万州数字化电厂实施方案介绍
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神华神东电力重庆万州港电一体化项目发电工程（2X1000MW）
数字化电厂实施方案
1 2 3 4 5
概述 数字化设计 数字化建设 数字化运行平台的建设 数字化电厂实施创新费用估算
概述
从电厂设计、建设、运行和管理全生命
周期角度出发，采用新的设计创新技术，为 神华神东电力设计出高度现代化、自动化、
智能化和集约化的万州数字化电厂。
2．数字化建设
① 采用电厂建设阶段信息系统（即基建MIS）和P6软件， 完成对工程建设过程中的投资、进度、质量和安全的控 制，实现电厂工程建设阶段的信息化管理。
② 充分利用三维设计平台，结合设计院的数字化设计成品， 实现电厂建设阶段的数字化采购，根据工程建设不同阶 段的具体要求，为业主提供满足采购要求的数字化信息。
5 6 7
APS 实施组织及调试费用 数字化升压站设备
数字化升压站电缆节省
全厂 MIS/SIS 统一网络，通过共享网络交换机、存储备份设备，省 8 信息系统 140 去镜像服务器、MIS 与 SIS 之间的网络安全物理隔离设备和 SIS 网 络单独布线的可节约硬件设备投入 140 万元 合计 875 1600
（2）供应商文件：是指供应商提供的与供货内容相关的文字资料和图纸，包括计
算书、数据表、材料表、规范书、图纸和操作手册及维修手册、备品备件清单、质量 保证书等。 工程模型主要是指三维模型： 三维模型是使用专门的三维数字化设计软件建立的工程三维模型，Review模型给 业主提供了高效直观的工程查看方式。
KKS编码对万州数字化电厂进行标识。
三维管道真实放坡设计
厂房内部可视化
我院运用三维数字化设计手段建立了一个完整的三维数字化电厂模型，这是一个
精确的虚拟现实的三维立体空间模型，通过数字化移交我院可以向业主提供一个形象 逼真、感性直观的三维数字模拟电厂。
数字化移交
为满足业主对于数字化移交的需要，我院建立了科学的数字化移交平台，在工程 设计的各个阶段，根据业主的需要，采用合理的数字化移交方式，提供满足业主需要 的电厂数据信息。 我院数字化移交平台的工程信息移交内容是业主、承包商、供应商以及设计院为 保证项目设计、采购、建造、安装、调试等阶段顺利实施，创建和维护的典型阶段版 本及最终版本的工程文件和模型。 工程文件包括设计文件和供应商文件： （1）设计文件：是指工程设计中各设计阶段编制的文字资料（各种技术报告、技 术规范书、说明书等）和图纸。
我院通过设计创百度文库，采用新技术为电厂设计出数字化运行平台，包
②
厂级DCS： 在各单元机组、公用、辅控网络基础上，设置一个整合统一的 厂级DCS控制网络平台，实现对全厂生产系统的监视和控制，并能 在统一的数据库基础上完成厂级性能计算和分析、厂级负荷分配及 控制优化。厂级DCS控制网络设置全功能操作员站，使1人监控全 厂在技术上成为可能，为实现真正的一点监控、减少机组运行人员， 减员增效提供坚实的硬件基础。
④ APS（机组自启停）技术与应 用： 实现电厂分断点APS控制，提 高机组运行的安全可靠性、机组启 停智能化、缩短机组启动时间、减 少了出现误操作的可能。万州工程 设置启动过程4个断点，停运过程3 个断点。
APS系统架构示意
启动过程时序
⑤
无人值守及运行优化： 通过先进网络技术、智能视频监控技术，实现生产过程集控室一点 集中监控，电厂生产实时和视屏信息远程监视、检索和管理，实现输煤、 除灰、水务、脱硫、电除尘等生产现场的无人值守；实施低负荷下机组 运行优化措施，提高机组的整体效率和整体经济效益。
厂级DCS方案的显著特 征是：厂级网络覆盖全 厂所有机组及辅控；全 功能操作员站和厂级工 程师站完成全厂监控及 组态；可实现厂级优化 控制和智能管理。
③
智能保护及智能安防： 采用智能保护系统，实现保护逻辑的智能化、提高保护信号 的可靠性，增强保护系统对不同工况适应性，同时在现场设备数 字化基础上完善智能设备状态管理功能，进行相应的故障诊断以 及在汽机和大型转动辅机上采用振动分析系统（VMS）等系统， 实现事故智能预测预控，切实提高机组运行的可靠性，确保安全 运行。 采用全厂数字化视频监控系统、物联网周界巡更智能系统和 门禁一卡通等智能安防系统，实现全厂范围内的视频监控，电子 巡更，围墙周界入侵报警，大门无人值守、门禁自动识别系统、 厂区停车、消费、考勤一卡通系统。
