火電廠智能化轉型研究

李彥維，韓振宇

（粵電集團珠海發(fā)電廠，廣東 廣州 519060）

0 引 言

火電廠作為社會工業(yè)的重要組成部分，積極引入智能化技術已成為必然發(fā)展趨勢。智能化技術涵蓋多種先進化技術內(nèi)容，如互聯(lián)網(wǎng)技術、信息通信技術、計算機技術、傳感器技術以及GPS/GIS技術。通過多種技術的合理統(tǒng)籌，成功將控制信息反饋到控制系統(tǒng)，切實確?；痣姀S安全、穩(wěn)定的良好運行。如何穩(wěn)步、有序地促進火電廠實現(xiàn)智能化轉變，已經(jīng)成為火電廠發(fā)展階段的重要問題。

1 智能化火電廠概述

火電廠技術在發(fā)展與進步的同時，也在逐漸深化?；痣姀S的生產(chǎn)與經(jīng)營涉及眾多內(nèi)容，不僅包括日常的生產(chǎn)運行，也包括成本核算、經(jīng)營管理以及事務辦公等多種內(nèi)容[1]。傳統(tǒng)數(shù)字化技術已很難適應當前火電廠的生產(chǎn)與發(fā)展速度。通過融入智能化技術，火電廠信息平臺能夠有效利用智能化設備管理軟件、智能化數(shù)據(jù)管理軟件等內(nèi)容，對火電廠的設備實行實時操控，隨時隨地的開展信息化數(shù)據(jù)的搜集與共享，不僅避免人力物力資源的浪費，而且利用大數(shù)據(jù)手段，將本火電廠的信息與市場中其他火電廠的信息進行對比，搶占市場先機，增強企業(yè)競爭力。數(shù)據(jù)搜集工作還可作為一種提供危機意識的手段，確保自身信息數(shù)據(jù)的準確性與實時性性，起到?jīng)Q策優(yōu)化的作用。精細化的火電廠生產(chǎn)運營，還能夠增強火電廠的安全防御性能，保障火電廠運行的安全性。

2 智能化火電廠的特點

2.1 自主適應性

自主適應性是指火電廠中的智能化設備能夠切實結合火電廠的工作體系，針對工作內(nèi)容、工作環(huán)節(jié)以及工作狀態(tài)進行自我調(diào)整，并根據(jù)內(nèi)部子系統(tǒng)結構與參數(shù)的統(tǒng)籌與變化，自主適應火電廠工作的不同要求，實現(xiàn)生產(chǎn)目標。

2.2 自主完善性

智能化自我完善是指在火電廠運行與生產(chǎn)過程中，當接收到某生產(chǎn)指令后，通過智能化設備調(diào)節(jié)內(nèi)容的轉變，促使智能化系統(tǒng)的內(nèi)部設置不斷完善與轉變。智能化設備可以隨時隨地獲取信息，具備較強的獨特性與可靠性。

2.3 自主治愈性

自主治愈性是指當火電廠智能化生產(chǎn)、管理設備出現(xiàn)故障后，可在不依賴其他幫助、沒有人或軟件主動干預的前提下，通過自主控制與自主治愈的手段，以最快速度找出系統(tǒng)中出現(xiàn)的沖突與故障，并及時恢復到正常運行狀態(tài)，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2.4 互動性

智能化系統(tǒng)是多個設備的集合體，是火電廠的核心組成。智能化火電廠能夠體現(xiàn)人與機器、系統(tǒng)與分支之間的互動，并可將互動的內(nèi)容切實轉化到實際的生產(chǎn)之中，促成可視化發(fā)展[2]。同時，在火電廠的生產(chǎn)與管理中應用智能化系統(tǒng)，可充分進行信息交流、資源交流與資源共享，為火電廠信息數(shù)據(jù)管理、工作運行等打下堅實基礎。

