智能電廠概念、體系架構(gòu)及核心技術(shù)

張晉賓，周四維

智能電廠概念、體系架構(gòu)及核心技術(shù)

張晉賓，周四維

（電力規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100120）

為規(guī)范智能電廠體系建設(shè)，本文首先辨析了“智能”與“智慧”、“smart”與“intelligent”的概念，分析比對了智能電廠的定義，界定了智能電廠的用語及內(nèi)涵。然后在分析ISA 95模型和信息-物理系統(tǒng)（CPS）功能層級的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了包括生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能3個維度的智能電廠參考體系架構(gòu)。建議在智能電廠建設(shè)中需強(qiáng)化智能儀表/設(shè)備、通信、建模、分析、控制、決策、安全等7個方面的核心技術(shù)。

智能電廠；概念；體系架構(gòu)；生命周期；系統(tǒng)層級；智能功能；核心技術(shù)

隨著國家《能源發(fā)展‘十三五’規(guī)劃》《電力發(fā)展‘十三五’規(guī)劃》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的先后發(fā)布，國內(nèi)逐漸展開了智能電廠建設(shè)工作。自2016年以來，國內(nèi)有關(guān)智能電廠的科技創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，但各種與智能電廠相關(guān)的概念、技術(shù)較為混雜，亟需規(guī)范。

本文在辨析智能電廠相關(guān)概念和定義的基礎(chǔ)上，分析了智能電廠體系架構(gòu)，給出智能電廠核心技術(shù)和發(fā)展方向，以促進(jìn)中國智能電廠建設(shè)的健康發(fā)展。

1 概念與定義

1.1 “智能”與“智慧”

《辭海》中，將“智慧”釋義為①對事物能認(rèn)識、辨析、判斷處理和發(fā)明創(chuàng)造的能力；②才智、智謀；③般若（佛教用語，指一種超越世俗認(rèn)識的特殊認(rèn)識，通過般若可到達(dá)涅槃彼岸，為成佛所必需）。將“智能”釋義為①智慧和才能，智力；②有智慧才能。

顯然，工程中的“智慧”對應(yīng)“智慧”的第1個釋義，而“智能”則強(qiáng)調(diào)的是“智慧和能力”。由此可見，工程界一部分人認(rèn)為智慧高于智能的認(rèn)識是片面和錯誤的。智慧與智能無上下高低之分，只有視角和維度之別。《易經(jīng)》所言“形而上者謂之道，形而下者謂之器”。這里“道”指的是抽象、理論、共相，“器”指的是感性、實踐、各相?？梢岳斫狻爸腔邸睘椤暗馈?，“智能”為“器”。沒有器，無以載道；而無道，則不成器。

此外，從語義和用法角度辨析，“智慧”偏向于指生物體，常作為“智力”的代名詞，“智能”則有將能力發(fā)揮出來之意。從學(xué)術(shù)角度辨析，“智能”最重要的特征就是能感知環(huán)境并根據(jù)環(huán)境狀況進(jìn)行決策和執(zhí)行，對于應(yīng)用人工智能等技術(shù)或具有智能屬性并需發(fā)揮智能作用的對象，冠之以“智能”為妥。因此，筆者認(rèn)為，學(xué)術(shù)術(shù)語宜用“智能電廠”，而不宜用“智慧電廠”。如在國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中也是采用“智能工廠”，而未采用“智慧工廠”的稱謂。

1.2 “smart”與“intelligent”

在國際工程界和學(xué)術(shù)界，常采用“intelligent”和“smart”表示“智慧”或“智能”。在（《朗文英語聯(lián)想活用詞典》）中，“intelligent”釋義為“having a high level of natural mental ability so that you are good at thinking about and understanding thing”（擁有高級自然心智能力，故善于思考和理解事物）；“smart”釋義為“a word used especially in American English meaning good at learning and understanding things quickly”（美國英語常用詞，意指善于快速學(xué)習(xí)和理解事物）[1]。由此可見，“intelligent”傾向于指自然造物，與人或動物關(guān)聯(lián)度高些，故有“artificial intelligence”（AI,“人工智能”或“仿人智能”）之說；而“smart”則無論人或物，只要具備快速學(xué)習(xí)、思考或理解能力，則可稱之“smart”。

