光熱發(fā)電行業(yè)歷經(jīng)首批光熱示范項(xiàng)目開發(fā)的1.0時(shí)代,風(fēng)光熱大基地開發(fā)的2.0時(shí)代,現(xiàn)已進(jìn)入以青海省3座350MW大容量獨(dú)立光熱電站開發(fā)為代表的3.0時(shí)代。
時(shí)代在變,但項(xiàng)目運(yùn)行是否能夠?yàn)闃I(yè)主帶來理想的收益是永恒不變的命題,這直接關(guān)系到業(yè)主方的“錢袋子”,是項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方持續(xù)追求的KPI。
目前,已投運(yùn)的首批示范項(xiàng)目的運(yùn)行表現(xiàn)參差不齊,部分電站的發(fā)電量達(dá)成率尚不足70%;已投運(yùn)的風(fēng)光大基地項(xiàng)目中的光熱電站,更多地要參與電網(wǎng)調(diào)峰,運(yùn)行模式復(fù)雜,管理難度相對(duì)更大。
而同樣是光熱電站,為何運(yùn)行收益差距巨大?如何縮短光熱電站的性能爬坡期?如何保障電站長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行?如何持續(xù)提升電站的運(yùn)行效益?這些問題的背后,反映的是行業(yè)對(duì)系統(tǒng)性運(yùn)維能力與智能化管理工具的迫切需求。來看看由可勝技術(shù)自主開發(fā)的CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng)是如何賦能的?
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基于實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行利器
不同于光伏電站“組件+逆變器”的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu),光熱電站是一個(gè)復(fù)雜的“能源轉(zhuǎn)換綜合體”:定日鏡需精準(zhǔn)追蹤太陽以保證聚光效率,熔鹽需在儲(chǔ)熱罐中維持穩(wěn)定溫度以保障持續(xù)出力,汽輪機(jī)需根據(jù)熱鹽參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)荷以避免效率損耗。光熱電站的三大系統(tǒng)如同“齒輪咬合”,任一環(huán)節(jié)的偏差都會(huì)導(dǎo)致整體效率折損。

以青海中控德令哈50MW光熱項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目自投運(yùn)以來,首個(gè)完整年度發(fā)電量即達(dá)到1.22億kWh,創(chuàng)下全球同類型電站投運(yùn)后同期最高水平;2022年度電站發(fā)電量1.464億kWh,達(dá)到年度設(shè)計(jì)發(fā)電量的100.26%,成為全球首個(gè)達(dá)產(chǎn)的塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站;截至2024年12月31日,電站已連續(xù)三年平均發(fā)電量超過設(shè)計(jì)值,達(dá)到100.2%。
該電站現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行近七年,始終保持高水平運(yùn)行表現(xiàn),在電站的運(yùn)行過程中,浙江可勝技術(shù)股份有限公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入項(xiàng)目一線,與運(yùn)維團(tuán)隊(duì)一起做了大量運(yùn)行管理優(yōu)化工作,積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析方法及運(yùn)行優(yōu)化策略。
現(xiàn)在,這些來自一線、經(jīng)過驗(yàn)證的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)策略與技術(shù)成果已系統(tǒng)性的集成到CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng),將幫助更多光熱電站業(yè)主高效管理電站,持續(xù)提升運(yùn)營(yíng)效益。

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揭秘光熱電站的智慧運(yùn)行管理
CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng)由三大功能平臺(tái)組成:基于大數(shù)據(jù)量化分析技術(shù)的運(yùn)行優(yōu)化平臺(tái)、基于云服務(wù)技術(shù)的智能管理平臺(tái)、基于AI算法和機(jī)理模型的設(shè)備診斷平臺(tái)。通過這三大功能平臺(tái)的協(xié)同賦能,可顯著提升光熱電站的運(yùn)行管理水平,改善運(yùn)行表現(xiàn),助力業(yè)主實(shí)現(xiàn)效益最大化。
目前系統(tǒng)已應(yīng)用于青海中控德令哈50MW光熱項(xiàng)目和中電建青海共和50MW光熱項(xiàng)目,經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證取得了良好的運(yùn)行成果。這背后都有哪些“黑科技”的支撐?
▌運(yùn)行優(yōu)化平臺(tái):目前已投運(yùn)的光熱電站總量有限,行業(yè)內(nèi)普遍缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)維人才與科學(xué)的運(yùn)行評(píng)估工具。因此,在提升電站運(yùn)行表現(xiàn)時(shí),常面臨兩大難題:一是難以準(zhǔn)確評(píng)估當(dāng)前運(yùn)行水平,僅能依賴發(fā)電量進(jìn)行粗略判斷;二是在運(yùn)行效果不佳時(shí),難以定位具體原因。針對(duì)這一現(xiàn)狀,可勝技術(shù)基于大數(shù)據(jù)量化分析技術(shù),構(gòu)建“四步優(yōu)化法”,讓發(fā)電量偏差從“不可見”變?yōu)椤翱闪炕?、可?yōu)化”。

