有價(jià)值的數(shù)據(jù)可視化,切實(shí)實(shí)現(xiàn)“風(fēng)光水火”實(shí)時(shí)在線監(jiān)視。
同時(shí),系統(tǒng)統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)新能源、火電生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),充分考慮新能源發(fā)電的波動(dòng)性、不確定性、低邊際成本等特點(diǎn),結(jié)合火電靈活調(diào)峰、現(xiàn)貨交易的規(guī)則,對(duì)功率預(yù)測(cè)展示平臺(tái)予以個(gè)性化、定制化優(yōu)化升級(jí),為區(qū)域電力交易中心適應(yīng)新能源參與多種發(fā)電形式協(xié)同,提供科學(xué)、高效的電力營(yíng)銷策略,真正做好優(yōu)先發(fā)電保障和市場(chǎng)化交易的有效銜接,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)資源效益最大化。
生產(chǎn)指揮中心建設(shè)完備的清潔能源功率預(yù)測(cè)平臺(tái),與湖南省省級(jí)電力交易中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分享,有效指導(dǎo)新能源公司現(xiàn)貨交易業(yè)務(wù)開展。依托實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的功率預(yù)測(cè)值支撐,交易中心可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確研判市場(chǎng)形勢(shì),精準(zhǔn)靈活制定各種交易策略,確保公司實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo),爭(zhēng)取區(qū)域整體效益最大化。
同時(shí),通過省間現(xiàn)貨交易,最大限度地避免了汛期期間因未中標(biāo)電量導(dǎo)致被優(yōu)先棄風(fēng)限電,提高了各風(fēng)場(chǎng)消納分配系數(shù),為年度發(fā)電量目標(biāo)完成夯實(shí)基礎(chǔ)。
四、實(shí)施成效
(一)實(shí)現(xiàn)與集團(tuán)“一三五七”發(fā)展戰(zhàn)略深度融合
湖南電力新能源公司堅(jiān)決落實(shí)集團(tuán)“一三五七”發(fā)展戰(zhàn)略,輔助“一網(wǎng)三平臺(tái)”建設(shè),在新能源數(shù)智化轉(zhuǎn)型道路上展開了積極探索,取得顯著成效。
公司所屬場(chǎng)站已由單獨(dú)運(yùn)行管理變?yōu)榧s化管理,各項(xiàng)管理資源互聯(lián)共享,經(jīng)營(yíng)職能和人員配置得到精減,運(yùn)行管理實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化、規(guī)范化、集中化,管理人員可隨時(shí)通過集中監(jiān)控平臺(tái)掌握每臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),管理效率大幅提升。
公司在集控中心建設(shè)過程中形成的《新能源區(qū)域集中監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》已正式印發(fā),成為國(guó)家能源集團(tuán)公司同類項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)范。
(二)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)站“無人運(yùn)行、少人維護(hù)”
湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心全力推進(jìn)公司降本增效。減少運(yùn)行維護(hù)人員在惡劣環(huán)境下的工作頻率,提升員工的身心健康,充分體現(xiàn)了新時(shí)代的企業(yè)人文關(guān)懷。
班組成員現(xiàn)場(chǎng)輪換,少人值守、運(yùn)維一體,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)人員可在長(zhǎng)沙購(gòu)房、生活,極大改善了職工的生產(chǎn)、辦公和生活條件,進(jìn)一步增強(qiáng)了員工的幸福感。同時(shí),也吸引了一大批高技能人才,員工隊(duì)伍綜合素質(zhì)大大提高,企業(yè)凝聚力極大增強(qiáng),助推企業(yè)健康和諧發(fā)展。
同時(shí),監(jiān)控模式改變后,取消或簡(jiǎn)化就地的監(jiān)控設(shè)備,節(jié)省了設(shè)備購(gòu)置成本和運(yùn)行成本、土建成本和員工生活設(shè)施建設(shè)成本。據(jù)測(cè)算,每個(gè)場(chǎng)站綜合樓建設(shè)投入可減少約800萬元,減少生產(chǎn)人員編制14人,每年可降低人工成本約335.6萬元;設(shè)備運(yùn)維全部自己承擔(dān)不再外委,每個(gè)場(chǎng)站每年節(jié)省外委維護(hù)費(fèi)用200萬元以上,接入的場(chǎng)站越多節(jié)省效能越顯著。
