一。煤礦“智”變，無人則安
“各部位巡視人員請注意，智能化采煤遠控模式現(xiàn)在開啟?！痹跁x能控股集團塔山煤礦地面調(diào)度中心，綜采隊機電組長曹福龍輕點電腦上的“一鍵啟動”，井下采煤機、運輸機等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動運轉(zhuǎn)。伴隨著“跳動”的數(shù)據(jù)，滾滾“烏金”順著皮帶奔向地面。
塔山煤礦已實現(xiàn)了井上下5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。智能巡檢機器人、一鍵呼叫“網(wǎng)約車”、實時手機視頻通話，數(shù)字化、智能化這把“金鑰匙”讓傳統(tǒng)采掘業(yè)更高效。
“原先采煤工作面一個班20多名礦工，經(jīng)過智能化改造，目前已減員30%至40%，將采煤工效提升了42%?！辈芨｝堈f，目前，晉能控股集團還在積極打造智慧電廠、智能生產(chǎn)線、智慧車間、智慧辦公等一整套智能化管控系統(tǒng)。
在晉能控股集團，5G+智能采煤、5G+智能輔助運輸、5G+無人機巡檢、5G+高清工業(yè)應(yīng)用視頻、5G+智能視頻分析平臺……各種各樣的5G工業(yè)應(yīng)用場景令人震撼。
“今年，我們將加快推進‘5G+智能礦山’建設(shè)，力爭實現(xiàn)智能化工作面占比達到100%?！彼矫旱V黨委書記、董事長宋銀林表示。
晉能控股集團加快推進5G工業(yè)應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)二級節(jié)點解析等項目建設(shè)。目前、塔山煤礦、同忻煤礦、麻家梁煤礦3座智能化煤礦實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋和井上井下安全、生產(chǎn)、經(jīng)營等領(lǐng)域的實地場景應(yīng)用，沙坪、寺河等18座礦井建成了27個智能化綜采工作面，智能化裝備產(chǎn)能達到8900萬噸。
在晉能控股集團另一座煤礦同忻煤礦公司也全面推進智慧礦山建設(shè)提檔升級，對智慧礦山建設(shè)進行整體設(shè)計和“三年三步走”規(guī)劃，加大系統(tǒng)研發(fā)投入力度，攻克關(guān)鍵技術(shù)和研發(fā)操作系統(tǒng)，在完成主運系統(tǒng)、排水、通風(fēng)的基礎(chǔ)上，持續(xù)推進采煤和掘進工藝、信息采集系統(tǒng)改造升級。
在該公司安全調(diào)度指揮中心高清顯示墻上，集成了全礦井24個智能化子系統(tǒng)，通過GIS全息一張圖、“礦山大腦”小礦、移動端APP，相應(yīng)權(quán)限的安全管理人員隨時隨地都能與“智慧管控系統(tǒng)”直接語音對話，并通過智能語音識別調(diào)取查看礦井的一通三防、采煤作業(yè)、瓦斯抽放、水文地質(zhì)等系統(tǒng)的安全實時監(jiān)測信息、預(yù)警問題處理措施、井下人員定位動態(tài)等情況，為安全生產(chǎn)掛上了“智能預(yù)警警報器”。
該公司依托5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋建成的萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)、5G無線通信系統(tǒng)、模塊化機房、云數(shù)據(jù)中心，為智能采煤、智能掘進、智能供電等各種工業(yè)應(yīng)用場景融合運用、一網(wǎng)承載搭建起了應(yīng)用平臺。特別是安全雙重預(yù)防系統(tǒng)、“安全監(jiān)控、人員定位、工業(yè)視頻”三大系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，不僅提升了安全風(fēng)險分級管控、安全生產(chǎn)標準化、安全決策分析、安全績效考核等數(shù)據(jù)的時效性、準確性，而且遇到緊急事件，還可以通過三維透明化礦山、智能決策平臺、綜合自動化平臺，一鍵啟動應(yīng)急救援流程指導(dǎo)事故救援。
