一种燃气电厂生产智能管理系统的制作方法

1.本发明涉及燃气电厂生产技术领域，具体为一种燃气电厂生产智能管理系统。


背景技术：

2.目前，火力发电厂的基础信息系统包括厂级监控信息系统(sis)、管理信息系统(mis)等，其中，sis实现了各机组主辅控制系统数据采集，以及厂级、机组实时指标计算，小指标考核，报表自动生成等功能，mis系统主要负责安全管理、设备管理、运行管理、综合管理等流程管控，电厂机组dcs系统重控制硬件开发。
3.融合这三大基础系统数据，并进行智能、智慧化设计成为了发电行业的研究热点。云平台、大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术的广泛运用与发展，为生产智能管理系统的研发提供的技术基础。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃气电厂生产智能管理系统，包括智能应用层、基础设施层和系统软件层，所述智能应用层与基础设置层进行内部信号传输，所述智能应用层与系统软件层进行内部信号传输，所述基础设施层与系统软件层进行内部信号传输；
5.所述智能应用层包括智能运行、智能检修、智能安防、智能报警、移动工作平台；
6.所述基础设施层主要包括集群服务器和物联网设施；
7.所述系统统软件层包括云平台、应用开发平台、工业画面组态软件、人工智能平台、历史数据采集平台、规则引擎等基础开发平台、以及高速实时数据库、关系数据库、内存数据库、分布式文件系统等数据存储平台。
8.优选的，所述智能运行模块包括冷端运行优化、压气机水洗优化、进气系统滤芯寿命周期优化、能耗分析与诊断、设备状态预警及诊断、机组启停过程分析等子模块，智能运行模块的开发步骤为：
9.s1：数据收集：基于历史数据采集平台从sis实时库采集优化或诊断建模所需的历史数据；
10.s2：模型搭建：基于人工智能分析平台搭建汽轮机冷端系统监测与优化模型、燃机压气机水洗优化模型、进气系统滤芯寿命周期优化模型、能耗指标计算与优化模型、设备状态预警模型、机组启停参数预警模型；
11.s3：规则配置：通过规则引擎进行报警事件诊断配置；
12.s4：应用发布：基于工业组态软件发布优化与诊断结果。
13.优选的，所述智能检修模块包括设备二维码关联、重复缺陷识别、自动缺陷创建、智能检修决策等子模块，智能检修模块实现设备kks码和设备二维码的关联管理以及设备二维码自动生成的功能，基于设备状态预警结果自动创建缺陷，基于历史缺陷数据和机器学习算法实现了重复缺陷识别，基于设备状态监测结果和设备寿命管理进行智能检修决
策。
14.优选的，所述智能报警模块包括事件分级分类管理、事件生成管理、事件统计分析、事件推送等子模块，针对报警事件按照用户类别和重要级别进行分级分类管理，同时设置报警提醒的周期、推送方式如邮件、短信。
15.优选的，所述移动工作平台提供智能两票、智能点巡检、生产指标、工作提醒等功能模块。
16.优选的，所述云平台用于服务器集群搭建、动态服务器资源管理；
17.所述应用开发平台提供通用开发组件，便于软件开发人员进行快速应用构建；
18.所述工业画面组态软件用于实时展示画面的组态开发；
19.所述人工智能平台用于大数据挖掘建模；
20.所述历史数据程序支持实时数据库的自动分批历史数据采集；
21.所述规则引擎用于业务规则配置和计算，支持规则集、决策表、决策树、规则流等规则配置方法；
22.所述高速实时数据库用于时序数据存储，支持实时/历史数据的高效采集与存储；
23.所述关系数据库用于关系数据的存储；
24.所述内存数据库用于中间数据的存储和快速提取；
25.所述分布式文件系统支持海量数据的分布式存储。
26.优选的，所述集群服务器为云平台、人工智能平台的搭建提供硬件基础。
27.优选的，所述物联网设施包括人员定位装置、智能门禁、设备二维码、摄像头、工业平板等，物联网设施帮助系统建立设备与人、设备与设备之间的连接和交互。
28.与现有技术相比，本发明提供了一种燃气电厂生产智能管理系统，具备以下有益效果：
