近日,在浙江杭州盛大召開的第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會中,浙江可勝技術股份有限公司胡中出席會議并作主題演講《Cosin Cloud光熱電站運行智慧管理平臺軟件介紹》,重點分享了智慧管理平臺軟件的功能和應用情況。
圖:胡中
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光熱電站運行面臨的挑戰及應對方案
當前光熱發電進入規模化發展階段,但仍有部分已投運電站發電量達成率不足70%,總體效益仍有待提高。胡中總結了目前光熱電站運行面臨的主要挑戰:
(1)工藝串聯設備多:單一設備發生故障對電站整體運營的影響大;系統或設備的前期設計不合理,導致發電量難以達標,運行問題多。
(2)運維難度大:運行工藝復雜,對操作員要求高,持續改善難度大;項目多建于西北等偏遠地區,多數業主首次參與建設光熱電站,運維人才儲備不足。
(3)管理難度大:光熱發電項目缺少適配的信息化分析及管理系統,運行管理難度大。
胡中表示,依托中控德令哈50WM項目運行經驗和可勝技術在塔式光熱電站領域的設計、工藝、設備和運行技術的多年積累,可勝技術為應對電站運行問題形成了如下解決方案:
(1)光熱+電站設計軟件:根據項目不同能源(光熱、光伏、風電、儲能、輔助能源)裝機規模要求和站址資源條件,實現光熱+電站的方案設計,準確模擬出電站的發電曲線,并進行經濟性測算,提高投資決策準確性。
(2)光熱電站系統仿真培訓平臺:面對運維人才儲備不足的問題,利用光熱電站系統仿真培訓平臺快速高效培養操作運行隊伍,保障設備運行安全和運行效率。
(3)光熱電站運行智慧管理平臺:面對管理難度大、運維難度大等問題,打造智能化運行管理平臺幫助業主降低管理難度,提高系統運行穩定性,持續改善電站運行效益。
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軟件功能介紹
▌光熱+電站設計軟件
該軟件有三個功能:
(1)性能計算:從發電量、度電成本等方面評估光熱項目設計方案的合理性。
(2)初步方案設計:初步設計項目方案,優化光熱儲熱時長、太陽倍數及設備參數等,保證子系統間的匹配性。
(3)總體方案優化:實現光熱+項目不同能源配比方案的優化設計及經濟性尋優。
胡中展示了軟件界面【詳見下圖】,他表示通過不同能源配比下資本金內部收益率曲線,能夠幫助業主用戶找出一些優勢配比方案。
方案設計結果展示
▌光熱電站系統仿真培訓平臺
該平臺有三個特點:
(1)全系統設備級仿真模型
鏡場配置:包括定日鏡、紅外相機、氣象監控設備等;
吸熱系統配置:包括熔鹽管道、入口罐、出口罐、管屏等;
儲換熱系統配置:包含儲鹽罐、熔鹽泵、過熱器、再熱器、預熱器、蒸發器、汽包等;
汽輪發電系統配置:包含汽輪機、給水泵、高壓加熱、低壓加熱、汽輪機、發電機、空冷等。
(2)真實還原操作場景
據胡中介紹,該平臺基于可勝技術真實還原了實際操作界面,可實現操作習慣和工藝理解的無縫銜接,大幅提升學員操作培訓效果;此外,系統支持從聚光、吸熱、儲換熱到汽輪機發電的全流程仿真,以及極端天氣、設備故障等異常工況的應急處理預案培訓,能夠幫助運行人員熟悉故障處理預案,縮短故障處理時間。
(3)高效培訓管理
實時監視:實時控制培訓進度,監視培訓數據,方便培訓教員指導培訓學員;
考核標準:通過操作正確性、及時性、經濟性等多維度考核標準,精準考核學員操作;
長期跟蹤:記錄每次培訓考核數據,長期跟蹤學員的培訓效果。
▌光熱電站運行智慧管理平臺
胡中從三個模塊重點介紹了該平臺:
(1)管理優化
通過信息化手段,大幅度提高電站的管理信息化水平,減少電站管理成本,提高管理效率。具體而言:
①大屏監控
集中展示電站所有實時、歷史及統計數據,支持互聯網推送,管理人員可通過瀏覽器隨時掌握項目運行情況;界面全定制化(數據、算法、圖表形式、元素位置等均可配置),實現“千人千面”;同時接入現場監控視頻,方便遠程查看實時畫面,也可用于電站展示大廳展覽;還整合氣象預測與功率預測功能,展示未來幾天氣象信息及發電曲線,助力預判發電情況。
