智慧電廠關鍵技術分析及實戰探討

陳才程

【摘 ?要】在當今新時代，新智能技術的廣泛應用，如何順應發展所需，建設智慧電廠成為我國電力發展面臨的一個全新課題。本文在對智慧電廠信息化的現狀和趨勢分析的基礎，提出智慧城市需要什么樣的智慧電廠的若干思考。

一、引言

我國已進入新時代，對生產發展和基建也提出新要求，正如習近平總書記在十九大報告中指出，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。眾所周知，2006 年美國 IBM 公司第一次宣告了“智慧電網”建設，隨后，作為世界第二大經濟體的我國，在2009 年也提出了“建設堅強智能電網”。我們都知道，作為一座現代城市，供電是基礎，智慧電廠就是推動現代智慧城市建設的基礎，其核心是在發電系統內部有機應用互聯網、可視化與大數據、智能控制等技術，本文重點探討燃煤火電廠的智能化發展及智能化技術。

二、有關發電行業信息化現狀及趨勢分析

縱觀我國現今電力行業信息化建設發展歷程，主要呈現以下3個特點：

1.經過十幾年的探索和發展，所強調的信息化依然沒有擺脫以管控為中心的發展模式，沒有實現向市場經營的有效過渡。

2.所強調的信息一體化是以一體化平臺為中心，沒有實現以應用為中心的有效過渡。

3.就部署層面而言，雖然做到了集中部署，但是并沒有實現集中的技術管理和服務的有效過渡。

隨著智能化、信息化進程的加速推進，未來發電行業的發展的管理理念應具有融合共享的精神，包括服務理念、技術、數據、市場等，智慧電廠的建設設計層面應體現3方面：

1.實現大數據和人工智能的有效應用與整個企業的完美融合。

2.需要借助物聯網實現人機計算，其終極目的是架構人與機器全新的有機統一。

3.實現云上和云下的完美融合，在智慧電廠設計之初就對應發電公司管理集團及各個子機構兩個層面，對應云上、云下兩個層面，形成融合統一的信息化體系架構，這將是今后信息化建設的發展趨勢所在。

三、智慧電廠建設的關鍵

我們要建好智慧電廠，關鍵是要從實現其經濟、安全、環保、高效、先進等方面的更加有效進行考慮。概括而言，智慧電廠建設有3個關鍵，即第一是管理、第二是技術、第三是價值創造，在這3個關鍵因素中，管理的設計與完善是實現智慧電廠的基礎，也是實現選取應用技術與實現價值創造的關鍵，至于技術，既是實現有效管理的支撐，也是創造價值的支撐，只有實現高效管理，才能發揮技術優勢作用，也就是說沒有有效管理，一切都是空談。因此，在3個關鍵中，管理要排在第一位，也就是說只有管理、技術、價值創造，才可以建設較為完美的智慧型、智能型、全自動型電廠，這是不爭之事實。

對于可以推進火電廠的智能化進程的關鍵技術很多，如主要包括：1.三維空間定位與可視化智能巡檢技術;2.數字化煤場與燃料信息智能互動技術;3.爐內智能檢測與燃燒優化控制技術;4.信息挖掘與遠程專家診斷預警技術;5.沉浸式仿真培訓與 AR 輔助檢修維護技術等。以最后一項技術為例，其主要包括設備虛擬拆解培訓、檢修操作可視化輔助技術，只有當計算機運算能力能夠支撐設備細節、運行的基本保障下才可以實現有效運用，其是在于以 VR（虛擬現實）技術發展為前提的，其關鍵在于在虛擬現實中設置現實中可能出現的具體情況，從而提升專業人員的培訓真實感，提高設備檢修維護工作效率與操作規范性。

