智慧電廠與智能發(fā)電研究方向及關鍵技術

李學亮

摘? 要：智慧電廠的建設是以智能發(fā)電為基礎，為了建立起具有現(xiàn)代化的能源電力系統(tǒng)，可以實現(xiàn)安全、綠色、高效、低碳的發(fā)電，其中包括信息化技術、智能化技術、大數(shù)據、可視化技術以及智能控制技術。智慧電廠能夠進行信息采集、分析和判斷，并且規(guī)劃自己的行為，實現(xiàn)智能、在線、動態(tài)的優(yōu)化配置設備以及參數(shù)。該文主要分析智慧電廠與智能發(fā)電的研究方向，并探究其中的關鍵技術，為我國電廠的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：智慧電廠;智能發(fā)電;研究方向;關鍵技術

中圖分類號：TK39? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 智慧電廠與智能發(fā)電的研究方向

隨著我國經濟轉型升級的持續(xù)推進，以及電力體制的大力改革，智慧電廠已經成為電廠的發(fā)展趨勢。在現(xiàn)階段節(jié)能減排、降耗高效的政策背景下，聯(lián)結信息技術、大數(shù)據資源、互聯(lián)網技術等，實現(xiàn)智慧管理、智慧運行、智慧檢修以及智慧新能源發(fā)電等，促進電廠智能化發(fā)展。

1.1 鍋爐燃燒控制實現(xiàn)智能化

在電廠的運行過程中，鍋爐屬于至關重要的設備，鍋爐的燃燒情況關系到鍋爐的運行效率，而且還會影響發(fā)電廠的正常發(fā)展。在智慧電廠中，鍋爐燃燒控制實現(xiàn)智能化，主要是將智能技術應用于鍋爐中，對鍋爐進行系統(tǒng)檢測，根據檢測結果對鍋爐的參數(shù)進行科學合理的分配，例如排放參數(shù)、煤粉分配參數(shù)以及爐內溫度、含氧量、一氧化碳濃度等燃燒參數(shù)即你選哪個檢測和配置，將這些參數(shù)不斷的優(yōu)化，實現(xiàn)鍋爐燃燒的智能化控制，進而能夠控制鍋爐的燃燒效率，提高鍋爐的運行水平。

1.2 電廠巡查實現(xiàn)智能化

電廠的運行水平與人們的生產和生活有緊密的聯(lián)系，能夠提供大量的電力支撐，然而在電廠的運行過程中，往往存在著各種問題，使得機器設備出現(xiàn)各種故障。在這種情況下，傳統(tǒng)人力巡查往往不會發(fā)現(xiàn)一些細小的問題，無法對故障進行判斷，無法估計其對之后的運行所帶來的風險。而現(xiàn)在廣泛使用的智慧電廠，不再需要人力進行巡查，而是利用智能化技術，使得電廠巡查實現(xiàn)智能化發(fā)展，能夠檢查出電廠各種設備的運行過程中出現(xiàn)的細小問題，并對問題進行判斷和處理。智能化巡查主要是利用計算機技術中的軟件和硬件以及其中的運算能力，對電廠進行三維建模，進而利用三維空間定位技術，將電廠中各類設備實現(xiàn)可視化，并結合巡查機器人、圖像識別技術以及無線通信技術等，實現(xiàn)設備、管道、儀表和隱蔽工程等信息的可視化，不僅能夠提高巡查效率，還能發(fā)現(xiàn)細小故障中存在的安全隱患，啟動報警裝置，對各種設備的參數(shù)進行比對，排除隱患，避免因故障使得電廠的運行過程中出現(xiàn)安全事故。

1.3 燃料信息互動實現(xiàn)智能化

在電廠的運行過程中，需要實現(xiàn)對各類信息的互動，結合信息的具體情況以及電廠的運行情況，對互動進行調整。其中電廠燃料作為電廠正常運行的必需品，燃料的燃燒效率直接關系到電廠的運行效率以及產生電能的效率，決定電廠的經濟效益。例如，一般電廠在運行過程中需要使用大量的煤炭，就需要對堆放燃煤場所的信息進行綜合性的收集，并根據收集的信息科學調整電廠運行情況。一般堆放燃煤的場所場地較大，信息收集較為復雜，管理內容較多，使得這項任務較為繁重，使得燃煤場所中信息收集、管理等內容存在一定的難度，特別是在煤炭種類較多的情況下，使得配煤摻燒工作存在較大的難度，而且調整工作也較為復雜?，F(xiàn)階段建設智慧電廠，能夠有效解決上述問題，可以利用可視化技術以及圖像識別技術，實現(xiàn)燃煤場所的4D管理模式，并且根據電廠的實際情況，對燃煤堆放場所進行優(yōu)化調整，使得布局更加科學合理，使得燃煤場所與電廠鍋爐之間能夠實現(xiàn)智能化信息互動和交流，提高電廠煤炭燃燒的效率，實現(xiàn)電廠的可持續(xù)發(fā)展。

