★温州燃机发电有限公司陈筱松，周方盛

★浙江浙能电力股份有限公司台州发电厂张哲亮，周兴益，李圣出

关键词：电厂数字化；智能监盘；智能监盘系统

随着信息技术在电厂生产、运营管理中的应用不断深入，数字化成为电厂发展的一大趋势。电厂数字化建设实现了对电厂的智能化管理和控制，在提升电厂运行效率和经济效益的同时，也为我国电力行业的转型升级注入了新的活力。本文基于电厂数字化建设实践，以国内某燃机发电厂数字化建设为例，就其智能监盘系统的开发建设进行一些探讨，以期能够为相关研究提供一些参考与借鉴。

1　燃机电厂概况一级标题

电厂装有一套燃气蒸汽联合循环发电机组（包括1、2号燃机及3号汽轮机），总装机容量342MW。1998年6月两台燃机（1、2号机）投产，1999年5月联合循环机组（3号汽轮机）投产。电厂燃气蒸汽联合循环发电机组由两台100MW级燃气轮发电机组和两台余热锅炉、一台100MW级次高压蒸汽轮发电机组组成，三台机组均从美国GE公司引进。

两台燃机为GE公司制造的PG9171E型多燃烧筒燃气轮机。MS-9001E型燃气轮机为重载、单轴、快装式机组，它由压气机、燃烧室、涡轮机组成，通过刚性轴器直接带动发电机工作。

2　电厂监盘中存在的不足

监盘是电厂运行值班人员通过DCS画面对电厂运行系统中的工艺参数进行实时监视、数据分析、操作调整和事故处理的简称。在机组运行过程中，运行人员主要通过人工翻阅控制系统画面监视参数来进行监盘，从而实时掌握、分析、判断机组系统是否处于正常工作状态。传统监盘存在的不足主要表现在以下几个方面。

2.1　人工翻阅效率低、工作强度大

电厂机组运行的监视画面繁多，现场需要监控的设备运行参数分布在上百个控制系统画面，监盘人员即使快速浏览一遍也需要十几分钟。目前电厂运行人员配置精简，还要负责工作票和操作票的办理、定期工作的执行，以及稳态和变负荷时运行参数的调整工作，导致运行人员工作强度大，监盘时很难做到对每一个画面和运行参数的一一实时监视，容易出现信息阅读遗漏。

2.2　监盘判断经验依赖大、缺乏定量标准

电厂监盘运行多年来主要依靠人的经验判断，对于不同的工况和异常的判断缺少定量标准，这使得监盘判断中对人的依赖性较大，监盘运行人员技能水平、责任心和工作状态等对监盘运行质量影响较大。经验丰富、技术水平高、责任心强的监盘运行人员能够较好地完成监盘任务，但人员队伍的良莠不齐很难确定监盘工作质量的稳定，存在一定的安全风险。此外，电厂监盘运行人员年轻化，运行经验缺少积累传承的有效手段，有经验的运行人员只能通过言传身教的方式传递，人员变动时这些经验往往就流失。

2.3　固定界限报警

现有监控系统虽然设有报警系统，但报警系统的设定值无法轻易修改，经常误报或来不及处理。由于只具有固定的上下限报警，不具备高级计算模型，所以无法通过报警系统实时发现参数偏离趋势，在参数发生变化早期无法提前提示。

综合以上不足，需要建立智能的监盘大脑，通过多工况多模式的智能学习建立监盘模型，对当前运行状态进行动态辨识，从运行数据当中提取有价值的信息，再结合运行经验和知识进行初步的分析判断，让运行人员能够提前预判和及时处理异常，避免故障的发生。

3　智能监盘系统的优势特点

智能监盘是应用智能化手段，将运行规程和电力安全规程编译成智能程序，由智能程序代替监盘人员主动对运行中的各类参数（温度、压力、液位、振动、电流、流量、流速、电导等）和设备状态（启停、备用、检修、开启、关闭）进行监测，并根据重要程度依次将运行波动呈现给监盘人员，并给出相应调节手段、调节量以及所产生的影响和效果，指导现场监盘人员更好、更优地调整机组运行。

通过建立多数据源融合的、内嵌AI算法的多工况多模式的机组智能学习与动态辨识系统，可以同时调用多种来源的数据，并结合运行经验设置监控规则和手段，可全面并及时掌握最新的机组状态信息和捕捉到早期异常情况，帮助运行人员在第一时间发现运行状态或设备状态异常。利用机器代替人工监盘，可以避免“人”的不确定因素，大大提高了监盘的效率，同时大大降低了运行人员的劳动强度。

智能监盘的主要目的就是为了降低运行人员的劳动强度，提高监盘质量，保证机组安全、经济、稳定的运行。

一方面通过智能监盘能够避免在监盘过程中各个工艺流程画面来回切换，通过对各重要参数以及变化率与安全裕度进行自动比对并报警提示。通过智能监盘还能够自动记录重要运行参数，减少抄写参数报表环节，不仅能够很大程度地降低运行人员的劳动强度，还能够杜绝运行过程中因人为因素带来的误判断。

另一方面智能监盘还可以主动监测发现运行过程中存在的问题和异常，主动跟踪评估操作后对操作结果的影响并及时进行修正，避免因多人监盘造成的误操作，杜绝盲目操作、跨专业操作不熟悉等运行不规范行为造成的不良后果，提高监盘质量。