四、智慧電廠建設的實戰步驟

第一步：設備智慧維護。首先是管控一體化，很多人理解“連起來了”就是一體化，其實不然，業務之間、信息之間和數據之間都要保持高度的統一，這才能使企業內部達到一個很高的協同水平，也就是說，要實現有關因素的有機結合或者必須實現相關信息的共享，這是建立管控一體化的基礎和前提。就MIS、SIS和機械生產而言，他們的關聯性和相互依存性很大，因為，有關設備實時監管情況、生產經營情況可以在這一平臺上體現，其他方面的有關成本實時信息情況和管理的信息情況，包括所有的監視信息，可以在這一平臺上體現，其重要是不言而喻，也就是說這是實現管控一體化的前提，在建立這一堅實的基礎之上，進而為做好更加有效的管理優化和升級奠定較為堅實的基礎。在管理信息和實時信息、設備信息、設備領域、數據之間是融合的，舉例而言，每一設備都有獨一無二的歸屬編碼，設備與之設備之間是依靠一種實時的可靠性強的狀態、參數、管理、預警等實現較為完美的高度融合。我們都知道對于普通電廠來說，所謂的管理就是管設備、管缺陷、管檢修、預防及維護，但是在智慧電廠的設備管理模式下，設備管理應該是一個傳統的 EAM，加上智慧化的管理手段，舉例來說就是智慧維修、智慧作業、智慧檢測、智慧診斷，換句話說就是以傳統為基礎，對其有效改造，實現現代智慧設備與管理的完美融合，才能建立較為完整的設備智慧化管理。

第二步：主動安全風險預控。不難理解，風險防控是全方位的，要實現智能控制 +360°的防護，首先，需要執行通用的安全標準，而且必須樹立安全第一意識，因為，如果企業不能保證安全生產標準化，其他的包括技術、設備、效益來說都存在極不穩定因素，說的更直接一些，沒有安全作為前提，再多的智能化手段，都無法保障安全。其次，實現智能化的防護與主動安全風險的控制的統一，需要從3個方面來做，一是主動防護設備;二是人員的保護;三是環境。每一方面都通過物聯網、移動計算的技術來做支撐。具體涉及的技術可能包含，如無線技術、GPS 技術、藍牙技術，有門禁、二維碼、智能鎖、智能攝像頭、視頻識別，還有一些手持終端，這些都是在這個領域里面用到的一些關鍵的技術。用 GPS 定位，GPS 定位的精度不夠寬，若用無線定位，精度更不準，應該采用的 2 種方式是基站定位 + 視頻識別。

這些新的技術會用到我們安全風險的主動控制上面，例如在電廠中，從三維的角度對把人進入的時間和他的信息全顯示出來。人員的自動識別、工作門禁，再與人臉識別的設備進行關聯，從開票到簽發，一直到現場作業，對整個過程進行安全的控制。還包括風險的主動預警，智能穿戴設備即將進入到我們的發電企業里面來，如手持終端與現場風險的預警進行關聯，自動提醒等等。

第三步：強化管理與提升效能。從經營的角度來對電廠經營進行優化，從成本的數據開始，包括建模、規則、分攤到整個過程，把每天、每小時、每分鐘的成本算出來。管控一體化是做實時成本很重要的基礎，因為要用到很多的數據，而且要把數據拿過來進行計算，可以針對成本進行實時設置，可以讓發電企業實時監察發電成本到底是多少。同時，燃料的智能化管控，從燃料的進、耗、存全過程實現無人職守。

第四步：設備系統優化與改進。優化是做智慧電廠必不可少的環節，從汽輪機的優化、鍋爐的優化逐步過渡到能效的優化，進而實現企業效益的再提升。

第五步：推動實現高效作業。目前，大數據和 AI 已經走進了發電企業，人工智能技術在電力領域已經應用到語音識別、語義解析、圖片識別、視頻識別、指紋等方面，這些都會應用到管理過程中。對現場，畫像是對人的刻畫，要對所有的人、機、料、法、環刻畫出來，基于系統的數據來進行分析，用人工智能算法自動進行分析，搭建模型平臺。在人工智能發電領域，建設全系統的全文檢索，實現大數據門戶信息的直觀展現。

五、結論

智能化是時代發展的大趨勢，智慧電廠的建設也已成為時代趨勢，其與智慧電網、智慧城市以及智慧能源提出的實際要求相吻合，然而，隨著新產品、新技術的更新換代，到底建成什么樣的智慧電廠需要與實際需求想配套，其本身也是需要不停的探索、完善與改進。目前，智慧電廠在我國依然處于創新與探索發展的初級階段，本文的一些探討希望可以為相關研究者起到拋磚引玉的研究作用。

參考文獻：

[1] 王 箏.設備智能診斷技術系統在智慧電廠的應用[J].自動化應用，2018，（2）：113-114.

[2] 周慎學，朱曉瑾.智慧電廠建設中設備特性認知及能效提升關鍵問題研究 [J].電力與能源，2017，38（6）：718-723.

[3] 劉吉臻，胡 勇，曾德良，等.智能發電廠的架構及特征 [J].中國電機工程學報，2017，37（22）：6463-6470.

（作者單位：華能洋浦熱電廠）