29.1、该燃气电厂生产智能管理系统，通过燃气电厂生产智能管理系统的架构设计，具体包括基础设施层、系统软件层和智能应用层组成，部署在管理大区，可以很好的管理整个大区的数据。
30.2、该燃气电厂生产智能管理系统，通过基于已有sis、mis系统和云、大、物、移、智技术设计了一套燃气电厂生产智能管理系统，充分利用电厂海量的数据资源，满足电厂生产管理的重要需求，帮助燃气电厂打造一个更安全、更经济、更高效的现代智慧电厂。
附图说明
31.图1为本发明智能应用层结构示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1，一种燃气电厂生产智能管理系统，包括智能应用层、基础设施层和系统软件层，智能应用层与基础设置层进行内部信号传输，智能应用层与系统软件层进行内
部信号传输，基础设施层与系统软件层进行内部信号传输；
34.通过上述技术方案，以装机容量2
×
400mw的某燃气热电厂为例，说明燃气智慧电厂生产智能管理系统的具体方案设计，该燃气热电厂已经部署某厂家的厂级监控信息系统(简称sis)和生产管理信息系统(简称mis)，sis系统已经实现主辅控制系统的实时数据采集和存储，生产管理系统实现了安全管理、运行管理、设备管理、综合管理功能。燃气电厂生产智能管理系统部署在管理大区，系统架构包括基础设施层、系统软件层和智能应用层三层。
35.实施例一，
36.一种燃气电厂生产智能管理系统的智能应用层的实施例
37.智能应用层包括智能运行、智能检修、智能安防、智能报警、移动工作平台。
38.具体的，智能运行模块包括冷端运行优化、压气机水洗优化、进气系统滤芯寿命周期优化、能耗分析与诊断、设备状态预警及诊断、机组启停过程分析等子模块，智能运行模块的开发步骤为：
39.s1：数据收集：基于历史数据采集平台从sis实时库采集优化或诊断建模所需的历史数据；
40.s2：模型搭建：基于人工智能分析平台搭建汽轮机冷端系统监测与优化模型、燃机压气机水洗优化模型、进气系统滤芯寿命周期优化模型、能耗指标计算与优化模型、设备状态预警模型、机组启停参数预警模型；
41.s3：规则配置：通过规则引擎进行报警事件诊断配置；
42.s4：应用发布：基于工业组态软件发布优化与诊断结果。
43.具体的，智能检修模块包括设备二维码关联、重复缺陷识别、自动缺陷创建、智能检修决策等子模块，智能检修模块实现设备kks码和设备二维码的关联管理以及设备二维码自动生成的功能，基于设备状态预警结果自动创建缺陷，基于历史缺陷数据和机器学习算法实现了重复缺陷识别，基于设备状态监测结果和设备寿命管理进行智能检修决策。
44.具体的，智能报警模块包括事件分级分类管理、事件生成管理、事件统计分析、事件推送等子模块，针对报警事件按照用户类别和重要级别进行分级分类管理，同时设置报警提醒的周期、推送方式如邮件、短信。
45.具体的，移动工作平台提供智能两票、智能点巡检、生产指标、工作提醒等功能模块。
46.通过上述技术方案，智能应用层按照业务场景发布具体的应用功能，包括智能运行、智能检修、智能安防、智能报警、移动工作平台；
47.智能运行模块包括冷端运行优化、压气机水洗优化、进气系统滤芯寿命周期优化、能耗分析与诊断、设备状态预警及诊断、机组启停过程分析等子模块；
48.冷端运行优化模型是以发电功率、环境温度为边界条件，以汽机功率的微增量和循环水泵、机力冷却塔风机综合耗电量差值最大为目标函数，基于遗传算法建立冷端系统最优工况库；
49.压气机水洗优化模型是计算燃机压气机离线水洗的最佳周期，离线水洗成本包括停机成本和运行附加成本；
50.进气系统滤芯寿命周期优化模型是滤芯更换的最佳周期，滤网更换成本主要由滤
网采购成本、停机成本、机组性能退化成本和其他成本组成；
51.能耗分析与诊断基于能耗大数据分析模型进行主要经济指标的能耗分析与诊断，基于工业画面组态软件进行主要全厂、机组、系统的能耗分析画面展示；
