山東電力科學研究院網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺是全國首家針對網(wǎng)源協(xié)調(diào)開展的大數(shù)據(jù)分析平臺，建設起點高、站位準、成效大，是源網(wǎng)共贏、團結治網(wǎng)的重要手段，是適應和引領新時代源網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的重大創(chuàng)新。前不久，該平臺的一項科技成果——“火電機組涉網(wǎng)性能動態(tài)評價與優(yōu)化控制關鍵技術及應用”，經(jīng)鑒定達國際領先水平。

在當前特高壓電網(wǎng)互聯(lián)、清潔能源大規(guī)模接入的形勢下，如何保證大電網(wǎng)的安全運行是一個重要課題。實現(xiàn)涉網(wǎng)機組的實時動態(tài)監(jiān)督，評價分析調(diào)節(jié)性能，提供及時優(yōu)質(zhì)服務，保障源網(wǎng)協(xié)調(diào)運行，成為當前迫切需要解決的難題。2015年年初，山東電科院開始建設網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺，解決這一難題。經(jīng)過三年多的不懈努力、不斷探索，網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺初步建成。該平臺通過創(chuàng)建專業(yè)化的數(shù)據(jù)分析模型，可實現(xiàn)機組對電網(wǎng)運行支撐潛力挖掘，機組安全穩(wěn)定靈活調(diào)節(jié)性能的評估分析，以及全網(wǎng)機組調(diào)頻能力和調(diào)峰空間的實時預測，此外，煤耗、綜合利用機組監(jiān)督等功能還可為政府監(jiān)管提供技術支持。

“千里眼”——實時監(jiān)測最有效

及時掌握機組調(diào)頻、調(diào)峰功能狀態(tài)，以及機組相關運行數(shù)據(jù)，為及時的數(shù)據(jù)診斷、功能評價和異常分析提供依據(jù)，要實現(xiàn)這樣的功能必須有一雙“千里眼”。

目前，供熱機組占山東省火電裝機容量的比例超過70%，供熱期電網(wǎng)調(diào)峰能力受到明顯制約，而風電出力增加，風熱沖突加劇。為協(xié)調(diào)供熱和調(diào)峰的矛盾，網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺開展了“熱電機組在線監(jiān)測系統(tǒng)”建設，可實時監(jiān)測全網(wǎng)直調(diào)供熱機組的運行參數(shù)，在線計算機組在當前抽汽量下的調(diào)峰上下限，評估其調(diào)峰能力，為調(diào)度部門科學、合理地制訂調(diào)峰策略提供數(shù)據(jù)支撐。

“我們的平臺可以確定機組在一定抽汽流量下的電負荷調(diào)度區(qū)間，根據(jù)歷史供熱負荷及天氣信息，預測次日熱負荷情況。”山東電科院電源技術中心丁俊齊介紹說，“在保證供熱滿足需求的基礎上，平臺可以根據(jù)供熱量等參數(shù)自動計算機組的調(diào)峰能力，為消納風電提供更多空間。”

平臺的“發(fā)電機組一次調(diào)頻能力在線監(jiān)測系統(tǒng)”可對機組主汽壓力、汽輪機調(diào)門開度等運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，實時監(jiān)測遠程測試大擾動、小擾動等動作情況，預測發(fā)電機組一次調(diào)頻實際負荷補償能力，及時全面掌握發(fā)電機組的一次調(diào)頻性能，實現(xiàn)對一次調(diào)頻功能的全過程監(jiān)督管理。

此外，“千里眼”還可以實現(xiàn)機組煤耗的在線監(jiān)測，以主要運行參數(shù)為依據(jù)，結合現(xiàn)場檢測，實時監(jiān)測分析煤耗狀況。

“順風耳”——提前預警最可靠

能夠預判機網(wǎng)的運行趨勢并給出預警，提前制訂預案和調(diào)整機網(wǎng)運行方式，才能超前開展電力技術監(jiān)督工作，這對于保證電網(wǎng)和發(fā)電機組的安全運行至關重要。山東電科院研發(fā)的網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺就有這樣的“順風耳”，能準確掌握并保證電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用負荷裕量，預測當前運行工況下機組能夠提供的應急補償能力，及時預警發(fā)電機組設備健康狀況。

“當前電網(wǎng)在頻率擾動前難以掌握機組一次調(diào)頻真實能力，缺少更精準、有效的評判依據(jù)和應對策略。平臺可以根據(jù)發(fā)電機組的實時運行參數(shù)，動態(tài)預測全網(wǎng)發(fā)電機組在不同頻差擾動情況下的一次調(diào)頻補償能力，為調(diào)度制訂應急措施提供數(shù)據(jù)支持。”山東電科院電網(wǎng)技術中心高嵩說，“該平臺還能及時分析調(diào)頻能力受限的機組，給出預警，并給出初步處理建議，將隱患消除在萌芽狀態(tài)。”

該平臺的“熱電機組在線監(jiān)測系統(tǒng)”基于人工智能深度學習理論開發(fā)構建了全廠供熱量預測模型，可以預測電廠未來24小時的供熱量，在供熱量預測的基礎上可以預測電廠的調(diào)峰能力，為調(diào)度部門根據(jù)調(diào)峰需求調(diào)整機組運行方式?jīng)Q策提供服務。

“智慧腦”——技術支持最給力

網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺的技術支持功能也是其重要的生命力所在，山東電科院充分發(fā)揮多年的技術經(jīng)驗積累和雄厚的理論基礎，通過故障診斷、系統(tǒng)建模等手段，對發(fā)電機組涉網(wǎng)功能給出分析結果和處理建議，為發(fā)電機組運行和維護提供及時的技術服務。

針對發(fā)電機組各控制性能評價，該平臺設計了兼顧源網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的綜合指標，在線評價發(fā)電機組調(diào)整性能和潛在能力，并可利用運行數(shù)據(jù)診斷性能低或系統(tǒng)運行異常的原因，給出維護處理建議。這就是網(wǎng)源監(jiān)督服務技術平臺“智慧腦”的精華所在。

“智慧腦”能同時實現(xiàn)200臺左右機組的AGC(自動發(fā)電控制)性能評價與優(yōu)化，通過實時評價機組AGC、一次調(diào)頻日常運行性能，自動分析計算機組AGC系統(tǒng)功能提升空間，及時給出參數(shù)和控制回路調(diào)整建議，保障機組能快速進行有功出力補償，實現(xiàn)電網(wǎng)有功平衡，從而保障了發(fā)電機組靈活調(diào)頻功能。

山東電科院電網(wǎng)技術中心孟祥榮說：“實時評價機組靈活出力性能，自動分析調(diào)頻功能提升空間，給出參數(shù)和控制回路調(diào)整建議，就為保障機組涉網(wǎng)功能的正常運行和性能提升提供了可靠、及時的保障。”

為解決供熱期機組調(diào)峰能力不足的問題，“智慧腦”開發(fā)了全廠調(diào)峰能力尋優(yōu)的功能，以全廠為單元，在保證供熱量不變的前提下，通過遠程指導電廠對各機組供熱量進行優(yōu)化分配，可以有效提高全廠總調(diào)峰能力，為新能源消納提供更大空間。

“智慧腦”還逐步接入風電場運行數(shù)據(jù)，初步具備了運行信息統(tǒng)計、功率數(shù)據(jù)展示功能，實現(xiàn)部分廠站運行數(shù)據(jù)的分析功能;結合省調(diào)提供的年度電網(wǎng)運行方式數(shù)據(jù)，完成了年度、季度的新能源消納計算工作，為電網(wǎng)調(diào)度人員提供決策輔助功能。