“目前，我們對首個‘智能化孤島綜放工作面’的設(shè)備改造、技術(shù)升級、數(shù)據(jù)收集整理和分析，完成了智能化操作系統(tǒng)的第八次升級，實現(xiàn)了井下工作面遠程視頻視覺沉浸技術(shù)、工作面自動化放煤地面遠程集中控制技術(shù)等成果的研發(fā)?！蓖玫V智能化工作室負責(zé)人楊繼彪說道。
機械化換人、自動化減人、智能化無人不僅是礦井安全管理的實際需求，也是企業(yè)實現(xiàn)綠色、安全、高效的最佳途徑。該公司信息中心副主任宋春儒介紹到：“下一步，我們還會依托5G網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)探索研究更多的智能化應(yīng)用場景，讓礦井更安全、更高效、更智能?！?/p>
二。智能電廠“云”領(lǐng)未來
沒有傳統(tǒng)印象中的煤渣滿地、塵土飛揚，也沒有嘈雜的噪音，行走在綠樹如茵的廠區(qū)內(nèi)，很難相信這里是一個現(xiàn)代化的火力發(fā)電廠。
“這樣的方形小盒子叫定位基站，在汽機房、鍋爐房、油庫等重點區(qū)域每隔30米安裝一個，它們跟工作人員安全帽中的UWB定位‘身份證’鏈接，進行人員精確定位和身份識別?！睍x能控股電力集團塔山發(fā)電公司科信部負責(zé)人李志剛介紹說，廠區(qū)管理人員可通過手機、平板電腦、后臺APP實時查詢工作區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量和各時間段的活動軌跡，一旦發(fā)生緊急狀況，能及時收到報警、精準確定位置、迅速采取行動?！?/p>
如今的晉能控股電力集團塔山發(fā)電公司，已成為一座“狀態(tài)感知、實施分析、自主決策、精準執(zhí)行”的“智慧電廠”，不僅顛覆了傳統(tǒng)的管理模式，更為當前電力行業(yè)發(fā)展提供了一條新的途徑。
三維立體電廠、燃煤火電智能DCS系統(tǒng)、人員和設(shè)備1:1仿真可視化管理、輸煤系統(tǒng)智能管控……站在集控室的巨型屏幕前，在工作人員的演示下，涉及“智慧電廠”經(jīng)營、環(huán)保、生產(chǎn)、安全、設(shè)備五大板塊的關(guān)鍵指標均在一張圖中悉數(shù)亮相，這里正是“智慧電廠”的“大腦”。
工作人員介紹，傳統(tǒng)的電廠安全管理大多依賴制度或管理體系的被動式管理，而“智慧電廠”則借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，形成系統(tǒng)對重點設(shè)備及敏感區(qū)域的實時提示，提高了生產(chǎn)過程的可控性。
比如，燃煤火電智能DCS系統(tǒng)利用實時監(jiān)測而來的鍋爐溫度場分布參數(shù)，通過風(fēng)煤指令對入爐的風(fēng)量、煤量做出及時準確調(diào)整，并利用設(shè)備的遠程診斷、配煤摻燒、燃燒優(yōu)化等數(shù)字化手段，對電力生產(chǎn)管理全過程進行及時監(jiān)督、診斷、報警和優(yōu)化指導(dǎo)，以此保障電廠全面安全高效運行，切實提升能源生產(chǎn)效率，從根本上實現(xiàn)節(jié)能減排。
“智慧電廠”除了提升設(shè)備工效，更重要的是實現(xiàn)了從“人防”到“技防”的變革，即由經(jīng)驗控制轉(zhuǎn)向精細化管理，由人工決策變?yōu)橹腔蹧Q策，實現(xiàn)了“生產(chǎn)+經(jīng)營”“設(shè)備+人員”“管理+物聯(lián)網(wǎng)”“內(nèi)外部供應(yīng)鏈”一體化集成性管理，各關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)無縫融合，管理更加精準高效。
從“人防”到“技防”的轉(zhuǎn)變讓企業(yè)管理更加精準高效，而通過智能化實現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)能減排則讓企業(yè)享受到實實在在的紅利。