當(dāng)前全球智能技術(shù)應(yīng)用程度均屬于弱智能、窄智能或應(yīng)用智能層級，還未達(dá)到強(qiáng)智能、廣智能或通用智能的水平。國際上包括國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）也是常采用“smart factory”（智能工廠）、“smart grid”（智能電網(wǎng)）、“smart manufacturing”（智能制造）等用語。

綜上，智能電廠的英文不宜采用“intelligent power plant”，而宜采用“smart power plant”。

1.3 “智能電廠”定義

在中國自動化學(xué)會發(fā)電自動化專業(yè)委員會與電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會2016年共同發(fā)布的《智能電廠技術(shù)發(fā)展綱要》中，將“智能電廠”定義為：“在廣泛采用現(xiàn)代數(shù)字信息處理和通信技術(shù)基礎(chǔ)上，集成智能的傳感與執(zhí)行、控制和管理等技術(shù)，達(dá)到更安全、高效、環(huán)保運行，與智能電網(wǎng)及需求側(cè)相互協(xié)調(diào)，與社會資源和環(huán)境相互融合的發(fā)電廠”[2]。

在電力規(guī)劃設(shè)計總院2019年6月發(fā)布的《中國電力發(fā)展報告2018》中，將“智能電廠”定義為：面向電廠全生命周期，融合利用新一代信息通信、人工智能、檢測、控制、工程、運維、管理等技術(shù)，以發(fā)電系統(tǒng)為載體，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)或過程，形成具有一定自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通信與協(xié)調(diào)控制能力，能動態(tài)地適應(yīng)發(fā)電環(huán)境的變化，并與智能電網(wǎng)高度協(xié)調(diào)，從而達(dá)到全局（包括發(fā)電產(chǎn)出、可利用率、效率、安全性、可靠性、可維修性、靈活性、設(shè)備磨損/損耗等）或局部優(yōu)化目標(biāo)，實現(xiàn)安全、可靠、綠色、經(jīng)濟(jì)、靈活的電力可持續(xù)供給的電廠[3]。該定義中電廠全生命周期活動模型，參照ISO 15926國際標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)分為：概念流程設(shè)計，概念工程設(shè)計（前端），詳細(xì)流程設(shè)計，詳細(xì)工程設(shè)計，設(shè)備、材料及服務(wù)的采購和控制，施工，調(diào)試，試運，運行，電廠及設(shè)備維護(hù)，退役，電廠拆除 和場地恢復(fù)等過程[4-5]。電廠全生命周期活動模型如圖1所示。

圖1 電廠全生命周期活動模型

總而言之，智能電廠是新一代AI、信息通信技術(shù)（ICT）、發(fā)電運行技術(shù)（OT）、發(fā)電工程技術(shù)（ET）、發(fā)電管理技術(shù)（MT）等多種技術(shù)融合應(yīng)用的系統(tǒng)有機(jī)體。

新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、高性能計算、虛擬現(xiàn)實、感知/認(rèn)知等新理論新技術(shù)的共同推動，使得自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自組織等電廠高級智能功能的實現(xiàn)變?yōu)榭赡?。智能電廠是集成了技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新的先進(jìn)系統(tǒng)。

2 智能電廠體系架構(gòu)

2.1 ISA 95層級

ANSI/ISA 95是國際自動化學(xué)會（ISA）發(fā)布的“企業(yè)-控制系統(tǒng)集成”系列標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已成為IEC/ISO 62264國際系列標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中定義的企業(yè)技術(shù)和業(yè)務(wù)過程模型層級簡稱ISA 95層級[6]。該層級基于20世紀(jì)90年代美國普渡大學(xué)學(xué)者提出的普渡企業(yè)參考架構(gòu)（PERA），故也稱普渡模型[7]。