(三)保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時(shí)性、安全性
湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集,報(bào)表自動(dòng)生成,保障了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時(shí)性、安全性。
1.通過分析風(fēng)機(jī)月度實(shí)際發(fā)電量、理論發(fā)電量、設(shè)備利用小時(shí)、設(shè)備可利用率、等效可用系數(shù)、平均風(fēng)速、小風(fēng)切入風(fēng)速、有效風(fēng)時(shí)數(shù)、故障損失電量、調(diào)度限電損失電量、計(jì)劃?rùn)z修損失電量、計(jì)劃?rùn)z修損失電量、性能未達(dá)標(biāo)損失電量、受累損失電量、故障停用時(shí)間、檢修停用時(shí)間、機(jī)組功率一致性系數(shù)等,確保了數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)有效。
2.針對(duì)單機(jī)性能指標(biāo),形成月度分析報(bào)告。具體為應(yīng)用風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)形成報(bào)表,并對(duì)其做同比和環(huán)比分析。指標(biāo)包括月度實(shí)際發(fā)電量、理論發(fā)電量、設(shè)備利用小時(shí)、設(shè)備可利用率、等效可用系數(shù)、平均風(fēng)速、小風(fēng)切入風(fēng)速、小風(fēng)切入合格率、有效風(fēng)時(shí)數(shù)、故障損失電量、調(diào)度限電損失電量、計(jì)劃?rùn)z修損失電量、性能未達(dá)標(biāo)損失電量、受累損失電量、故障停用時(shí)間、檢修停用時(shí)間、并網(wǎng)時(shí)間、待機(jī)時(shí)間、通訊中斷時(shí)間、機(jī)組功率一致性系數(shù)、靜風(fēng)頻率等。
3.按月份統(tǒng)計(jì)、分析關(guān)鍵指標(biāo)當(dāng)前值和同比數(shù)據(jù),并以文字描述形式,深度擴(kuò)展分析性能指標(biāo),并用圖表列出當(dāng)月每日的關(guān)鍵指標(biāo)變化,更直觀地對(duì)比每天數(shù)據(jù)變化。包括:設(shè)備利用小時(shí)、設(shè)備可利用率、等效可用系數(shù)、靜風(fēng)頻率、機(jī)組功率特性一致性系數(shù)、平均風(fēng)速、小風(fēng)平均切入風(fēng)速、有效風(fēng)時(shí)數(shù)、實(shí)際發(fā)電量、累計(jì)損失電量、理論發(fā)電量等。
(四)一個(gè)功能區(qū)完成“三個(gè)中心”的業(yè)務(wù)覆蓋
湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心2022年1月正式投運(yùn),建筑面積約180平方米。中心按照“可視化、信息化、智能化、智慧化”的指導(dǎo)思想立項(xiàng)建設(shè),依托數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)、在線監(jiān)視系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)和統(tǒng)一視頻平臺(tái)開展業(yè)務(wù),其數(shù)據(jù)高度融合、大屏分區(qū)展示、人員指揮集約,成為安全生產(chǎn)管理的神經(jīng)中樞。
目前,湖南區(qū)域公司在運(yùn)裝機(jī)總?cè)萘?13.84萬千瓦,其中在運(yùn)火電企業(yè)2家,裝機(jī)332萬千瓦;在運(yùn)新能源企業(yè)3家,水電風(fēng)電光伏合計(jì)裝機(jī)81.84萬千瓦。湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心具備500萬新能源的遠(yuǎn)程操控及區(qū)域3家火電廠機(jī)組的遠(yuǎn)程監(jiān)視功能,可完全滿足公司的生產(chǎn)和發(fā)展需求。
生產(chǎn)指揮中心是湖南公司全力推進(jìn)生產(chǎn)智慧化的指揮、協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理模式從“分散現(xiàn)場(chǎng)管控”向“集約生產(chǎn)指揮”、從“傳統(tǒng)人工驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)智能驅(qū)動(dòng)”的轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)指揮中心主要承擔(dān)智能調(diào)度、監(jiān)視監(jiān)控、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)中心四大職能。
