【性能镜像仿真及运行优化模块介绍】

性能镜像仿真及运行优化模块通过机组运行数据挖掘建立相对精确的性能仿真模型，实现电厂整体系统、设备和部件的性能评估，为用户精准掌握机组实时运行状态提供关键支撑。同时，根据当前机组状态、环境边界，结合实时性能评估结果，采用机器学习算法提出机组运行期望值，对电厂热力优化运行提供指导意见。模块的实时监测数据、设备性能数据、运行期望值数据，以及各参数期望值运行下的热力系统性能收益等数据，可以为电厂运行人员实现不同机组状态、不同环境因素下的优化运行提供重要参照，为机组及设备的检修维护以及改造升级提供核心数据支撑。

模块可以集成于上海电气智慧电厂“管控一体化平台”，也可以与电厂原有的信息系统（SIS）进行对接，管控一体化平台采用B/S架构模式，电厂用户通过web浏览器访问的方式，能够实时获取机组各种运行工况下的性能情况和优化运行参照，为发电机组高效经济运行提供重要保障。性能镜像仿真及运行优化模块主要为客户实现两大方面的功能，即实时监测和优化运行，分别介绍如下。

1 实时监测功能

建立与实际系统高度一致的镜像仿真模型是实现对电厂性能的实时监测的重要基础。镜像模型的建立是采用上海电气自主研发热力计算平台内核，基于组态方式进行系统建模，元件是组态建模的基本组成单位。性能镜像仿真模块的元件库在热力计算平台元件库基础上，根据电厂实际情况，录入详细的几何参数和性能特性曲线等，形成电厂私人定制元件库。搭建的电厂模型基于运行历史数据进行模型训练，并结合日常运行定期数据校准修正，保证模型的可靠性，实现镜像模型的建立。

性能仿真获得的机组全面详细的运行参数和特性参数，可实时地对各个设备性能状态进行评估；通过数据的积累，对全年机组变工况的性能变化情况以及各个设备的贡献情况进行全面分析，从而为设备性能异常诊断、运行优化和技改决策等提供基础的性能评估数据。

性能实时监测功能当前包括全厂性能、汽机性能、锅炉性能、凝汽器性能、高加性能和低加性能，根据用户特殊需求，后续实时监测覆盖的电厂范围可以不断扩充。如下所示为某电厂实际投运的部分监测画面情况。

图1 某电厂性能模块全厂性能监测界面

图2 性能监测功能部分界面参考示意

2 运行优化功能

基于镜像仿真监测结果，开发配置了丰富的优化算法库、优化分析工具、优化结果评估功能块等，可进行电厂热力系统的优化运行指导。根据机组配置特点和边界限制条件，内置机组运行优化逻辑，使用优化算法寻找当前运行条件下的最优运行控制方式，形成机组运行期望状态。优化分析工具将期望状态与实时运行状态进行对比分析，从主要的部件到子系统到整个电厂系统，呈现实时状态与期望状态之间的偏差。优化结果评估功能块，进一步的将性能差异对应到经济收益差异，并给出优化调整参考方案。

模块对机组关键进出口参数的实时值和通过优化算法计算的各边界在当前机组状态下的理论期望值进行清晰展示，并提供性能计算的实时与期望值对比，对比结果作为机组性能优化的目标指导运行人员优化运行并为技改决策提供指导，从而提升机组的盈利能力。

3 效益评估

对于电厂用户，应用性能镜像仿真及运行优化模块，掌握机组在不同环境边界下、设备不同状态下的运行状态，综合分析运行经验，提出最佳运行方法，能够有效降低机组运行成本，发挥机组最大价值，为用户带来实质收益。目前我们正在一些超超临界机组上进行试验测试和模型仿真，以单台百万超超临界机组进行评估，提升机组运行效率0.5%计算，按中电联发布的2019年全国电力统计快报中火电机组运行小时数4293h进行估算，运行优化带来的效率的提升折算成标煤每年可节省约10950吨，能够有效提升机组的盈利能力为用户创造价值。

4 项目实施

截止2019年底性能镜像仿真及运行优化模块已成功在国华太仓电厂、五河生物质热电厂上线运行，2020年将陆续实现性能镜像仿真及运行优化模块在陕能麟北、华电潍坊、中电投沁阳丹河等电厂的上线。

如果大家对本产品感兴趣，请联系我们！

联系人：李扬

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