1、偏差識(shí)別分析:通過建立數(shù)據(jù)分析模型,系統(tǒng)對(duì)比電站實(shí)際運(yùn)行與理論運(yùn)行曲線之間的差異,定位偏差發(fā)生的時(shí)間點(diǎn),并識(shí)別具體影響因素,包括清潔度、出口鹽溫、低負(fù)荷運(yùn)行及發(fā)電系統(tǒng)效率等。
2、差距量化分類:將識(shí)別出的偏差原因進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),分為“運(yùn)行原因(運(yùn)行策略/清潔度)”、“非運(yùn)行原因(設(shè)備故障/電網(wǎng)調(diào)度/發(fā)電系統(tǒng)效率偏差)”、“其他原因(天氣等)”等類別,并量化各項(xiàng)因素對(duì)發(fā)電量的影響程度,為優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3、運(yùn)行策略優(yōu)化:基于偏差數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,明確運(yùn)行策略的優(yōu)化方向。例如,針對(duì)啟動(dòng)時(shí)間過晚、關(guān)場(chǎng)時(shí)間較早、低負(fù)荷運(yùn)行等操作進(jìn)行糾偏與持續(xù)改進(jìn),從而提升整體運(yùn)行效率與發(fā)電能力。

4、優(yōu)化效果跟蹤:通過持續(xù)的策略優(yōu)化與效果跟蹤,系統(tǒng)自動(dòng)生成月度、季度及年度運(yùn)行分析報(bào)告,幫助管理層及時(shí)掌握電站運(yùn)行狀態(tài)與改進(jìn)成效。
通過以上“識(shí)別-量化-優(yōu)化-跟蹤”的周期性循環(huán),實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)行操作策略的迭代優(yōu)化和操作員操作習(xí)慣的持續(xù)改進(jìn),最終達(dá)成電站運(yùn)行效益的穩(wěn)步提升。
▌智慧管理平臺(tái):當(dāng)前多個(gè)大基地光熱項(xiàng)目陸續(xù)投運(yùn),規(guī)模化、智能化運(yùn)維需求日益凸顯??蓜偌夹g(shù)聚焦光熱電站精細(xì)化、智能化管理需求,基于云服務(wù)技術(shù)開發(fā)智能化管理平臺(tái),降低運(yùn)維成本,提高管理效率。