② 数字化移交：数字化设计成品向建设、施工、运行的移交，以及数字化建设成果向
运行的移交；通过科学的数字化移交平台，在工程设计的各个阶段提供满足业主需要 的电厂数据信息，最终给业主提供一个形象逼真、感性直观的三维数字模拟电厂。
③ 电厂标识系统：我院按照《神东电力公司电厂标识系统编码实施细则》标准，采用
神华万州数字化电厂结构模型
数字化电厂模型包括四个层次和四个支持系统，即现场设备层、厂级监控 层、生产管理层和经营决策层；数据库支持系统、计算机网络支持系统、三维 模型支持系统、电厂标识系统KKS。
1．数字化设计
① 三维数字化设计：在电厂的设计中采用三维数字化设计技术，为电厂的建设提供高
品质的设计成品；三维设计以PDMS工程设计管理系统为平台，多专业协同设计，实 现精细化的布置设计、高效的详图设计和准确的材料统计。
③
信息系统： 采用全厂统一万兆以太网平台，在统一网络平台上构建实时数据库 和关系数据库，实现MIS/SIS一体化，利用数据挖掘技术和数据仓库，对 电厂实时数据、管理数据和视频数据进行数据集成，对电厂MIS/SIS一体 化系统、安防系统、视频会议系统、仿真系统等进行应用集成，在统一 的网络和数据平台上构建全厂的信息系统，实现电厂全面的信息化管理。 ④ 仿真系统： 采用电厂数字化仿真系统，根据电厂主辅机的设计资料建立电厂的 仿真模型，通过在仿真模型中对电厂运行过程中的正常工况与故障工况 的模拟操作，实现对电厂过程的仿真和对电厂运行人员的培训管理功能。
4．数字化管理平台的搭建
① 管控一体化实现全能值班理念： 采用生产过程和管理过程统一的信息平台，在互通互连的全厂数据 平台上，将生产过程和管理过程无缝隙的整合，实现控制优化过程与管 理优化过程的融合、生产和管理一体化，体现全能值班理念。 ② 基于现场总线技术的智能仪表设备管理及维护：
采用智能设备管理系统，利用总线仪表设备的诊断维护特性，实现 基于现场总线技术的智能仪表和设备的管理及维护，变以往的“故障维 护”、“过渡维护”为“主动预测维护”，使仪表设备在全生命周期均 处于良好的技术状态，减少非计划故障损失，降低维护人力成本和备件 投入。
#2机组 RB及50%甩负荷试验
5. 数字化电厂实施创新费用估算（与常规方案比较）
序 创新项目 号 1 2 3 4 厂级 DCS 网络 FCS 组态及调试费用 FCS 设备费 FCS 技术电缆节省 655 （不包括安装费） 150 350 80 （不包括安装费） 节省电气控制电缆 60 公里 150 950 在限额指标的基础上两台机组可节省热控和电气控制电缆约 400 公 里，节省热浸锌钢制电缆桥架约 200 吨。 （万元） （万元） 运行人员相比定额至少减少 45 人。 节省初投资 增加费用 技 术 指 标
⑥
数字化的NCS系统： 通过一次设备信息数字化、二次设备网络化和统一的信息平台，实 现升压站监控系统（NCS）的数字化；以IEC61850为统一的信息平台为 基础，实现一、二次设备监控的数字化、运行管理的自动化。 ⑦ 智能化调度： 以智能电网和智能调度技术支持为核心，利用数据挖掘、智能化处 理、可视化展示、移动互联等技术实现电厂的数字化调度的全程智能化， 为数字化电厂的生产和交易行为提供决策信息和参考。通过从厂级监控 层和生产管理层中提取出真正对适应智能调度全过程信息，数字化电厂 分布式远动装置RTU以调度数据网络方式向调度端传送远动信息，并接 收自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）命令，采用数字化同 步相量测量装置（PMU），同步相量测量采用网络方式，接入过程层SV 网络单网，通过电力调度数据网络方式向重庆网调传送PMU信息，搭建 适应智能电网要求的数字化电厂。
电厂建设阶段信息系统，以计划管理为龙 头，进度控制为主线，投资管理为核心，设备 管理为基础，质量安全管理为保证的涵盖整个 工程建设过程的管理。
3．数字化运行平台的建设
括： ① 现场总线FCS技术与应用： 主厂房和辅助车间（系统）全面推广应用PROFIBUS现场总线技术， 推行基层设备智能化和数字化，变“设备故障检修”为“设备状态维 护”，为管理决策提供大量现场实时信息。本工程在除FSSS、DEH 和 ETS等涉及安全的系统以及SOE、分散的二位式气动阀门、温度信号等 按常规硬接线方式外，其余均采用现场总线技术，控制策略在控制系统 控制器中集中处理。 主厂房高低压厂用电源的控制采用全通讯在ECMS中实现。