2.5 安全性

只有保障火電廠的安全，才能夠順利促進各項工作的高效率開展。智能化火電廠在實際運行過程中，通過智能化維護系統(tǒng)、智能化狀態(tài)檢測系統(tǒng)、智能化遙控監(jiān)視系統(tǒng)以及智能化避災系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的共同作用，可及時檢測火電廠生產(chǎn)運行的溫度、空氣密度與生產(chǎn)環(huán)境，防止火電廠生產(chǎn)層面災害的出現(xiàn)。此外，智能化系統(tǒng)能夠有效降低物理和網(wǎng)絡攻擊的風險，并通過自身預防攻擊能力的優(yōu)化，確保在受到惡意攻擊后，能及時做出合理應對，切實避免火電廠管理層面災害的發(fā)生，使系統(tǒng)更加安全。

3 智能化火電廠的內(nèi)在結構組成

3.1 智能化火電廠基礎設施建設層

基礎設施建設是火電廠智能化建設的重要基礎建設內(nèi)容。當前，我國很多火電廠都已經(jīng)積極開展火電廠數(shù)字化技術建設，為智能化技術的應用打下良好基礎。智能化火電廠基礎設施建設能夠利用FCS裝置，高效采集發(fā)電場設備系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，促使生產(chǎn)設備層直接實現(xiàn)智能化[3]。此外，火電廠智能化基礎設備建設積極引用了在線煤質(zhì)或油質(zhì)檢測技術、激光誘導擊穿光譜技術、雙能γ射線技術，種子活化技術以及微波技術等多種科學手段，切實、有效地為智能化技術系統(tǒng)的構建打下良好基礎，保障了智能技術的發(fā)展與運用。

3.2 智能化火電廠實時控制層

在火電廠的生產(chǎn)作業(yè)中，必不可少的設備有鍋爐、汽機、電氣、輔機以及DCS一體化控制系統(tǒng)。只有將多種控制手段進行高效的統(tǒng)籌與控制，方能有效保障智能化火電廠的安全、順利運行。在火電廠智能化發(fā)展過程中，必須積極運用預測控制、模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡控制等多種技術與算法保障職能控制的有效性，切實利用模糊神經(jīng)的優(yōu)勢，保障機組的優(yōu)化，以期提高智能化系統(tǒng)的安全性與實際效率，處理好節(jié)能與耗電的問題，促進火電廠實現(xiàn)長期發(fā)展。

3.3 火電廠智能化系統(tǒng)優(yōu)化層

火電廠智能化系統(tǒng)的優(yōu)化層最能體現(xiàn)我國火電廠的發(fā)展與進步。在火電廠開展智能化建設工作時，應結合企業(yè)自身發(fā)展的實際情況，不斷優(yōu)化熱電廠工作職能和管理內(nèi)容，并建立內(nèi)在控制機制，嚴格控制電熱廠生產(chǎn)。在實際工作過程中，還要定期完善智能化系統(tǒng)，通過自身信息組織的優(yōu)化，實時捕捉燃料市場中的數(shù)據(jù)，同時動態(tài)加入智能生產(chǎn)、智能化檢測等多種內(nèi)容，切實保障火電廠智能化開展的實際效益，優(yōu)化火電廠運營。

3.4 火電廠智能化系統(tǒng)管理層

生產(chǎn)與管理工作是火電廠運行的重要內(nèi)容，對火電廠的運營起著決定作用。傳統(tǒng)火電廠在經(jīng)營與管理環(huán)節(jié)，多秉承“先生產(chǎn)、后管理”理念，為企業(yè)開展管理工作帶來一定隱患。智能化運作火電廠離不開管理人員科學的管理與編排，在開展智能化系統(tǒng)管理工作時，要求管理人員合理制定出符合火電廠智能化發(fā)展的管理內(nèi)容，自上而下地為火電廠的生產(chǎn)與經(jīng)營打下良好基礎與優(yōu)化深層指導，同時需積極利用網(wǎng)絡手段構建完善的實時管理與指揮渠道，切實提高全國現(xiàn)代化管理工作的實際效率。