晉能控股電力集團電力科信部副主任李慶華全程參與了塔山發(fā)電公司“智慧電廠”建設(shè)，他為記者簡單算了一筆賬：一是機組能耗進一步降低，同等工況下鍋爐效率提高0.5%，降低機組煤耗1.5g/kWh，每年可節(jié)約燃料成本600多萬元；二是新開發(fā)的設(shè)備故障診斷模塊上線運行后，設(shè)備可靠性大幅提高，可實現(xiàn)鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、重要輔機故障預(yù)測準確率＞80%，可以及時消除設(shè)備故障，有效防止機組“非?！保蝗菓?yīng)用智能噴氨、全廠脫硫運行優(yōu)化功能模塊等，可延長催化劑壽命0.5年，尿素和石灰石耗量分別降低5%，脫硫廠用電率下降5%，兩項每年節(jié)支約100萬元。
“機組負荷調(diào)整更加精準、設(shè)備運行方式更加優(yōu)化、檢修管理也更加科學(xué)規(guī)范，智能化成為實現(xiàn)‘雙碳’目標高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑和必然選擇?！崩顟c華說。
對于火電企業(yè)來說，燃料成本是最大的成本支出。為此，多年來，各家火電企業(yè)均多措并舉努力降低燃料成本。
“這里的‘數(shù)字化驗室’采用國內(nèi)首家LIBS煤質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以在5分鐘內(nèi)檢測出煤熱值，化驗數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、三級審核，實時上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，滿足高精度作業(yè)需要?！崩顟c華介紹，煤場的自動盤煤系統(tǒng)是又一大亮點，塔山發(fā)電公司全封閉煤棚長246M、寬160M，分為左、中、右三個煤場，安裝在煤棚網(wǎng)架上的云臺激光掃描儀，通過與輸煤皮帶智能監(jiān)控聯(lián)動，可以遠程發(fā)現(xiàn)、識別現(xiàn)場異常情況，提升生產(chǎn)效率、巡檢效率和設(shè)備異常識別率，實現(xiàn)煤場儲煤遠程一鍵盤煤。
此外，火電廠VR+AR 360度實時監(jiān)控及遠程智能診斷、無人機對輸灰管線及水塔水位進行巡航檢查、AR智能巡檢系統(tǒng)進行遠程診斷等多領(lǐng)域的“無人干預(yù)、少人值守”，也大幅度降低了人工成本。
“過去為了保證機組穩(wěn)定運行，運行人員需要對火電廠很多高溫、易爆等危險區(qū)域進行經(jīng)常性巡檢，而引進高溫區(qū)域5G熱成像技術(shù)后，當溫度超過設(shè)置的預(yù)警值時，會自動向機組DCS發(fā)出報警信號，及時進行處置，效率效果提升之外，還在人工成本上實現(xiàn)了提質(zhì)增效?！睍x能控股電力集團陽光發(fā)電公司發(fā)電部總值長呂建飛感覺現(xiàn)在的工作比以前輕松了一大截。
從山西大同市區(qū)出發(fā)，一路向西，在千溝萬壑的土坡中，成千上萬片太陽能光板映入眼簾，像一片藍色的海洋，波光粼粼。這里便是國家先進技術(shù)光伏示范基地——左云縣賈家溝10萬千瓦光伏發(fā)電項目。以前，這里曾是一片采空沉陷的荒山，如今，通過“板上發(fā)電，板下種樹”，荒漠成了“綠草原”“藍海洋”。
與傳統(tǒng)光伏電站不同的是，這座光伏電站背后有智能光伏云、無線寬帶系統(tǒng)等運維手段的加持，項目以“高效組件、跟蹤系統(tǒng)、新型逆變、智能控制、模塊設(shè)計、集成施工”為核心，采用光電轉(zhuǎn)換效率達到17.2%以上的高效多晶硅組件，安裝了新型農(nóng)光互補雙軸跟蹤系統(tǒng)，較傳統(tǒng)光伏電站，復(fù)雜場址下的發(fā)電量和運維效率均有大幅提升。
“智能控制是基于逆變器的精細化管理，讓每一串太陽能組件通過智能算法找到最佳角度，最大化確保光板吸收每一縷陽光?！痹擁椖考夹g(shù)負責(zé)人顧棟明說。
每隔幾排光伏組件，都能看到一個白色盒子，這是智能光伏解決方案的“大腦”——智能組串式逆變器，是將光伏太陽能板產(chǎn)生的直流高壓電轉(zhuǎn)化成交流電的核心電力轉(zhuǎn)換設(shè)備。
