自動(dòng)化技術(shù)助力發(fā)展綠色電力

本刊記者/顧碩

盡管風(fēng)電、核電和水電等“新電力”行業(yè)發(fā)展得如火如荼，但火力發(fā)電仍處在中國(guó)電力行業(yè)的核心位置?！笆濉逼陂g，綠色電力無(wú)疑是發(fā)展的重頭戲，其中，自動(dòng)化技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。節(jié)能、增效、創(chuàng)新和高新技術(shù)，樣樣都離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)的幫助。目前中國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)幾年的規(guī)劃重點(diǎn)一直是業(yè)內(nèi)非常關(guān)心的話題，本期我們采訪了電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院教授級(jí)高工侯子良主任，聽(tīng)他為我們分析如今的中國(guó)電力行業(yè)。

《自動(dòng)化博覽》：“十二五”期間我國(guó)電力將如何發(fā)展？

侯子良：目前，國(guó)家“十二五”期間電力發(fā)展計(jì)劃正在制定過(guò)程中。但據(jù)“2010能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展”論壇上有關(guān)權(quán)威人士預(yù)測(cè)，隨著我們工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的持續(xù)推進(jìn)，電力需求仍將保持較快增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2015年我國(guó)電力裝機(jī)總量將達(dá)到14.3億千瓦，2020年裝機(jī)容量將達(dá)到17～18億千瓦?！笆濉逼陂g需要新增裝機(jī)容量4億千瓦。

在國(guó)家綠色電力的方針下，要大力發(fā)展清潔能源，這4億千瓦新增裝機(jī)容量大致分配如下：水電——1.00億千瓦；核電——10.36億千瓦；風(fēng)電和可再生能源——10.68億千瓦；氣電——10.16億千瓦；火電——12.00億千瓦。

為實(shí)現(xiàn)2020年非化石能源占比重15%的目標(biāo)，那時(shí)，我國(guó)非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量將超過(guò)5.5億千瓦，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)三分之一以上，其中水電3.0～3.5億千瓦，核電0.7～0.8億千瓦，風(fēng)電1.0-1.5億千瓦。

不過(guò)由于既有的能源結(jié)構(gòu)，“十二五”期間煤電在新增裝機(jī)中仍占主導(dǎo)地位，到2015年全國(guó)煤電裝機(jī)將達(dá)到9.2億千瓦，占總裝機(jī)容量64%以上，2020年將達(dá)到10.3億千瓦左右，占總裝機(jī)容量57%～61%。因此，推進(jìn)煤電清潔、高效、集約發(fā)展仍將是主導(dǎo)方向。

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院教授級(jí)高工侯子良

《自動(dòng)化博覽》：綠色電力發(fā)展方針下，自動(dòng)化在火電廠的應(yīng)用現(xiàn)狀如何？有哪些創(chuàng)新和突破？

侯子良：綠色電力發(fā)展方針指引下，核電、水電、風(fēng)電將得到快速發(fā)展，其相應(yīng)的自動(dòng)化技術(shù)將得到充分發(fā)展，也為自動(dòng)化企業(yè)提供了新的外延商機(jī)和增長(zhǎng)點(diǎn)。但是，應(yīng)當(dāng)清醒地看到在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，火電裝機(jī)總?cè)萘恳约啊笆濉毙略鲅b機(jī)容量仍將在能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。因此，發(fā)展火電廠自動(dòng)化，推進(jìn)火電廠節(jié)能減排，仍然是一個(gè)低投入高產(chǎn)出的發(fā)展綠色電力的重要戰(zhàn)略任務(wù)。

上世紀(jì)九十年代，通過(guò)大量引進(jìn)世界先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)和裝備使我國(guó)火電廠自動(dòng)化裝備達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)，通過(guò)十年努力，我國(guó)火電廠自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)也逐步接近世界先進(jìn)水平。在即將進(jìn)入21世紀(jì)前，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院就2000年示范電廠提出了火電廠自動(dòng)化應(yīng)用規(guī)劃。通過(guò)21世紀(jì)第一個(gè)十年的努力，規(guī)劃目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)，并有所突破。十年火電廠自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)取得下列長(zhǎng)足發(fā)展：

