探究數字化電廠的概念與方案

（河南省電力勘測設計院，河南 鄭州 450000）

探究數字化電廠的概念與方案

付俊芳

（河南省電力勘測設計院，河南 鄭州 450000）

隨著經濟的快速發展，城市化腳步的加快，人們生活生產所需要的用電量也在不斷的攀升，對電力企業提出了越來越高的要求。建立數字化的電廠能夠使電力企業具備先進的設計技術、管理技術以及控制技術，實現發電的數字化、智能化和透明化，將推動電力企業的快速發展。本文通過對數字化電廠概念的分析，研究電廠數字化工程、數字化控制以及數字化管理系統的建立方案。

數字化電廠；概念；數字化系統

一、數字化電廠的概念

隨著科技的迅猛發展，數字經濟也呈現出快速發展的趨勢，逐漸覆蓋到了政府、企業以及消費者等多個層面上。數字經濟指的是在經濟發展和參與的每個環節和每個要素中都廣泛地采用軟硬件技術及應用和通信技術。數字化工廠的出現就是數字經濟發展的產物。對于數字化電廠的概念，目前還沒有一個統一的定義。我國電力行業將數字化電廠的概念定義為電廠的各級控制和管理系統均進入數字化后稱之為數字化電廠?？梢姡瑪底只姀S的建立要求電廠的數字化必須達到一定的程度，或者說數字化的全面覆蓋。

二、數字化電廠建設的方案

（一）數字化工程

1數字化設計。這是指在整個設計的過程中都利用數字化方式來進行產品的設計。目前與建設數字化電廠有關的數字化設計包括了三維數字化的設計模型，電廠數字化的設計模型以及系統數字化的設計模型。其中三維數字化的設計模型是用來管理電廠建設時期的工程項目，在電廠的運行期，該模型會構成三維數字化的管理系統，將各個系統的信息加以整合，實現電廠運行和維護的統一管控。而電廠數字化的設計模型包括了數字化管理的設計方案，將確定數字化電廠在建立時的系統結構，建立起各個系統之間的關系，明確各項基本技術的要求，保證系統和軟件平臺的技術。系統數字化的設計模型包括了電廠整體的系統圖、安裝的儀表和管道圖、現場的總線圖，還包括了被控對象、控制設備、控制信號等的相關數據。這些數字化的信息將直接用在數字化管理當中。

2數字化采購。數字化采購是建立在數字化設計的基礎之上的。在采購之前，要將工作進行步驟分解和編碼，對工程物資也要進行編碼，然后在采購的過程中按照工程的需要制定采購單，實施整體采購、分批交貨的管理模式。數字化的工程采購實現了工程的規模化采購，是數字化工程的實施重點。

3數字化移交。這是數字化電廠建立的基礎，是指在數字化的移交平臺上將電廠建設中各個環節和階段的相關數據、資料和信息進行收集、整理、分類，最后通過審批后移交給業主。通過數字化移交，對電廠建設時期數據的移交過程進行全面的管控，從而提高數據移交時的質量以及電廠的管理能力。

（二）數字化控制

傳統的電廠工人能夠有效監控的只有工藝的過程和設備的狀態。而在數字化電廠中，鍋爐、電氣系統、汽輪機、現場儀表以及控制設備都將實現智能化，使設備的整定和維護信息能夠以數字化的形式進行控制系統，從而讓設備的運行和維護更加的輕松。電廠的數字化控制將包含了單元機組的分散控制系統、電氣的控制系統和全電廠輔助車間的控制系統。

（三）數字化管理

在傳統的火電廠中，管理系統一般是由管理信息系統MIS，即management inform ation system和廠級監控信息系統SIS，即supervisory information system共同組成，兩個系統是相互獨立的，但是系統中的功能卻存在著重疊。數字化的管理系統中的數據具備了準確性和唯一性，運用了先進的設備來實現生產運營管理和控制的優化，使電廠的資產管理和決策支持等方面都能在數字化的管控下更加的科學。數字化的管理系統主要包括了以下四個部分：（1）生產運營管理系統；（2）財物資產管理系統；（3）優化控制管理系統；（4）決策支持管理系統。其中生產運營管理系統不但包含了對生成操作票和技術監督等方面的管理，而且還能夠對電廠的重要設備進行早期的故障診斷、故障分析和故障預警，通過這類預測性的維護來幫助電廠降低生產成本，有效提高電力企業的效益。而決策支持管理系統也具備了非常重要的作用。它不但為電力企業的高效管理提供了技術支持，而且為電力企業的發展經營決策提供及時有效的信息和指標，使企業的決策能夠更加的科學和可靠，有效提高企業的生產效益和盈利水平。

三、數字化電廠的優勢

（一）數字化

利用先進的信息處理技術能夠將電廠建設和發展各個階段所反映的現象、本質、規律等的相關文字、符號、數字、聲音、圖像等模擬信息都轉換成數字信息。

（二）信息化

信息化指的是在充分利用信息技術的基礎上，對信息資源進行開發和利用，促進信息的交流和共享，從而提高經濟增長的質量，并推動經濟社會的發展和轉型。我國政府一直努力將工業化和信息化進行深度的融合，而數字化電廠不管是在電廠的設計、施工，還是在電廠的生產、管理等多個環節都采用了信息技術，所以具備了信息化的優勢，成為了推進我國信息化建設的重要部分。

（三）智能化

數字化電廠廣泛地采用了現代先進的信息處理技術、通信技術、控制技術和智能測量技術、智能決策的支持技術，使電廠的運行實現了智能化、高效化。保證了電廠生產的經濟、安全、環保，符合了社會和時代發展的要求，保障了電力企業的可持續發展。

（四）可視化

數字化電廠可以通過對現實進行虛擬，把電廠中的各類實體包括實體的特性用以三維立體等形式直觀地呈現在用戶面前，其表現形式還會隨著時間和空間進行變化，建立用戶的交互通道，使用戶能夠對電廠數字模型進行瀏覽、模擬、觀察和計算，提高電廠設計和規劃的效率，使電廠的設計和規劃更加的方便快捷。此外，對電廠的設備運行、設備的維護和檢修進行仿真模擬，能夠有效地提高電力企業的工作效率。

結語

綜上所述，建設數字化電廠是一項系統工程，這項工程中包含了多個方面，其構成非常復雜。建立數字化的電廠能夠使電力企業具備先進的設計技術、管理技術以及控制技術，實現發電的數字化、智能化和透明化，將推動電力企業的快速發展，值得進一步的研究。

[1]危元華，任曉東，李智，等.數字化電廠的概念及方案研究[J].電力建設，2013，34（04）：51-54.

[2]燕辰凱.建設數字化電廠的思考[J].能源與節能，2014（01）：53-56.

TM62

A