4　智能监盘系统架构、组成与关键技术

4.1　智能监盘系统的技术架构

图1  电厂智能监盘系统的技术架构图

智能监盘系统核心在于监盘操作的自动化、智能化，即对全厂设备参数进行实时的在线监测，实现生产实时数据的在线采集、传输、分析及结果输出，具备设备参数变化趋势预测和设备运行状况预判功能，结合设备测点报警等技术，实现监盘系统的可视化异常报警、设备异常参数实时追踪等功能。其技术架构如图1所示，生产实时数据经电厂DCS控制系统进入电厂PI系统（实时数据库），智能监盘系统读取实时数据库中各设备监测点的实时数据，动态计算监视参数基准值，完成智能监盘报警计算。用户可以在此过程中进行监盘组态和调试，查看数据和报警信息。智能监盘用户界面显示智能抄表数据及监盘报警计算结果，除实时监测数据之外，智能监盘系统还能够在实时数据库中读取历史存档数据结合实时数据进行对比分析，完成趋势预测和设备运行状况评估等功能。

4.2　智能监盘系统的组成

智能监盘系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要为服务器配置，通常系统服务器配置从功能上分为两种，即计算服务器和发布服务器。计算服务器主要是用来完成数据接收、存储和计算功能，发布服务器则主要承担数据发布的功能。服务器的配置数量一般视数据量和计算的复杂程度而定，且要预留一定的余量拓展空间。在研究案例中，电厂智能监盘系统配件系统共配置了两台服务器，一台为计算服务器，一台为发布服务器。系统部署在电厂生产信息安全区，生产实时数据库为SIS系统PI数据库，系统服务与PI服务器采用厂内5G专网通信。系统软件开发采用SSM整合框架和Java语言编程，具有良好的开放性、实时性和可靠性。

4.3　智能监盘系统的关键技术

系统建设采用的关键技术包括：

多变量无参数模式识别技术：联合循环机组是复杂的系统，在实际运行过程中，工况复杂多变，参数之间的耦合关系很难通过机理进行准确计算。通过多变量无参数模式识别技术，用历史数据挖掘、分析机组过去的行为特点，实现运行参数、运行系统的建模，建立机组运行系统中多个变量之间的关系模型；并感知和识别当前的工况变化，实时扫描大量参数的变化，从而产生动态的报警带。

知识库技术：主要包括监盘知识库的建立和组态，实现将已有的运行经验进行结构化方法和配置，实现监盘经验积累和沉淀。并通过模式识别与知识库融合的技术，最终实现与机组系统的状态变化动态结合进行应用。

联合循环机组运行智能监视的关键参数体系和逻辑体系研究：系统研究和梳理电厂机组运行参数智能化监视的业务内容，建立实时监视的关键参数体系，以机组、系统等关键监盘对象为单位，建立监盘的逻辑体系。

5　结论

智能监盘系统是电厂数字化建设的重要内容，同时也是电厂生产自动化系统的重要组成部分。智能监盘系统的应用，能够有效减轻监盘运行人员的工作强度，同时极大提升监盘的效率和质量，避免人为因素导致的监盘错漏、失误所带来的安全风险。而更为重要的是，智能监盘系统使得电厂监盘从设备异常报警转变为设备异常预警、从现况分析发展为趋势预测，这无疑极大地提高了电厂设备运行的安全系数和稳定性。

作者简介：

陈筱松（1990-），男，广西梧州人，工程师，学士，现就职于温州燃机发电有限公司，主要从事燃气-蒸汽联合循环机组数字化、安全及热工技术管理工作。

周方盛（1976-），男，浙江温州人，工程师，学士，现就职于温州燃机发电有限公司，主要从事燃机发电及设备管理工作。

张哲亮（1974-），男，浙江临海人，工程师，学士，现就职于浙江浙能电力股份有限公司台州发电厂，主要从事发电厂安全、经济运行及自动化控制管理工作。

周兴益（1977-），男，浙江宁波人，助理工程师，大专，现就职于浙江浙能电力股份有限公司台州发电厂，主要从事燃气-蒸汽联合循环机组热工技术管理工作。

李圣出（1976-），男，浙江温州人，工程师，学士，现就职于浙江浙能电力股份有限公司台州发电厂，主要从事燃气-蒸汽联合循环机组运行、安全生产管理工作。

参考文献：

[1]杨双华.基于机器学习的燃煤火电机组智能监盘系统研究[J].电工技术,2022(22):92-94+99.

[2]唐永基,任海彬,隋炳伟,等.与DCS深度融合的火电厂智能监盘系统的研究与开发[J].智能制造,2022(4):103-107.

[3]张齐,杨定祥.小湾电厂无人值班智能监盘系统[C]//中国电力技术市场协会.2021年电力行业技术监督优秀论文集.2021:10.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.054295.

[4]郭杰华.数字化电厂建设的现状与发展趋势[J].电子元器件与信息技术,2020,4(9):123-124.

[5]薛鸣,余波.浅谈数字化电厂建设的关键技术及发展[J].科技风,2018(32):174-175.

摘自《自动化博览》2025年3月刊