ISA 95層級結(jié)構(gòu)從下至上共分5層。

第0層：物理過程層

第1層：傳感和操作層 涉及對物理過程對象的傳感、測量、操作、執(zhí)行等活動。

第2層：監(jiān)視和控制層 涉及對物理過程對象的監(jiān)視和控制活動，包括分散控制系統(tǒng)（DCS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、可編程邏輯控制器（PLC）等。

第3層：工作流層 涉及生產(chǎn)所期望產(chǎn)品的工作流活動，如制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。

第4層：業(yè)務(wù)層 指管理生產(chǎn)運行所需的與業(yè)務(wù)相關(guān)的活動，如企業(yè)資源計劃（ERP）。

ISA 95層級已在工業(yè)界成功應(yīng)用近30年，但隨著新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、信息-物理系統(tǒng)（cyber-physical systems，CPS）、工業(yè)4.0、智能工廠等技術(shù)的興起，該層級結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)新形勢的需要，因此ISA也在著手對該層級結(jié)構(gòu)進(jìn)行修訂。

2.2 CPS功能層級

CPS通過計算(computation)、通信（commu- nication）、控制(control)即3C技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，構(gòu)建信息世界和物理世界的有機(jī)融合體，實現(xiàn)大型發(fā)電等工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。CPS包含泛在環(huán)境感知、嵌入式計算、網(wǎng)絡(luò)通信、智能控制等先進(jìn)技術(shù)，是具有廣闊應(yīng)用前景的下一代智能系統(tǒng)。因此，德國推出的工業(yè)4.0即以CPS為基石。

CPS包括感知、網(wǎng)絡(luò)和控制3大部分，圖2為CPS 5C功能體系架構(gòu)。由圖2可見，CPS 5C功能體系架構(gòu)[8]從低到高是由智能感知/連接層（connection level）、信息挖掘?qū)樱╟onversion level）、網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層（cyber level）、認(rèn)知層（cognition level）和配置層（configuration level）等組成。

圖2 CPS 5C功能體系架構(gòu)

第1層：智能感知/連接層 包括人員、物體、材料、過程等的智能感知、智能傳感以及信號的采集、調(diào)制和處理等。

第2層：信息挖掘?qū)?包括多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，對發(fā)電機(jī)組、主輔機(jī)設(shè)備部件等的健康和狀態(tài)分析，發(fā)電系統(tǒng)和設(shè)備衰退與性能預(yù)測等。

第3層：網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層 包括電廠數(shù)字雙胞胎（digital twin）及基于時間機(jī)的變化特征識別與提取、數(shù)據(jù)挖掘、優(yōu)化控制、智能控制等。

第4層：認(rèn)知層 包括仿真與綜合分析、遠(yuǎn)程可視化、協(xié)同診斷和決策等。

第5層：配置層 包括自配置、自調(diào)整、自優(yōu)化等。

2.3 智能電廠參考體系架構(gòu)

在ISA 95基礎(chǔ)上，借鑒CPS和工業(yè)4.0等智能體系架構(gòu)，智能電廠參考體系架構(gòu)可分為生命周期、系統(tǒng)和智能功能3個層級，每個層級包含5個要素。圖3為智能電廠包含對象及其關(guān)系的智能電廠參考體系架構(gòu)[9]。

圖3 智能電廠參考體系架構(gòu)

2.3.1生命周期維度

智能電廠生命周期維度由設(shè)計、制造、安裝、運維、退役等組成。

1）設(shè)計 指根據(jù)電廠的所有約束條件以及所選擇的技術(shù)來對需求進(jìn)行的構(gòu)造和優(yōu)化。設(shè)計類別一般包括需求分析、產(chǎn)品設(shè)計、流程設(shè)計、工程設(shè)計等。工程設(shè)計階段有可行性研究階段、初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段、竣工圖設(shè)計階段等。

2）制造 指通過將物料進(jìn)行加工、運送、裝配、檢驗等活動生產(chǎn)發(fā)電機(jī)組及其設(shè)備等的過程，通常包括加工、裝配、運送、檢驗等過程。

