摘 要：介绍超（超）临界火力发电机组智能监盘模型建立、运用、硬件配置。
关键词：超（超）临界 智能监盘。
Abstract: Introduce the establishment, application and hardware configuration of the intelligent monitoring disk model for ultra (super) critical thermal power generating units.
0引言
近年来，随着火力发电行业发展状况改变和经营压力增大，对经济性、安全性和可靠性要求越来越高，对智慧监盘需求越来越旺盛。智能监盘是应用智能化手段，将机组运行知识和经验数字化、模型化，对火力发电生产工艺参数进行预测、评价、归纳，达到用计算机代替运行人员查阅画面、分析参数、关注趋势的目的。智能监盘是DCS系统功能延伸，可降低能耗，提高效率，减少劳动强度，提高火力发电生产的经济型、安全性和可靠性。
1.系统简介
系统架构
智能监盘系统采用高性能服务器，通过通讯读写DCS数据，达到对机组监控的目的。系统架构如图1所示，其中红色虚线框内为服务器。
图1智能监盘系统硬件网络图
人机界面
主界面。显示各个系统组评分结果，每个系统有系统组总分和安全、经济、参数分析、故障预警、自动投入率五个维度的评价信息，用柱状图的高度和颜色呈现五个维度的分值和预警等级。
系统级界面也是二级界面。二级界面包含“安全指标”、“经济指标”、“参数分析”、“故障预警”、“自动投入”评分趋势图。
参数级界面为三级界面。分别展示参数的实时值、期望值、报警值或跳闸值、运行健康度评分等
2.模型建立
1)建模目的
模型是智能监盘的核心。智能监盘的目的是让机器代替运行人员监盘，让机器拥有人的智慧和经验，分析和判断各类数据。把人从繁琐工作中解脱出来，集中精力分析较复杂的监盘问题，将新知识和经验转化为更高级的数学模型，让机器算法将不断迭代、积累，模型不断自学习完善，能代替人完成更多工作。
2)建模方法
火力发电厂生产过程的非线性以及组件间的强耦合性，计算极为复杂繁琐。建模主要采用模块化建模为主，辅以传统热平衡法、矩阵法等，建立火力发电厂的数学模型。通过对整个机组工况参数计算，用于机组及部件的状态监测、趋势预测、故障预警。设备诊断内容包括状态监测、故障诊断、状态预测3个方面。
3.智慧监盘实现
1)参数评价
参数是表征运行状况的重要指标，包括一次测点参数和二次计算参数。智能监盘对过程参数分析分三步完成：第1步删除非稳定工况数据；第2步对稳定工况数据进行分类；第3步对不同负荷下的历史数据分析，计算历史数据的分布，得到统计学上的特征值。特征参数值由最小值、50%分位、众数、平均值、最大值等7部分组成。
2)状态健康度评分
将多种指标评分综合成一个分数，实现当前状态直观、明确的定性判断。通过评分清晰地反应出各系统性能和状态的优劣程度，并追查到影响该项目性能状态的分指标因素。
火电厂设备性能指标、安全评估指标众多，将这些众多的指标进行层次清晰、评估明确的记分，形成记分树，逐步归总成一个厂级分数，反映电厂大系统和各分设备性能和安全状况。从分数可查找引起分数下降的具体指标，及时进行运行优化或发现设备隐患。
对于机组整体评分，采用分指标加权方法。如：
Y=（A1*X1+A2*X2+A3*X3+A4*X4+A5*X5）／100
其中：X1-X5分别为安全、经济、参数分析、自动化投入率、故障评分， A1-A5分别为安全、经济、参数分析、自动化投入率、故障权重。
3)安全评分方式
智能监盘系统对机组的安全性指标依据规范和运行规程，及设备历史运行数据确定参数正常运行边界，并进行实时预测及评价。主要包括：设备重要参数越限；设备投运率；设备故障/缺陷；定期检修、试验、检查。
4)经济评价方式
智能监盘系统对火力发电经济、环保指标进行动态预测。从系统往下细分，求得目标值，可以为严格试验下的优化值，也可是历史数据中获得的经验值。通过各参数指标的目标值列表或拟合/插值特性函数表，并定期学习更新，形成动态的目标值。目标值换算方法较多，实现过程如下：
明确的上下限(Xmin与Xmax)。单调递增时指标的Xworst是Xmin；单调递减时指标的Xworst是Xmax。则测评分数的换算公式为：
如果X超出上限(X>=Xmax)：此时若Xworst是Xmin，则Y=100；若Xworst是Xmax，则Y=0。
如果X超出下限(X<=Xmin)：此时若Xworst是Xmin，则Y=0；若Xworst是Xmax，则Y=100。
如果X在上下限范围内(Xmin<X<Xmax)：Xmax- Xmin。
5)状态健康度评价
将机组各系统和设备按工艺进行逐级分解，从机组到设备级，将各个设备的指标综合成一个分数，实现当前状态直观、明确的定性或定量判断。通过评分清晰反应出项目性能和状态的优良中差程度，并能追查影响该项目性能的主要因素。
4.智慧监盘应用
参数预测与健康度诊断。智能监盘系统实时监视机、电、炉和设备参数进行标杆值预测、健康状态评价和进行故障预警。主要包括风烟、主汽、制粉、抽汽、给水等全部系统预测和诊断模型。
故障分析诊。智能监盘系统对机组主要辅助设备相关系统的典型故障进行预警和运行边界预测，对系统级故障进行诊断。
监盘评价考核。通过智慧监盘记录数据，评比各值、班组和值班员的监盘结果，进行绩效考评。
结束语
通过智能监盘，电厂运行的安全性、经济性、环保指标有明显的提高；能有效地预警设备异常征兆，提高设备的可靠性，减少非计划停用，提高机组的运行水平。有了智能监盘系统，运行人员的劳动强度和工作压力有显著下降，能有效释放运行岗位的劳动力，达到降本增效的目的。
作者简介：廖永强 1980，工程师，从事超（超）临界火力发电机组设计、研究工作。