2022年7月22日,湖南區(qū)域啟動(dòng)了“統(tǒng)一控制系統(tǒng)”示范建設(shè),并于2023年2月3日完成所屬湖南新能源公司3家風(fēng)電場(chǎng)、國(guó)電電力湖南公司2家風(fēng)電場(chǎng)(共計(jì)213臺(tái)風(fēng)機(jī),444MW裝機(jī)裝機(jī)容量)接入統(tǒng)一集控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)調(diào)度權(quán)限轉(zhuǎn)移。
2023年3月30日,湖南新能源公司存量的巫水電站、增量的碧通光伏電站完成集控建設(shè)全部?jī)?nèi)容并通過國(guó)網(wǎng)湖南省調(diào)的綜合驗(yàn)收,完成調(diào)度權(quán)限轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域清潔能源場(chǎng)站通過“國(guó)能新集”一個(gè)調(diào)度對(duì)象進(jìn)行管理。“國(guó)能新集”成為集團(tuán)首例跨二級(jí)單位管理多家資產(chǎn)主體新能源場(chǎng)站的調(diào)度對(duì)象。
國(guó)家能源集團(tuán)內(nèi)多資產(chǎn)主體融合管理模式的應(yīng)用,是區(qū)域新能源不同資產(chǎn)主體管理體制機(jī)制一體化融合的探索,意味著湖南區(qū)域生產(chǎn)指揮中心向一體化管理模式的最終目標(biāo)又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
新能源統(tǒng)一控制系統(tǒng)示范項(xiàng)目建設(shè),為湖南公司探尋新的管理模式創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)新型管理模式的應(yīng)用,也對(duì)如何利用技術(shù)手段解決非生產(chǎn)監(jiān)控業(yè)務(wù)工作提出了迫切需求,三區(qū)運(yùn)行管理系統(tǒng)的實(shí)施必將為一體化管理模式的實(shí)現(xiàn)提供更加有力的保障。
(五)階段性成果
1.接入場(chǎng)站覆蓋率:已接入?yún)^(qū)域省公司、國(guó)電電力、龍?jiān)措娏λ鶎偃繄?chǎng)站,覆蓋率100%(604兆瓦/604兆瓦)。
2.場(chǎng)站無人值班率:已接入場(chǎng)站全部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指揮中心集中管理,場(chǎng)站無運(yùn)行人員值班,無人值班率100%。
3.發(fā)電單元遠(yuǎn)程控制程度:已實(shí)現(xiàn)區(qū)域集控對(duì)接入場(chǎng)站側(cè)全部發(fā)電單元的遠(yuǎn)程操控。
4.升壓站遠(yuǎn)程控制程度:已實(shí)現(xiàn)接入場(chǎng)站全部升壓站遠(yuǎn)程操控。
5.單位容量造價(jià):2.25萬元/兆瓦(999.8萬元/444兆瓦)。
6.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度:已完成生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和標(biāo)準(zhǔn)化匯聚,待集團(tuán)側(cè)開放接口完成數(shù)據(jù)入湖。
7.支撐湖南區(qū)域電力交易中心開展現(xiàn)貨交易業(yè)務(wù)。2023年1- 5月,新能源公司風(fēng)電實(shí)現(xiàn)累計(jì)發(fā)電量34353.14萬千瓦時(shí),累計(jì)棄風(fēng)限電量220萬千瓦時(shí),同比減少979萬千瓦時(shí);限電率0.64%,同比減少4.16個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí),通過參與省間現(xiàn)貨交易、綠電交易,累計(jì)成交電量4470.84萬千瓦時(shí),增加收入774萬元,提高單位盈利能力每萬千瓦19.44萬元。
截至目前,生產(chǎn)指揮中心已取得5項(xiàng)國(guó)家專利,其中4項(xiàng)發(fā)明專利、1項(xiàng)外觀設(shè)計(jì)專利。2022年度集控中心班組榮獲集團(tuán)公司“青年文明號(hào)”稱號(hào)。
隨著技術(shù)和管理模式的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化,生產(chǎn)指揮中心將融入?yún)^(qū)域火電監(jiān)視,并結(jié)合電力現(xiàn)貨交易、虛擬電廠、智慧電廠等,創(chuàng)新多種經(jīng)營(yíng)運(yùn)行管理模式,以實(shí)現(xiàn)更加高效、可靠、安全的綜合能源管理,為能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。
編輯/溫碧琳 統(tǒng)籌/李蘇