基于大数据的发电厂节能指标管理.doc

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1、基于大数据的发电厂节能指标管理本文主要利用MINITAB高级统计分析工具，侦测发电厂指标控制水平，并从过程管理出发，优化运行人员操作水平，从而提高指标管理水平，达到节能降耗的目的。 关键词：过程管理 节能降耗 MINITAB 随着煤炭能源的日趋紧张，电价的下调，经营形势的艰难，所有发电厂都在努力挖掘内潜，从运行优化上节能降耗，从管理上节能降耗。 那么随着大数据时代的到来，以及数据统计分析工具的逐渐普及应用，有没有更好的方法指导运行操作呢？本文就华润首阳山采用大量历史数据及高级统计分析工具MINITAB对600MW超临界机组各个系统进行分析和优化，为相关企业节能减排提供参考。一、发电厂大数据 大

2、数据(bigdata，megadata)，或称巨量资料，指的是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。 在维克托迈尔-舍恩伯格及肯尼斯库克耶编写的大数据时代中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4V特点:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)。 发电厂运行参数涉及温度、流量、压力、水位，就华润首阳山2630MW机组，就有不少于3万的测点，涉及重要性能的参数不少于1000个，且所有参数均是连续型数据，假设：1000个数据，每分钟取1个样，1小时数据

3、为60000个，1天数据为1440000个，如此大的数据，且随着负荷、煤种、环境温度等等的不同，数据随时都在变化，那么将数据进行统计分析，将必然会发现其中的规律，从而指导运行操作，实现节能降耗。二、发电厂指标及指标管理 供电煤耗是火电厂运行经济性能的总指标，是发电厂各方面工作水平的反映。其指标体系可分为五级： 一级指标：供电煤耗率，或者称火电发电厂供电效率、净效率； 二级指标：供电量、发电煤耗率、燃料管理； 三级指标：发电量、厂用电量、锅炉效率、汽机效率、管道效率、燃料质量、燃料数量； 四级指标：影响三级指标的直接指标，如：影响发电量及机组负荷率的指标；辅机单耗、辅机用电率指标；锅炉、汽机、管

4、道及系统经济性指标；燃料质量、数量的经济性指标； 五级指标：锅炉、汽轮机设备及系统的技术经济性指标中的综合指标。 发电厂值际指标竞赛就是针对上述各级指标而进行的。跟大多数发电厂一样，华润首阳山也一直实行值际竞赛管理，从2007年开始，经过几年的探索和试验，基本形成了固定模式，值际小指标竞赛从本质上为“目标管理”，即：公司下达总目标，分解为分目标，运行人员通过各种控制手段，在安全、环保的基础上，保证小指标合格。 目标管理是上世纪60年代的管理科学，随着管理科学的发展，现代组织管理提出来最基本的概念之一：过程管理，在ISO9000:2000中，将过程定义为:“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作

5、用的活动。” 那么现有运行控制水平如何，又如何将大量实际数据（输入）转化为有价值的输出呢？三、发电厂指标控制水平的侦测 为了更清楚的把握各四级、五级指标对一级、二级指标的影响程度，把握运行人员对指标的控制水平，更精确的指导值际指标竞赛，我们利用高级统计分析工具MINITAB进行数据分析。 采集数据：利用生产实时系统SIS，可采集该电厂任意时间所有参数数据。我们对运行人员可控的指标进行流程能力分析，掌握现有控制水平： 如：过热器减温水：我们应用MINITAB工具中流程能力测试对采集的数据进行分析，其中最重要的是选择指标的控制上下限，我们采用设计值。可以看出，我们现在的过热器减温水控制基本在设计范

6、围内，Cpk为1.961.5，（Cpk小于1表示不良流程，等于1表示临界点，大于1.5表示很好，2表示优异）控制水平很好，平均值为66.89t/h，对机组经济性影响较小。 同样可以将其他指标进行侦测，发现控制水平不好的，可以进行重点管理。四、发电厂指标控制的优化 我们应用MINITAB工具的回归工具对采集的数据进行分析。这里我们选择几个参数进行详细介绍。1、针对真空及循环水泵运行方式的优化。 首先我们采集了4000余组实际数据。包括：机组负荷、循环水温度、真空， 然后利用回归工具对数据进行分析： 回归分析:真空与1负荷，循环水进水温度 回归方程为 真空=-102+0.006341负荷+0.20

7、3循环水进水温度 自变量系数系数标准误TP 常量-101.9700.008-12525.320.000 1负荷0.006344220.00001039610.420.000 循环水进水温度0.2031000.000406500.520.000 S=0.0656700R-Sq=99.2%R-Sq（调整）=99.2% 其中R-Sq是回归方程拟合程度的判断依据，通常R-Sq70%，表示回归方程可接受。 回归方程完成后，我们可以根据当前电价、煤价等，算出当前最佳经济真空，从而优化循环水泵运行方式。2、同理：针对排烟温度的监控优化。利用回归方程后，可计算出各个负荷与环境温度对应下的排烟温度，列成表格，进

8、行监控，发现异常，及时分析。（注意的是，涉及环境温度的参数要及时根据季节及时调整）3、同理：针对凝结水压力的监控优化。 在日常操作中，华润首阳山除氧器上水调门基本处于全开位置，这样的话，凝泵出口压力完成由凝泵变频转速控制，即：凝泵变频转速（过程控制量）和出口压力（控制参数）是一对一的关系，那么对出口压力的目标控制，完成可以用变频转速这个过程量控制，从而实现过程控制。当所有人员按照此方式控制，或者做成DCS自动控制，就可以达到统一的操作，稳定的操作，从而实现节能。这也符合精益管理6变异理论的主要思想。4、同理：针对氧量的控制优化。 采集各负荷下氧量、排烟温度、排烟损失的回归方程为：排烟损失=-0

9、.279229+0.328594氧量平均+0.042278排烟温度平均。方程中，R-Sq=91.97%， 说明有92%的几率认为回归方程是可信的。利用MINITAB工具做三者的等值线图，如图所示可知：600MW氧量在2.8左右时，排烟损失最小。 利用MINITAB依次做出300MW、350MW、400MW、450MW、500MW、550MW各负荷段排烟损失与氧量、排烟温度的等值线图，从中找出排烟损失最小的最佳氧量。根据各等值线图，便得出氧量最佳控制范围及控制上下限。五、总结管理节能是发电厂节能的主要方式之一，结合大数据以及先进的高级统计分析工具，以及从目标管理到过程管理的转变，发电厂可以更多的从节能指标管理方面挖潜，从管理节能挖潜。4