②集團級集中管控
對于投資建設多項目的集團可以借助智慧管理平臺,將分散在各地的光熱電站數據匯總至智慧化監控平臺,實現統一數據視圖,避免信息孤島。幫助客戶快速了解電站運行情況,優化決策。
③運行日報
實現全自動無紙化管理,支持導入電站原有日報模板生成電子化模板,集成達成率、分系統效率等基礎分析算法,用戶簡單配置后即可自動生成日報;具備完善的審核審批及發布流程,審批后可通過郵件、企業微信等推送,方便隨時查閱,且比傳統電子表格更易檢索。
④氣象災害預警
實現氣象災害(如雷電、大風等異常氣象現象)預警功能,通過郵件、短信及微信方式推送到相關人員,減少氣象災害造成的電站損失。
(2)量化分析
通過量化分析技術,精準定位運行效益瓶頸,幫助電站持續改善運行效益。具體而言:
①發電量偏差分析
發電量偏差=實際發電量-理論發電量(基于氣象數據和性能模型計算的發電量)
發電量偏差分析能夠明確實際與理想運行水平的偏差,并將偏差細化為多種原因:運行原因(啟動時間過長、出口鹽溫低、機組低負荷運行等);非運行原因(設備故障、電網調度限制、設備效率偏差等);其他原因(天氣原因、其他偏差等)。通過具體偏差原因分析,為電站運營提供準確的優化方向。
偏差分析涵蓋每日、月度和年度偏差分析。每日偏差分析分析實際發電量(電站實際輸出的電量)與理論發電量(當天實測氣象數據結合性能模型)的偏差;月度偏差分析統計自然月下每日發電量偏差數據的累計值;年度偏差分析統計自然年下每月發電量偏差數據的累計值。
②階段性電站分析報告
量化分析支持階段性分析報告自動生成與導出,用戶可配置報告樣式,系統集成偏差分析、效率分析等算法,按自然時間段自動生成報告,減輕電量和運行分析工作負擔。
③每日復盤及第二日電站運行建議
量化分析能夠對電站運行概況、發電量偏差進行每日復盤,幫助運行人員了解運行情況及運行不足之處。再根據氣象預測和功率預測功能,給出第二天的電伴熱啟動時間、鏡場預備時間、汽輪機啟動時間等建議,優化運行效果。
(3)設備診斷
通過智能化診斷技術,提前預判光熱電站核心設備的潛在故障風險,防患于未然。具體而言:
①關鍵設備診斷
采用設備建模、運行工藝仿真和歷史趨勢數據分析等技術,實現吸熱器等關鍵設備的疲勞分析故障診斷及熱力系統局部凍堵或漏鹽等異常工況檢測等,及時解決潛在問題,確保系統穩定運行。
②設備檢修管理
通過運行數據分析和工藝要求,及時提醒運維團隊開展設備檢修,減少設備故障。
③專家指導和事件回放
支持遠程實時監視電站運行參數,可勝技術電站運行專家可通過平臺提供遠程指導服務;對各測點歷史記錄播放,完整重現故障前后各系統運行狀態,幫助運行人員分析故障演變過程。
除了上述三大板塊的功能,胡中強調平臺注重安全防護,設計了多維度安全機制:
(1)網絡安全:采用多層網絡結構——用戶層-云服務層-就地服務層,核心數據保存在本地;通過單向網閘設備,電站數據單向傳輸,不影響電站運行安全。
(2)數據安全:支持公有云、私有云、本地化等多種部署方式,數據傳輸采用非對稱加密技術,防范截取與破解風險。
(3)訪問安全:基于用戶-角色-權限(RBS)模型嚴格管控訪問權限;用戶遠程登錄需動態驗證,防止機器破解;后臺實時監視登錄情況,自動檢測并預警異常。
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應用案例與未來展望
據胡中介紹,光熱+電站設計軟件已應用于多個光熱+光熱電站的可研方案設計及初步方案設計;光熱電站系統仿真培訓平臺已經簽訂了六個聚光集熱系統的仿真培訓平臺供貨協議,正在交付中;光熱電站運行智慧管理平臺已成功在中控德令哈50MW項目和中電建共和50MW項目上落地應用,并已上線大屏監控、運行日報、偏差分析等功能,將在2025年陸續上線設備診斷遠程專家指導等功能。
胡中表示,可勝技術將持續加大研發投入,為客戶提供塔式光熱電站設計到運行的全流程、高價值服務,幫助光熱電站業主持續提升電站運行效益,助力光熱產業健康可持續發展。