發電廠數字化轉型策略分析

王振鐸

關鍵詞：數字化轉型；發電廠；數字生態系統；組織文化

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）02-0103-03

1 概述

目前，火力發電仍然是主要發電方式，有著悠久的歷史和成熟的技術。然而，它用工量大，污染嚴重，能源損耗高、效率低。近年來，生態環境逐漸惡化，火力發電的環境保護逐漸受到政府和企業的重視。為了實現“碳中和、碳達峰”的目標，構建綠色能源生態，推動電力企業商業模式和價值鏈的變革，實現長遠發展，滿足客戶的期望和需求[1]。基于此，火力發電廠必須轉變生產方式，加快數字化轉型步伐，以滿足數字經濟的要求。

2 電廠數字化改造的特點

數字化轉型是在數字化轉型和升級的基礎上，進一步提升企業核心業務，建立新的商業模式的高層次轉型。這是一種“顛覆性”的創新和改革，而不是簡單的“技術升級”。電廠數字化改造的特點如下。

1）運營。數字化轉型可以用機器人取代人工勞動，結合物聯網應用，解放從事煩瑣和危險工作的勞動者。

2）流程管理。通過數字化展示整個工作流，可以使工作流可視化、可管理、可控，減少重復工作，提高工作流的自動化水平，促進企業管理流程的扁平化、協同化發展。

3）組織結構。由于數字技術的出現，將創建新的管理部門。因此，在一定程度上，企業的組織結構被推動發生了巨大變化。

4）決策。可以將大數據作為決策分析的工具，最大化數據的價值，幫助電廠做出自動判斷和科學決策。

5）客戶關系。數字化為建立客戶渠道以及數據資產的運營提供了手段。因此，它確保了企業與用戶之間的協作關系的管理，從而形成供電增值業務。

3 電廠數字化現狀

電廠信息化建設過程中，缺乏總體規劃，各信息系統獨立建設，缺乏接口，數據不可訪問，影響部門協作，浪費企業資源，制約企業發展[2]。發電廠數字化程度與實際需求之間仍存在一些差距，無法構建良好的企業數字化生態系統，主要體現在以下幾個方面。

1）基礎設備層數字化不足。大量基本設備仍由模擬或開關信號控制，數字化程度低，建設和維護成本高。

2）數據利用率不足。隨著基礎設備層上傳的數據逐漸增加，但實時信息無法及時上傳到上層監控和管理，這限制了上層高級應用軟件的應用深度。

3）數據挖掘的程度不夠。由于缺乏大量數據資源的整合，數據分散且缺乏一致性，這使得管理人員很難從中獲得有用的信息，從而做出有效的決策。

4）該平臺沒有足夠的支持能力，新技術的應用也不夠。工廠的信息基礎設施無法滿足平臺和網絡的需要，新技術無法應用。

4 發電廠數字化轉型的四個原因

4.1 發電廠自身發展的需要

世界已進入數字經濟時代，我國政府高度重視數字化在建設強大的數字經濟中的作用[3]。作為關系國家能源安全和保障人民生產生活的重要能源部門，實施國家數字經濟和新基礎設施戰略是企業自身的責任，企業需要及時抓住數字經濟發展的機遇，發揮新基礎設施的產業效應，利用數字技術作為一種手段，以數字方式推動電廠的轉型和發展。

4.2 實現新電力系統建設的必要性

隨著電力市場改革進程的加快和“碳中和、碳達峰”發展目標的制定，給發電廠尤其是火電廠帶來了巨大的挑戰，每個企業都需要探索數字化轉型之路，以提升其核心競爭力。建設綠色、低碳、安全、高效、智能、響應靈敏的智能能源系統和以新能源為主體的新型電力系統，是推動能源清潔低碳轉型、應對全球氣候變化的迫切需要。