数字化电厂实施方案
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概述 数字化设计 数字化建设 数字化运行平台的建设 数字化电厂实施创新费用估算
概述
从电厂设计、建设、运行和管理全生命
周期角度出发，采用新的设计创新技术，为 神华神东电力设计出高度现代化、自动化、
智能化和集约化的万州数字化电厂。
2．数字化建设
① 采用电厂建设阶段信息系统（即基建MIS）和P6软件， 完成对工程建设过程中的投资、进度、质量和安全的控 制，实现电厂工程建设阶段的信息化管理。
② 充分利用三维设计平台，结合设计院的数字化设计成品， 实现电厂建设阶段的数字化采购，根据工程建设不同阶 段的具体要求，为业主提供满足采购要求的数字化信息。
5 6 7
APS 实施组织及调试费用 数字化升压站设备
数字化升压站电缆节省
全厂 MIS/SIS 统一网络，通过共享网络交换机、存储备份设备，省 8 信息系统 140 去镜像服务器、MIS 与 SIS 之间的网络安全物理隔离设备和 SIS 网 络单独布线的可节约硬件设备投入 140 万元 合计 875 1600
（2）供应商文件：是指供应商提供的与供货内容相关的文字资料和图纸，包括计
算书、数据表、材料表、规范书、图纸和操作手册及维修手册、备品备件清单、质量 保证书等。 工程模型主要是指三维模型： 三维模型是使用专门的三维数字化设计软件建立的工程三维模型，Review模型给 业主提供了高效直观的工程查看方式。
KKS编码对万州数字化电厂进行标识。
三维管道真实放坡设计
厂房内部可视化
我院运用三维数字化设计手段建立了一个完整的三维数字化电厂模型，这是一个
精确的虚拟现实的三维立体空间模型，通过数字化移交我院可以向业主提供一个形象 逼真、感性直观的三维数字模拟电厂。
数字化移交
为满足业主对于数字化移交的需要，我院建立了科学的数字化移交平台，在工程 设计的各个阶段，根据业主的需要，采用合理的数字化移交方式，提供满足业主需要 的电厂数据信息。 我院数字化移交平台的工程信息移交内容是业主、承包商、供应商以及设计院为 保证项目设计、采购、建造、安装、调试等阶段顺利实施，创建和维护的典型阶段版 本及最终版本的工程文件和模型。 工程文件包括设计文件和供应商文件： （1）设计文件：是指工程设计中各设计阶段编制的文字资料（各种技术报告、技 术规范书、说明书等）和图纸。
我院通过设计创百度文库，采用新技术为电厂设计出数字化运行平台，包
②
厂级DCS： 在各单元机组、公用、辅控网络基础上，设置一个整合统一的 厂级DCS控制网络平台，实现对全厂生产系统的监视和控制，并能 在统一的数据库基础上完成厂级性能计算和分析、厂级负荷分配及 控制优化。厂级DCS控制网络设置全功能操作员站，使1人监控全 厂在技术上成为可能，为实现真正的一点监控、减少机组运行人员， 减员增效提供坚实的硬件基础。
④ APS（机组自启停）技术与应 用： 实现电厂分断点APS控制，提 高机组运行的安全可靠性、机组启 停智能化、缩短机组启动时间、减 少了出现误操作的可能。万州工程 设置启动过程4个断点，停运过程3 个断点。
APS系统架构示意
启动过程时序
⑤
无人值守及运行优化： 通过先进网络技术、智能视频监控技术，实现生产过程集控室一点 集中监控，电厂生产实时和视屏信息远程监视、检索和管理，实现输煤、 除灰、水务、脱硫、电除尘等生产现场的无人值守；实施低负荷下机组 运行优化措施，提高机组的整体效率和整体经济效益。
厂级DCS方案的显著特 征是：厂级网络覆盖全 厂所有机组及辅控；全 功能操作员站和厂级工 程师站完成全厂监控及 组态；可实现厂级优化 控制和智能管理。
③
智能保护及智能安防： 采用智能保护系统，实现保护逻辑的智能化、提高保护信号 的可靠性，增强保护系统对不同工况适应性，同时在现场设备数 字化基础上完善智能设备状态管理功能，进行相应的故障诊断以 及在汽机和大型转动辅机上采用振动分析系统（VMS）等系统， 实现事故智能预测预控，切实提高机组运行的可靠性，确保安全 运行。 采用全厂数字化视频监控系统、物联网周界巡更智能系统和 门禁一卡通等智能安防系统，实现全厂范围内的视频监控，电子 巡更，围墙周界入侵报警，大门无人值守、门禁自动识别系统、 厂区停车、消费、考勤一卡通系统。
② 数字化移交：数字化设计成品向建设、施工、运行的移交，以及数字化建设成果向