2 智慧電廠與智能發(fā)電的關鍵技術

2.1 智能燃燒控制技術

建設智慧電廠的目的是為了充分利用各種先進優(yōu)化技術以及控制技術，實現(xiàn)對電廠各種設備的管理，從而提高電廠機組的整體運行效率，實現(xiàn)經濟、綠色、環(huán)保。特別是在當前的國家政策下，要求從節(jié)能減排出發(fā)，現(xiàn)階段，國內一些電廠的燃煤機組難以再進一步提高機組的發(fā)電效率，無法改變運行工藝。盡管風力發(fā)電、水力發(fā)電和太陽能發(fā)電等應用較為廣泛，電容量也在不斷增加，但是在大量調峰需求方面，依舊需要使用燃煤機組實現(xiàn)調峰，尤其是一些經濟發(fā)達的沿海地區(qū)，其中特高壓電一般使用外來電，燃煤機組的使用較少，因此使得燃煤機組很長時間處于低負荷狀態(tài)，運行效益不理想。在電廠中使用智能燃燒控制技術，能夠達到高效、節(jié)能、減排的目的，利用空間較大，將這項技術與計算機運算能力以及檢測技術結合起來，同時以控制成本為基礎，提高燃燒機組的經濟效益。

現(xiàn)階段，一般使用煤炭辨別燃燒技術的優(yōu)化方案有很多種。 1）可以控制氧量、煤量分配以及風門開度等方式，建立煤炭燃燒的數(shù)字化模型，對電廠鍋爐的應用效率進行控制。? 2）可以檢測煤炭的質量，了解煤炭的燃燒狀態(tài)，并以此為基礎，對鍋爐運行過程中的各項參數(shù)進行準確的計算，并且準確計算鍋爐的效率。 3）可以檢測煤炭的種類，確定機組燃燒使用的燃煤種類，對研磨煤炭機器所研磨的碳粉進行控制，確定碳粉的細度以及出口的溫度，根據實際的煤炭種類對燃煤機組進行優(yōu)化調整，提高運行效率。 4）可以通過算法，對模型進行優(yōu)化，從而獲取最大的參數(shù)信息，將燃煤機組的燃燒情況以及過程進行完善和優(yōu)化，保證鍋爐能夠高效運行。

2.2 智能巡檢技術以及智能預警、診斷技術

在電廠的不斷發(fā)展過程中，很多電廠開始使用智能機器人完成巡檢工作。智能機器人中結合了GPS定位系統(tǒng)、傳感器技術、RFID技術、信息技術、圖像識別技術以及機器人技術等，實現(xiàn)智能化的巡檢，從而提高電廠巡檢的效率。隨著各種智能化技術的不斷創(chuàng)新，在機器人巡檢中也逐漸使用智能預警技術以及故障診斷技術，通過分析檢測出來的震動信號，對電廠各種機器設備的運行情況進行精準的判斷，并對判斷的數(shù)據進行研究和分析，對電廠的整體運行進行綜合性的評估，從而及時發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，再利用故障診斷技術以及故障分析技術，實現(xiàn)電廠運行過程中的智能化檢測、診斷、預警等，不管是已經發(fā)生的故障，還是潛在的安全隱患，都會上傳至信息控制中心，方便設備維護人員展開維修，將損失降低，保證電廠的運行安全性。例如利用智能預警和診斷技術，能夠對設備進行智能化的檢測，發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患，并結合檢測的數(shù)據分析出問題具體的所在位置以及問題的大小，及時解決。另外，還能夠實現(xiàn)電廠運行的動態(tài)監(jiān)控，對電廠的負荷情況、能耗情況以及燃料的使用情況進行整理和分析。

3 結語

總而言之，在信息技術快速發(fā)展的背景下，智能技術、信息技術在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，使得電廠也向著智能化發(fā)展。智慧電廠與智能發(fā)電能夠實現(xiàn)高效、清潔、環(huán)保、安全的發(fā)電。隨著智能控制技術、智能檢測技術以及智能預警和診斷技術不斷的優(yōu)化發(fā)展，智慧電廠的價值能夠最大限度地體現(xiàn)出來，改變傳統(tǒng)電廠的運作方式，成為智能電網的關鍵部分，促進我國電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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