5 電廠數字化轉型的目標

數字化轉型是一個長期的工作，需要分階段實施。根據電廠的現狀，數字化改造分為短期目標、中期目標和長期目標。

短期目標：實現電廠數字化。數字電廠是基于廣泛使用現代數字信息處理技術和通信，集成智能傳感和執行、控制和管理技術，創新的設備運行、維護、安全和狀態診斷，與部門協作建設數字電廠，安全控制，最佳指標，最低成本，滿足電力市場的需要，提高發電廠內部控制水平，適應外部環境的能力，增強區域性。

中期目標：以數字化和信息化為基礎，利用現代先進的傳感和測量技術、自動控制技術、分析和決策技術以及與物理電廠高度集成的信息和通信技術，實現智能電廠，最大限度地減少燃料損失，減少維護成本和企業中的工人數量。

長期目標：實現電廠的智慧。利用互聯網、物聯網、人工智能、大數據分析、云計算等信息技術、虛擬現實等技術，深入挖掘電廠系統和數據，最終實現更安全、更高效、更少勞動密集、更綠色、更盈利的智能生產運營，在智能發電的基礎上，通過發電與其他產業的整合和延伸，形成循環經濟，建立健康的生態系統，提高效率，通過發電和其他行業的整合和延伸，承擔更多保護環境和服務社會的功能。

6 電廠數字化轉型策略

數字化轉型需要在三個方面進行全面規劃：技術、組織文化和生態系統。如果忽視任何方面，數字化轉型就不可能成功。以下是對電廠數字化改造規劃的三個方面的分析。

6.1 技術

在信息化建設的基礎上，應用現代先進的ICT技術，使電廠逐步實現“數字化智能化”的技術升級。

6.1.1數字電廠的實現

數據是電廠數字化轉型的基礎，需要建立一個標準化、一致的統一數據平臺，將數據與應用分離，使用現有信息系統中的數據，并從對象數字化、流程數字化和規則數字化三個方面激發其價值，構建互聯的智能基礎設施，一個新的集成平臺，形成以數據為中心的運營，從數據中提取價值，成為企業的核心競爭力，支持業務模式的演進和升級。數字電廠的目標是及時、全面、準確地獲取電廠各個方面的信息，并將其全面應用于生產和運營管理。電廠數字平臺如圖1 所示。

發電廠將所有信息和管理內容數字化，利用網絡技術實現可靠、準確的數字信息交換和跨平臺資源的實時共享，從而優化決策，為機組提供科學指導，降低發電成本，提高上網電價，減少設備故障，并實現電廠的安全和經濟運行以及節能和效率。

6.1.2實現智能電廠

智能電廠與數字電廠具有相同的架構，包括基本設備層、實時控制層、生產管理層和電廠決策層等[4]。智能電廠在數字電廠結構內容的基礎上得到了不同程度的豐富和發展。例如，從控制系統的角度來看，智能電廠的總體框架如圖2所示，主要分為三部分：生產管理系統、技術支持系統和外部控制系統。

在生產管理系統方面，從設備、控制和管理層面對核心技術進行研究和應用，廣泛采用先進技術，集成智能傳感器和執行器，推動發電企業智能化運營。在外部控制系統方面，結合電力市場改革的要求，整合現代管理理念，推動發電企業數字化轉型，促進生產管理創新與商業模式創新的良性互動，促進本質安全，發電企業的智能管理和智能決策。

6.1.3實現智慧電廠

智慧電廠是電廠數字化改造的最終目標。正是利用物聯網、工業互聯網、大數據、人工智能、工業機器人、虛擬現實等高新技術，加強信息管理和服務，明確掌握生產過程，提高生產過程的可控性，減少人為干預，及時、準確地收集生產過程數據，科學制定生產計劃，建設節能高效、綠色環保、環境舒適的人性化工廠[5]。