（1）DCS應(yīng)用技術(shù)基本成熟，并開(kāi)展了FCS技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)和逐步推廣應(yīng)用，華能九臺(tái)和金陵電廠數(shù)字化示范工程取得成功，并有在全國(guó)加速推廣應(yīng)用的趨勢(shì)。

（2）廠級(jí)管理信息系統(tǒng)（MIS）和廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于火電廠，并取得良好效果。

（3）600MW和1000MW超超臨界機(jī)組控制技術(shù)已基本掌握，數(shù)量之多在世界首位。作為整個(gè)火電機(jī)組自動(dòng)化綜合水平體現(xiàn)的1000MW超超臨界機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)（APS）也在華能海門(mén)電廠首先突破。

（4）火電廠輔助車間實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的高度集中控制，電廠運(yùn)行人員大幅減少。

（5）全廠“四機(jī)一控”高度集中控制和電子設(shè)備間物理分散等突破了舊的框框，形成新的主廠房布置設(shè)計(jì)概念。

綜上所述，我們可以毫不夸張地說(shuō)，我國(guó)火電廠自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)達(dá)到和部分超過(guò)世界先進(jìn)水平，并有所創(chuàng)新。

《自動(dòng)化博覽》：越來(lái)越多由國(guó)內(nèi)廠商自主研發(fā)的產(chǎn)品活躍在電力行業(yè)，請(qǐng)您談?wù)勗谧灾鲃?chuàng)新方面的發(fā)展?fàn)顩r。

侯子良：上世紀(jì)九十年代，盡管電廠自動(dòng)化應(yīng)用水平逐步接近世界先進(jìn)水平，但是，主要自動(dòng)化裝備全部靠引進(jìn)。民族品牌的自動(dòng)化裝備的開(kāi)發(fā)剛剛開(kāi)始，在競(jìng)爭(zhēng)中只能以低價(jià)方式占領(lǐng)低端市場(chǎng)。

進(jìn)入21世紀(jì)第一個(gè)十年，隨著我國(guó)電廠自動(dòng)化應(yīng)用水平達(dá)到和部分超過(guò)世界先進(jìn)水平，自動(dòng)化裝備自主創(chuàng)新也取得了一些進(jìn)步：

（1）大型發(fā)電機(jī)組DCS自主創(chuàng)新取得重大突破。以北京國(guó)電智深控制技術(shù)公司和北京和利時(shí)系統(tǒng)工程公司為代表的民族企業(yè)生產(chǎn)的DCS，成功地應(yīng)用在600MW及1000MW等級(jí)的超臨界和超超臨界發(fā)電機(jī)組上，突破了國(guó)際知名跨國(guó)公司在中國(guó)電力行業(yè)高端市場(chǎng)上一統(tǒng)天下的局面，其開(kāi)發(fā)的DCS總體技術(shù)水平已經(jīng)處于國(guó)際先進(jìn)水平。

（2）發(fā)電廠信息化系統(tǒng)，特別是廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），由于是我國(guó)自主提出的創(chuàng)新概念，因而一開(kāi)始就以我國(guó)企業(yè)自主開(kāi)發(fā)為主，并占領(lǐng)了我國(guó)電廠的絕大部分市場(chǎng)。

值得可喜的是，作為國(guó)家重大裝備之一的大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)也開(kāi)始打破洋品牌一統(tǒng)天下的局面。

但是，總體來(lái)說(shuō)電廠自動(dòng)化裝備自主創(chuàng)新尚存在很大差距，仍然不能滿足綠色電力方針下對(duì)發(fā)電機(jī)組節(jié)能減排的需要。

《自動(dòng)化博覽》：21世紀(jì)第二個(gè)十年中，火電廠在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用上有何目標(biāo)？