3.5 智能化火電廠決策層

戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)略計劃是智能化火電廠運營與管理工作的重要基礎內(nèi)容，決定著火電廠實際的發(fā)展與運行方向。在決策層中，主要包括監(jiān)管、考核與管理相關內(nèi)容[4]，需保障火電廠的合理生產(chǎn)與各部門之間的協(xié)調(diào)運作，切實利用智能化相關內(nèi)容，結合云計算、大數(shù)據(jù)手段分析火電廠自身數(shù)據(jù)與市場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)火電廠自身經(jīng)營與生產(chǎn)活動的交互，確定數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，總結出火電廠的必然發(fā)展趨勢。此外，在挖掘火電廠發(fā)展規(guī)律的同時，應借助數(shù)據(jù)分析及時把握自身存在的問題，并予以解決，切實保障火電廠決策的準確性。

4 火電廠智能化轉型策略

4.1 在智能火電廠中融入互聯(lián)網(wǎng)技術

互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)化中的應用已成為當前工業(yè)發(fā)展與轉型中的重要手段。通過將互聯(lián)網(wǎng)手段融入到智能火電廠，可以通過VPN手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。應用互聯(lián)網(wǎng)技術可將火電廠的生產(chǎn)與運行狀態(tài)實時傳送至智能火電廠系統(tǒng)終端，由于其具有傳輸速度快、覆蓋面積廣的特點，能夠不受時間與空間的約束最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?。通過引入互聯(lián)網(wǎng)，即使管理人員不在現(xiàn)場，智能終端也能夠隨時隨地掌握火電廠設備的運行情況與管理情況，及時采取處理措施。同時，應用互聯(lián)網(wǎng)技術可快速搜集、傳輸火電廠數(shù)據(jù)信息，為火電廠運作奠定技術基礎。

4.2 在智能火電廠中融入大數(shù)據(jù)與云計算

應用云計算技術可及時梳理與計算智能火電廠中的數(shù)據(jù)，在海量數(shù)據(jù)中挖掘出能夠服務于火電廠生產(chǎn)與經(jīng)營的內(nèi)容，規(guī)避不必要的數(shù)據(jù)，保證將有效信息及時反饋至火電廠的管理與決策者[5]。同時，在火電廠經(jīng)營與運行過程中，需將火電廠運行數(shù)據(jù)存入至云備份中。憑借服務器對有效數(shù)據(jù)的挖掘，不僅促進火電廠管理工作的標準化進行，也做得云計算與大數(shù)據(jù)技術的高效組合，節(jié)省大量的人力、物力，且不需要開展定期維護，促進智能火電廠實現(xiàn)經(jīng)濟收益最大化。

4.3 在智能火電廠中融入物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術上延伸出的一種新型技術內(nèi)容，著眼于將“物”與“物”進行連接。例如，在火電廠生產(chǎn)過程中，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術配合射頻識別技術與GPS技術，做到不同技術之間的互聯(lián)，實現(xiàn)技術與設備之間的高效結合，為火電廠運行奠定良好的技術基礎。此外，鑒于部分火電廠的數(shù)據(jù)共享能力相對較弱，很多數(shù)據(jù)與技術無法發(fā)揮出自身功能，應積極促成智能火電廠運行與物聯(lián)網(wǎng)技術緊密的聯(lián)結，利用物聯(lián)網(wǎng)技術強化智能火電廠中設備之間的內(nèi)在信息交流，最大程度上發(fā)揮出不同設備、不同技術最大的作用，實現(xiàn)“1+1＞2”的愿望。同時，通過互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的有效整合，可保障信息傳輸與流通更加精細化，加強火電廠的信息流通，提升信息交互質(zhì)量和火電廠的整體管理水平。

5 結 論

火電廠實現(xiàn)智能化是社會發(fā)展的必然，更是火電廠發(fā)展與進步的重大體現(xiàn)。當前，多數(shù)火電廠已實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，而智能化發(fā)展是數(shù)字化基礎上的又一大進步。智能化火電廠能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的自主適應、自主完善、自主治愈，不僅提升火電廠生產(chǎn)運行的安全性，也可促進火電廠內(nèi)部設備信息之間的交互。在開展智能化轉型過程中，必須嚴格完善智能化內(nèi)部結構的各組成部分，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等智能化技術融入到火電廠運行之中，確保火電廠各環(huán)節(jié)的科學、現(xiàn)代化運行，增強其綜合競爭力。