6.2 組織文化

組織文化是公司數字化轉型成功的最核心因素[6]。在數字化轉型過程中，如果一個組織缺乏與數字化相匹配的文化、意識和愿景，它的數字化轉型能力肯定會受到嚴重阻礙。以下是建立組織文化的步驟。

首先，明確企業領導者在數字化轉型工作中的關鍵作用。數字化轉型不僅涉及流程再造、數字化平臺建設和商業智能的大規模應用，還涉及員工數字化工作能力的提升，還涉及領導者領導的數字化轉型。尤其是，公司向數字化轉型也帶來了情感上的挑戰，對領導的有效性和成功構成了明顯的威脅。領導人未能明確認識和解決利益相關者的關切和要求，將產生適得其反的后果。

其次，聘請精通數字技術的領導者加入高管團隊。對于傳統行業而言，數字化轉型的結果充滿不確定性；戰略可能是有計劃的，但戰術需要不斷調整；對數字化的少量支持是必須的，但對數字化的一些看法和期望并不是一成不變的。因此，擁有深厚技術背景和項目經驗的高級管理人員可以深刻理解公司的戰略目標，控制數字化轉型的方向和節奏，確保公司數字化轉型戰略的實施。

最后，成立數字創新部，負責項目開發、實施和運維支持，定位為公司一級業務單元，協調和推動公司業務和管理模式創新的數字化轉型和變革。

6.3 員工數字化能力的發展

從數字化轉型開始，企業應首先重新定義個人的角色和責任，使其與企業轉型的目標相一致，并明確數字企業所需的員工能力，從而重點發展其普通員工的數字化能力。一般來說，數字技術人員需要具備專業的技術技能，并領導公司的數字創新工作。

6.4 為電廠建立健康的生態系統

促進產業系統生態化。專注于能源轉型新業務、新能源數字產品和新能源服務平臺，推動從產品、服務或組織設計到數字生態系統設計的跨境業務合作[7]。首先，為電力客戶服務。通過準確的客戶畫像和深度數據價值挖掘，為客戶提供可靠、便捷、高效、智能的新體驗服務和增值服務。其次，服務于能源行業。利用數字技術，實現對可再生能源發電的全息感知、智能分析和準確預測，并利用數據推動能源行業的創新管理、能源效率提高和綠色發展。最后，服務于政府的有效治理。圍繞服務政府治理現代化，圍繞發展規劃、能源安全、環境監測、民生改善、應急保障等領域，充分利用數字技術為政府服務，創新社會治理，推動公共服務共建共享，推動數字經濟高質量發展。與電廠相關的生態系統企業如圖3所示。

圖3分析了電廠數字生態系統中的相關利益相關者。數字化轉型產生了一個健康的數字生態系統，也適應了相應利益相關者的需求。

1）煤炭企業。煤炭企業根據發電廠的需要提供環保、優質的原材料，提高自身原材料的質量。

2）設備供應商。設備供應商應提供電廠所需的數字和智能設備，并升級產品技術以滿足電廠的需求。

3）顧客。為了得到更低的電價。數字化轉型的最大好處是客戶，電力公司的客戶是（工業用戶、商業用戶、農業用戶、住宅用戶等），客戶的電力成本大大降低。

4）環保部門。電廠減少了煤炭損失和環境污染，國家環境監測部門的滿意度也有所提高。

5）安全部門。采用檢測機器人等智能設備，減少了工人數量，降低了成本，提高了效率，企業安全生產得到了安全監控部門的認可。

6）電力集團公司。發電廠所屬的電力集團公司可根據電力市場需求調整產業結構和能源結構，以滿足電力市場的需求。

7 結束語

數字化轉型是適應數字經濟發展的積極選擇。電廠數字化改造可以實現生產過程的可視化和智能化管理，減少工人數量，降低成本，確保安全生產，實現供應鏈、產業鏈和價值鏈的集成。更重要的是，它是以低碳能源取代高碳能源，以信息技術和智能促進節能減排和能效，實現“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”的重要途徑。