侯子良：21世紀(jì)第二個(gè)十年火電廠面臨著加快數(shù)字化電廠建設(shè)，提高火電廠智能化程度，并最大限度滿足智能電網(wǎng)發(fā)展要求的艱巨目標(biāo)和重要任務(wù)：

（1）加快數(shù)字化電廠建設(shè)，為全面提高火電廠智能化程度奠定基礎(chǔ)。

智能電網(wǎng)是一個(gè)靈活的概念，不同國(guó)家根據(jù)自身需求或發(fā)展水平可以在不同時(shí)期關(guān)注不同重點(diǎn)，國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”強(qiáng)調(diào)通過(guò)堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架基礎(chǔ)，集中統(tǒng)一管理和控制全國(guó)電網(wǎng)，確保安全、高效。智能電網(wǎng)首先是數(shù)字化電網(wǎng)，從數(shù)字化開(kāi)始。同樣，智能化電廠首先是數(shù)字化電廠，也要從數(shù)字化開(kāi)始，要大力發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用。從示范工程已經(jīng)給我們提供了啟示，隨著電廠數(shù)字化程度的深入，控制和保護(hù)系統(tǒng)的智能化（如信號(hào)的容錯(cuò)）以及基礎(chǔ)測(cè)控設(shè)備的智能管理等都將得以加強(qiáng)。因此，這十年中我們希望在現(xiàn)有數(shù)字化電廠示范工程的基礎(chǔ)上，大膽放開(kāi)步伐，加快數(shù)字化電廠建設(shè)。

（2）大力提高火電廠的智能化程度，最大限度滿足綠色電力方針下火電廠節(jié)能減排的戰(zhàn)略任務(wù)。

發(fā)展以智能化調(diào)度軟件、安全和優(yōu)化管理軟件等為核心的高級(jí)應(yīng)用軟件，將SIS提高到一個(gè)新水平。從1997年提出SIS概念到推廣至今已有十三年，有了中國(guó)自己的規(guī)范，取得了明顯效果，并全面推廣應(yīng)用。但是，應(yīng)當(dāng)看到SIS還處于初級(jí)階段，SIS的價(jià)值決定于應(yīng)用軟件的水平，當(dāng)前，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、智能調(diào)度軟件以及有關(guān)安全和優(yōu)化管理軟件還沒(méi)有或尚處于低水平狀態(tài)，攻克這些高級(jí)應(yīng)用軟件應(yīng)是SIS下一個(gè)十年的目標(biāo)。

以機(jī)組的自動(dòng)啟停系統(tǒng)（APS）為綱，把火電機(jī)組整體自動(dòng)化水平提上一個(gè)新臺(tái)階。20年來(lái)，APS功能除在引進(jìn)的極少數(shù)機(jī)組上實(shí)現(xiàn)外，絕大部分均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。究其原因，因?yàn)闄C(jī)組綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中還有很多薄弱環(huán)節(jié)，而APS能否實(shí)現(xiàn)反映了機(jī)組自動(dòng)化的整體水平。因此，我們?cè)谖磥?lái)十年中應(yīng)抓住這個(gè)綱，推動(dòng)發(fā)電機(jī)組整體自動(dòng)化水平提高。

發(fā)展燃燒優(yōu)化控制技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)煤電機(jī)組節(jié)能減排目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

（3）攻克大型火電機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵基礎(chǔ)測(cè)控設(shè)備，確保自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)功能的真正實(shí)現(xiàn)。

到目前為止，變送器和執(zhí)行器自主創(chuàng)新步伐艱難，基本上還是洋品牌一統(tǒng)天下，需要有關(guān)部門(mén)加大支持力度，盡快取得突破。

此外，為優(yōu)化燃燒需要的爐膛溫度測(cè)量、煤質(zhì)在線分析等特種儀表國(guó)際上早已高度重視，并有所突破，我們應(yīng)支持相關(guān)企業(yè)采取引進(jìn)、消化或自主開(kāi)發(fā)等各種手段，實(shí)現(xiàn)商品化，以確保燃燒優(yōu)化真正得以實(shí)現(xiàn)。