“傳統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換只是一個電力轉(zhuǎn)換，我們通過數(shù)字化、信息化技術(shù)，把逆變器變成了電站子陣的‘大腦’。”顧棟明進一步解釋，它可以通過傳感器將整個電站運行情況傳到云端，再通過大數(shù)據(jù)分析和算法，為電站運維作出精準的診斷與指導(dǎo)，從而實現(xiàn)精細化管理，“精細化程度越高，越便于實現(xiàn)智能化”。
5017畝光伏電站、38萬余塊太陽能光板，現(xiàn)在只需15個運維人員……基于智能逆變器這個“大腦”、后臺運維系統(tǒng)和無線移動設(shè)備等一整套智能光伏解決方案，坐在辦公室里就可以看見每一條支路實時發(fā)電情況是否正常、哪里出了故障，實現(xiàn)了智能化運維，極大提高了運維效率。
“十四五”期間，晉能控股集團將按照“2025年智能電廠占到1/3以上”的目標，繼續(xù)推進新型智慧電廠項目，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G通信等技術(shù)建設(shè)集生產(chǎn)智能控制、智慧管理等于一體的指揮和監(jiān)管平臺，實現(xiàn)智能控制優(yōu)化、智慧監(jiān)盤、APS機組一鍵啟停，實現(xiàn)傳統(tǒng)電廠向更高質(zhì)量、更有效率、更可持續(xù)的方向躍進。
三。發(fā)展清潔能源點亮綠色經(jīng)濟
7月，驕陽似火。位于山西省五臺山縣豆村鎮(zhèn)北側(cè)山區(qū)的晉能控股電力集團五臺蓮花山10萬千瓦風(fēng)電項目正在如火如荼地推進。遠遠望去，塔吊在空中揮舞著巨臂，將施工材料吊運到各個施工點位。走進升壓站綜合樓內(nèi)部，機聲隆隆、焊花四濺，各個施工現(xiàn)場繁忙有序。
實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，關(guān)鍵在清潔能源。五臺蓮花山風(fēng)電項目是晉能控股電力集團清潔能源公司今年的重點項目之一，也是實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的重要一筆。據(jù)了解，該項目建成后，年上網(wǎng)電量為22941.18萬kWh，與相同發(fā)電量的火電相比，每年可為電網(wǎng)節(jié)約標準燃煤為7.06萬噸，相應(yīng)每年可減少燃煤所造成的多種有害氣體排放。
晉能控股電力集團清潔能源公司集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光伏電池及組件研發(fā)制造、光伏工程建設(shè)于一體，是山西省新能源資產(chǎn)規(guī)模、裝機容量、光伏制造產(chǎn)能最大的清潔能源企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，該公司的風(fēng)電和光伏發(fā)電可利用小時數(shù)連續(xù)三年均超山西省平均水平。2020年全年完成上網(wǎng)電量27.78億千瓦時，營業(yè)收入16.58億元，利潤總額3.48億元，建成投產(chǎn)5個風(fēng)電項目，2個光伏發(fā)電項目。
作為晉能控股集團綠色發(fā)展路上的排頭兵，一直以來，晉能控股電力集團清潔能源公司積極發(fā)展新能源、清潔能源，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。發(fā)電產(chǎn)業(yè)擁有風(fēng)電項目21個，光伏發(fā)電項目25個，共245.38萬千瓦；光伏制造業(yè)擁有晉中、水文、長治3個光伏制造基地，產(chǎn)品涵蓋多晶、單晶和異質(zhì)結(jié)三大產(chǎn)品線，光伏電池和組件一體綜合產(chǎn)能11GW，做到了“風(fēng)光天上來，電從空中走”。
繁峙均然光伏電站，鱗次櫛比的光伏板，在太陽的照耀下，如湛藍的湖水波光粼粼；壽陽尹靈芝風(fēng)電場，大型風(fēng)力發(fā)電機屹然聳立在山頂，迎風(fēng)轉(zhuǎn)動；潞安太陽能工業(yè)園區(qū)里，生產(chǎn)光伏電池片的自動化機械手臂上下翻飛，有條不紊地運轉(zhuǎn)……走在晉能控股電力集團清潔能源公司的各發(fā)電場站、生產(chǎn)園區(qū)，到處都能感受到能源綠色發(fā)展的脈動。
