2024年12月15日,《面向無人值守的智能發電關鍵技術研發及應用科技成果》通過中國電機工程學會組織的技術鑒定。鑒定委員會一致認為該項目首次實現了燃煤機組全程自主運行,對推動智能發電向無人值守方向發展具有里程碑意義,具有良好的推廣應用前景,整體技術達到國際領先水平。目前,該項目成果已在河北公司定州電廠1號600兆瓦機組成功應用,初步實現了少人值守模式的火電機組智能自主運行,運行穩定可靠,經濟社會效益顯著。
新型電力系統背景下,燃煤發電運行面對深度調峰、快速變負荷、超凈排放、高效發電等嶄新的技術需求,需要控制系統具備高適應性、高性能、高可靠的長時間連續少人/無人工干預運行能力。國家能源集團積極探索煤電智能化轉型,將信息技術與能源工業深度結合,推動傳統電廠向更高質量、更有效率、更可持續的方向躍進。集團所屬河北公司、新能源院、科環集團國能智深公司聯合華北電力大學、東南大學開展面向無人值守的智能發電關鍵技術研發及應用。該項目針對燃煤發電機組靈活高效運行的重大需求,以火電機組運行無人值守、全程自主控制為目標,研究建立了發電過程全程智能控制系統體系架構及理論方法,開發了滿足機組全程自主化運行的成套智能控制系統裝備及算法軟件,并成功實現了工程示范應用。
該項目研制了集自主控制、自主決策、容錯控制和自組織調度等功能于一體的全程智能控制系統,構建了融合自主性、智能性、適應性及新人機協同模式的面向無人值守智能發電技術體系,提升了全流程、全工況的適應能力,實現了機組從常規自動化到高度自主運行的重大突破;開發了融合數據與知識挖掘的智能控制系統平臺,實現生產控制過程中算法、算力、平臺的高效組織調度、彈性擴展和高可用靈活部署,支持了新型控制策略及人工智能技術的應用;提出了火電機組的基礎控制級、協同調度級、智能決策級多層遞階智能控制系統架構,研發了多模態模型預測控制、基于多層次狀態機的智能決策、基于規則的專家控制等智能控制算法,實現了大容量燃煤火電機組全程自主智能控制,申請發明專利20項,發表學術論文30篇,獲得軟件著作權15項、企業標準1項。
經過項目組人員幾年來的艱苦工作,解決了燃煤發電機組復雜流程控制難、操作多的問題,在河北公司定州電廠初步實現了少人值守模式的火電機組智能自主運行工業驗證,成為國內正式投用的第一臺實現少人值守目標的機組,取得了良好的機組綜合運行效益。第三方測試表明,該機組168小時連續考核運行期間,與同類型機組相比,總操作量降低91.8%,實現了日均操作量從3700次降低到249次的革命性突破,遠低于國內火電機組平均日操作量,大幅減少了運行人員操作強度。
下一步,國家能源集團將繼續深入推進智能發電技術應用,讓無人值守智能發電真正成為常態,為全球能源轉型和可持續發展提供有益的探索和經驗。