1、全域?qū)崟r(shí)監(jiān)控:平臺(tái)配置“電站級(jí)/集團(tuán)級(jí)”智慧監(jiān)控大屏,實(shí)時(shí)展示運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)、現(xiàn)場(chǎng)天氣預(yù)報(bào)、未來運(yùn)行趨勢(shì)等核心信息。此外,平臺(tái)支持接入電站實(shí)時(shí)視頻畫面,可實(shí)現(xiàn)在集團(tuán)總部對(duì)多地光熱電站的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與管理,為集團(tuán)層面的運(yùn)營(yíng)決策提供全面依據(jù)。
2、智能運(yùn)營(yíng)管理:替代傳統(tǒng)人工日?qǐng)?bào)模式,平臺(tái)集成全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)日?qǐng)?bào)功能,結(jié)合多類數(shù)據(jù)分析算法,實(shí)現(xiàn)日?qǐng)?bào)快速部署與自動(dòng)化記錄、管理,提升運(yùn)營(yíng)管理效率與數(shù)據(jù)規(guī)范性。
3、運(yùn)行預(yù)測(cè)與智能建議:平臺(tái)集成氣象預(yù)測(cè)和功率預(yù)測(cè)功能,自動(dòng)生成次日關(guān)鍵操作建議,如電伴熱啟動(dòng)時(shí)間、鏡場(chǎng)預(yù)備時(shí)間及汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)間等,幫助電站更好管理第二天的運(yùn)行計(jì)劃;同時(shí),可提前預(yù)警大風(fēng)、冰雹、強(qiáng)降雨等氣象災(zāi)害,支持郵件/短信實(shí)時(shí)推送,為運(yùn)維操作預(yù)留充足時(shí)間。
▌設(shè)備診斷平臺(tái):設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠是光熱電站效益的核心保障。電站一旦發(fā)生設(shè)備故障導(dǎo)致停運(yùn),往往面臨高額整改成本與漫長(zhǎng)修復(fù)周期。為此,可勝技術(shù)即將開發(fā)完成并推出的設(shè)備診斷平臺(tái)以“預(yù)防式管理”為核心策略,通過對(duì)潛在問題的早期預(yù)警與主動(dòng)干預(yù),最大限度降低故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),保障電站連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
設(shè)備診斷平臺(tái)構(gòu)建了覆蓋實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能診斷與在線監(jiān)測(cè)的完整管理流程。通過多維度展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)可全面掌握設(shè)備實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài);依托專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與歷史運(yùn)行趨勢(shì)分析,能夠提前預(yù)判潛在故障;同時(shí)基于實(shí)時(shí)診斷結(jié)果,自動(dòng)通過多渠道推送異常提醒信息,實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)與閉環(huán)處理。
該平臺(tái)還支持對(duì)電站設(shè)備自動(dòng)檢修周期的智能化管理,可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則及時(shí)發(fā)出檢修提醒,有效節(jié)省管理成本,避免因人為遺漏帶來的安全隱患。此外,系統(tǒng)集成故障事件回放功能,便于運(yùn)維專家遠(yuǎn)程追溯故障原因,顯著提升問題排查與解決效率。
例如,熔鹽泵振動(dòng)超標(biāo)是行業(yè)常見的設(shè)備故障,可勝技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)了熔鹽泵多特征聯(lián)合的早期故障預(yù)警與診斷推理模型。該模型基于實(shí)時(shí)和歷史振動(dòng)烈度的綜合分析和原因推理,在閾值報(bào)警、突變報(bào)警的基礎(chǔ)上,增加趨勢(shì)報(bào)警的三級(jí)報(bào)警機(jī)制,通過長(zhǎng)期的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)性分析,更早發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常,協(xié)助運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提前介入處理,從而保障設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在實(shí)現(xiàn)電站管理三大核心功能的同時(shí),CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng)構(gòu)建了“網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)-訪問”三維安全體系,全方位解決業(yè)主對(duì)電站數(shù)據(jù)安全的顧慮。
CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)電站SIS系統(tǒng)的主要功能,同時(shí),相較于傳統(tǒng)電站的SIS系統(tǒng),該系統(tǒng)的價(jià)值在于對(duì)光熱發(fā)電特性的深刻理解與針對(duì)性設(shè)計(jì)。系統(tǒng)針對(duì)光熱發(fā)電高度依賴氣象條件的特點(diǎn),將精準(zhǔn)的氣象預(yù)測(cè)與分析策略融入日常運(yùn)營(yíng),實(shí)現(xiàn)了從“被動(dòng)監(jiān)控”到前瞻性“精細(xì)化管理”的跨越。通過對(duì)聚光、集熱、儲(chǔ)熱、發(fā)電全工藝鏈的性能評(píng)估與優(yōu)化,以及對(duì)吸熱器等關(guān)鍵設(shè)備的智能診斷與健康管理,系統(tǒng)為光熱電站提供了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)SIS的場(chǎng)景化支持,成為保障光熱電站安全、提升效率、降低成本的專業(yè)解決方案。
人工智能等數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,能夠深度賦能光熱電站的智慧運(yùn)營(yíng),為電站業(yè)主和運(yùn)營(yíng)方帶來更大收益。但一套數(shù)字化監(jiān)控信息系統(tǒng)的開發(fā),前提是要有充足的電站實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)支撐,可勝技術(shù)作為目前國(guó)內(nèi)塔式光熱電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)最豐富、運(yùn)行表現(xiàn)最佳的實(shí)力玩家,擁有顯著的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì),這使得其開發(fā)的CosinCloud光熱電站智慧監(jiān)控信息系統(tǒng)更值得期待。