运行的移交；通过科学的数字化移交平台，在工程设计的各个阶段提供满足业主需要 的电厂数据信息，最终给业主提供一个形象逼真、感性直观的三维数字模拟电厂。
③ 电厂标识系统：我院按照《神东电力公司电厂标识系统编码实施细则》标准，采用
神华万州数字化电厂结构模型
数字化电厂模型包括四个层次和四个支持系统，即现场设备层、厂级监控 层、生产管理层和经营决策层；数据库支持系统、计算机网络支持系统、三维 模型支持系统、电厂标识系统KKS。
1．数字化设计
① 三维数字化设计：在电厂的设计中采用三维数字化设计技术，为电厂的建设提供高
品质的设计成品；三维设计以PDMS工程设计管理系统为平台，多专业协同设计，实 现精细化的布置设计、高效的详图设计和准确的材料统计。
③
信息系统： 采用全厂统一万兆以太网平台，在统一网络平台上构建实时数据库 和关系数据库，实现MIS/SIS一体化，利用数据挖掘技术和数据仓库，对 电厂实时数据、管理数据和视频数据进行数据集成，对电厂MIS/SIS一体 化系统、安防系统、视频会议系统、仿真系统等进行应用集成，在统一 的网络和数据平台上构建全厂的信息系统，实现电厂全面的信息化管理。 ④ 仿真系统： 采用电厂数字化仿真系统，根据电厂主辅机的设计资料建立电厂的 仿真模型，通过在仿真模型中对电厂运行过程中的正常工况与故障工况 的模拟操作，实现对电厂过程的仿真和对电厂运行人员的培训管理功能。
4．数字化管理平台的搭建
① 管控一体化实现全能值班理念： 采用生产过程和管理过程统一的信息平台，在互通互连的全厂数据 平台上，将生产过程和管理过程无缝隙的整合，实现控制优化过程与管 理优化过程的融合、生产和管理一体化，体现全能值班理念。 ② 基于现场总线技术的智能仪表设备管理及维护：
采用智能设备管理系统，利用总线仪表设备的诊断维护特性，实现 基于现场总线技术的智能仪表和设备的管理及维护，变以往的“故障维 护”、“过渡维护”为“主动预测维护”，使仪表设备在全生命周期均 处于良好的技术状态，减少非计划故障损失，降低维护人力成本和备件 投入。
#2机组 RB及50%甩负荷试验
5. 数字化电厂实施创新费用估算（与常规方案比较）
序 创新项目 号 1 2 3 4 厂级 DCS 网络 FCS 组态及调试费用 FCS 设备费 FCS 技术电缆节省 655 （不包括安装费） 150 350 80 （不包括安装费） 节省电气控制电缆 60 公里 150 950 在限额指标的基础上两台机组可节省热控和电气控制电缆约 400 公 里，节省热浸锌钢制电缆桥架约 200 吨。 （万元） （万元） 运行人员相比定额至少减少 45 人。 节省初投资 增加费用 技 术 指 标
⑥
数字化的NCS系统： 通过一次设备信息数字化、二次设备网络化和统一的信息平台，实 现升压站监控系统（NCS）的数字化；以IEC61850为统一的信息平台为 基础，实现一、二次设备监控的数字化、运行管理的自动化。 ⑦ 智能化调度： 以智能电网和智能调度技术支持为核心，利用数据挖掘、智能化处 理、可视化展示、移动互联等技术实现电厂的数字化调度的全程智能化， 为数字化电厂的生产和交易行为提供决策信息和参考。通过从厂级监控 层和生产管理层中提取出真正对适应智能调度全过程信息，数字化电厂 分布式远动装置RTU以调度数据网络方式向调度端传送远动信息，并接 收自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）命令，采用数字化同 步相量测量装置（PMU），同步相量测量采用网络方式，接入过程层SV 网络单网，通过电力调度数据网络方式向重庆网调传送PMU信息，搭建 适应智能电网要求的数字化电厂。
电厂建设阶段信息系统，以计划管理为龙 头，进度控制为主线，投资管理为核心，设备 管理为基础，质量安全管理为保证的涵盖整个 工程建设过程的管理。
3．数字化运行平台的建设
括： ① 现场总线FCS技术与应用： 主厂房和辅助车间（系统）全面推广应用PROFIBUS现场总线技术， 推行基层设备智能化和数字化，变“设备故障检修”为“设备状态维 护”，为管理决策提供大量现场实时信息。本工程在除FSSS、DEH 和 ETS等涉及安全的系统以及SOE、分散的二位式气动阀门、温度信号等 按常规硬接线方式外，其余均采用现场总线技术，控制策略在控制系统 控制器中集中处理。 主厂房高低压厂用电源的控制采用全通讯在ECMS中实现。