52.设备状态预警及诊断利用人工智能平台上的多种数据清洗算法组件、典型工况筛选组件、多元状态估计及预警组件、bp多输出算法组件、svm多输出算法组件等组件对搭建系统、设备状态预警模型，利用urule规则引擎进行异常原因分析与诊断的配置与计算。当设备出现预警时，系统自动给出异常原因分析和处理指导；
53.机组启停过程分析及诊断包括启停过程评价、启停异常统计、启停次数统计等功能。启停过程评价支持启停机运行操作、总时长及能耗情况进行评价；启停异常分析基于机组启停预警模型的计算结果进行异常事件统计，支持启停过程参数趋势分析；
54.智能安防模块包括智能两票管理、门禁授权管理、厂区人员定位、智能图像识别等子模块。智能安防模块支持检修电子围栏生成、不安全行为智能识别、语音或振动提醒；
55.智能检修模块包括设备二维码关联、重复缺陷识别、自动缺陷创建、智能检修决策等子模块。智能检修模块支持生产人员用手机或工业平板扫描现场设备的二维码，并查看设备的实时监测数据及状态预警请情况；
56.智能报警模块包括事件分级分类管理、事件生成管理、事件统计分析、事件推送等子模块。智能报警模块支持报警事件分级分类推送给相关的用户；
57.移动工作平台提供智能两票、智能点巡检、生产指标、工作提醒等功能模块。
58.实施例二，
59.一种燃气电厂生产智能管理系统的系统软件层的实施例
60.系统统软件层包括云平台、应用开发平台、工业画面组态软件、人工智能平台、历史数据采集平台、规则引擎等基础开发平台、以及高速实时数据库、关系数据库、内存数据库、分布式文件系统等数据存储平台。
61.具体的，云平台用于服务器集群搭建、动态服务器资源管理；
62.应用开发平台提供通用开发组件，便于软件开发人员进行快速应用构建；
63.工业画面组态软件用于实时展示画面的组态开发；
64.人工智能平台用于大数据挖掘建模；
65.历史数据程序支持实时数据库的自动分批历史数据采集；
66.规则引擎用于业务规则配置和计算，支持规则集、决策表、决策树、规则流等规则配置方法；
67.高速实时数据库用于时序数据存储，支持实时/历史数据的高效采集与存储；
68.关系数据库用于关系数据的存储；
69.内存数据库用于中间数据的存储和快速提取；
70.分布式文件系统支持海量数据的分布式存储。
71.通过上述技术方案，系统软件层包括云平台、应用开发平台、工业画面组态软件、人工智能平台、历史数据采集平台、规则引擎等基础开发平台、以及高速实时数据库、关系数据库、内存数据库、分布式文件系统等数据存储平台。云平台用于服务器集群搭建、动态服务器资源管理，包括资源管理、租户管理、用户等功能；应用开发平台提供通用开发组件，便于软件开发人员进行快速应用构建，包括组织机构管理、菜单管理、功能管理、统一认证、
日志审计、代码自动生成等功能；工业画面组态软件用于实时展示画面的组态开发包括画面绘制、挂点与发布等功能；人工智能平台xai2.0用于大数据挖掘建模包括主题管理、模型管理、组件管理、运行管理等功能；历史数据程序支持实时数据库的自动分批历史数据采集，支持pi、edna、openplant、xdb等多个实时数据库接口；规则引擎用于业务规则配置和计算，支持规则集、决策表、决策树、规则流等规则配置方法；高速实时数据库xdb6.0用于时序数据存储，支持实时/历史数据的高效采集与存储；关系数据库用于关系数据的存储；内存数据库redis用于中间数据的存储和快速提取；分布式文件系统是hdfs分布式文件系统。
72.实施例三，
73.一种燃气电厂生产智能管理系统的基础设施层的实施例
74.基础设施层主要包括集群服务器和物联网设施。
75.具体的，集群服务器为云平台、人工智能平台的搭建提供硬件基础。
76.具体的，物联网设施包括人员定位装置、智能门禁、设备二维码、摄像头、工业平板等，物联网设施帮助系统建立设备与人、设备与设备之间的连接和交互。
77.通过上述技术方案，基础设施层主要包括集群服务器和物联网设施。集群服务器8台，物联网设施包括人员定位手表、智能门禁、设备二维码、摄像头、工业平板、智能仪表。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。