近年來，晉能控股電力集團清潔能源公司不斷深挖內(nèi)潛，按照電力集團提高清潔能源占比、打造新能源全產(chǎn)業(yè)鏈、實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與清潔能源優(yōu)勢互補的發(fā)展規(guī)劃，助推實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”。
2020年，該公司所屬潞安太陽能公司光伏電池出貨量排名高居全球第四；高效單晶電池項目引進了目前行業(yè)內(nèi)最先進的、自動化程度最高的國產(chǎn)設(shè)備，完全實現(xiàn)智能化生產(chǎn)作業(yè)達到了行業(yè)先進水平，平均日產(chǎn)高效電池片220萬片，電池光電轉(zhuǎn)換效率22.8%；建成的異質(zhì)結(jié)中試線，更是成為全行業(yè)第一個實現(xiàn)M6尺寸大硅片技術(shù)的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線，行業(yè)影響力、競爭力得以持續(xù)提高。正在逐步推動訂單、原材料采購、工藝設(shè)備維檢等多個維度的協(xié)同一體化運營，實現(xiàn)內(nèi)部對標，資源共享，渠道共建，一體化運營。
在發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)的同時，晉能控股電力集團清潔能源公司不斷提升信息化管理水平。目前，已經(jīng)建設(shè)綜合報表分析與展示系統(tǒng)包括安全生產(chǎn)、項目建設(shè)、績效考核、人力資源等多個業(yè)務(wù)維度，提高業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析效率，實現(xiàn)生產(chǎn)運營情況全面掌握；在2個試點場站升壓站區(qū)域和配電間區(qū)域開展智能機器人巡檢，集電線路和光伏陣列無人機巡查；正在建設(shè)發(fā)電場站生產(chǎn)實時運營管理平臺，將各所屬風(fēng)電場、光伏電站各類子系統(tǒng)進行深度融合，形成數(shù)據(jù)分類采集、綜合分析、集中展示的一體化大數(shù)據(jù)平臺，指導(dǎo)優(yōu)化生產(chǎn)管控過程。
“十四五”新開局，做好碳達峰、碳中和工作是重點任務(wù)。如何借力“碳達峰、碳中和”的東風(fēng)生產(chǎn)更多清潔能源、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展？晉能控股電力集團清潔能源公司對此做了重要規(guī)劃——以項目牽引助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
目前，該公司已與山西呂梁市簽署“呂梁市源網(wǎng)荷儲一體化能源互聯(lián)網(wǎng)項目”開發(fā)協(xié)議，將打造新能源項目500萬千瓦，儲能項目25萬千瓦，利用新興技術(shù)實現(xiàn)“火電+新能源+電網(wǎng)+儲能+光伏制造+智能化”復(fù)合發(fā)展；聯(lián)合相關(guān)企業(yè)，依托“蒙西-天津南”1000kV交流特高壓線，規(guī)劃在晉北地區(qū)建設(shè)“晉電入津高比例新能源外送基地”。
“下一步，我們將牢牢把握好‘碳達峰、碳中和’的有利契機，加大風(fēng)電和光伏發(fā)電項目開發(fā)建設(shè)，積極布局‘源網(wǎng)荷儲’、分布式分散式新業(yè)態(tài)，持續(xù)做強做優(yōu)光伏制造產(chǎn)業(yè)，探索儲能設(shè)施應(yīng)用及制造，為打造現(xiàn)代化綜合能源服務(wù)企業(yè)出力?！睍x能控股電力集團清潔能源公司黨委書記、董事長李鑫表示。
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