3）安裝 指按照規(guī)定的方法、程序、步驟等把發(fā)電設(shè)備、系統(tǒng)等固定在電廠范圍內(nèi)，使其能正常運行的過程，包括發(fā)電機(jī)組、設(shè)備、管道等工程安裝，也包括發(fā)電機(jī)組及其設(shè)備的調(diào)試、試運行等活動過程。

4）運維 指電廠正式投入商業(yè)運行后的全部運行、維護(hù)、檢修等活動過程。

5）退役 指電廠永久退出運行、發(fā)電設(shè)備拆除和場地復(fù)原等活動過程。

2.3.2系統(tǒng)層級維度

智能電廠系統(tǒng)層級維度表示與發(fā)電過程相關(guān)的結(jié)構(gòu)層級劃分。結(jié)合國內(nèi)電廠組織結(jié)構(gòu)，智能電廠系統(tǒng)層級維度由發(fā)電系統(tǒng)及其設(shè)備層、監(jiān)控裝置層、車間（分場）層、電廠層、互聯(lián)世界層構(gòu)成。

1）發(fā)電系統(tǒng)及其設(shè)備層 包括發(fā)電工藝、電氣、測量和控制等設(shè)備或系統(tǒng)以及電廠建（構(gòu)）筑物等，如發(fā)電機(jī)組、主輔機(jī)系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)、管道、設(shè)備、材料等，也包括傳感器、圖像/視頻采集設(shè)備、執(zhí)行器、斷路器、開關(guān)柜、主廠房等。

2）監(jiān)控裝置層 指電廠中用于實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)、過程及設(shè)備等的監(jiān)視、控制和監(jiān)督的計算機(jī)控制裝置，如DCS、PLC、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、功能安全系統(tǒng)、邊緣計算系統(tǒng)等。

3）車間（分場）層 指實現(xiàn)車間或分場的生產(chǎn)管理的層級，如對應(yīng)化學(xué)車間、燃料車間等。

4）電廠層 指實現(xiàn)電廠廠級或企業(yè)級，面向電廠經(jīng)營管理的層級，包括電廠計劃、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等管理系統(tǒng)。

5）互聯(lián)世界層 指電廠內(nèi)外與電廠關(guān)聯(lián)的某一資產(chǎn)或資產(chǎn)組合體與另一資產(chǎn)或資產(chǎn)組合體之間的關(guān)系。如車間（分場）之間組成的電廠內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（intranet），電廠產(chǎn)業(yè)鏈上下游不同企業(yè)間組成的外聯(lián)網(wǎng)（extranet）等，可實現(xiàn)發(fā)電設(shè)計協(xié)同、發(fā)電生產(chǎn)協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同、售電服務(wù)協(xié)同等。

2.3.3智能功能維度

智能功能維度是為實現(xiàn)電廠的自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自預(yù)測、自組織等功能的智能層級劃分，分為感知/執(zhí)行、通信、信息、功能、業(yè)務(wù)等5層，每一層都對下一層的信息進(jìn)行精煉、增值和升華，提升了信息的智能利用程度。

1）感知/執(zhí)行層 對應(yīng)CPS的智能感知-連接層，是對電廠物理世界進(jìn)行測量、感知并輸入信息世界，將信息世界中的決策指令輸出到電廠物理世界操作執(zhí)行的層級。除智能測量儀器儀表外，也包括虛擬測量、射頻識別（RFID）、機(jī)器視覺（包括二維碼、虛擬現(xiàn)實VR、增強(qiáng)現(xiàn)實AR、混合現(xiàn)實MR等）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、無線定位跟蹤系統(tǒng)等。

2)通信層 指通過無線或有線通信媒介，實現(xiàn)電廠內(nèi)機(jī)器-人員-過程-物料等資源之間全方位交互與集成以及電廠產(chǎn)業(yè)鏈中不同企業(yè)之間通信互聯(lián)的通信層級，包括橫向通信互聯(lián)、縱向通信互聯(lián)和端到端通信互聯(lián)等。

3）信息層 指用于表示其功能所需的資產(chǎn)信息的層級。大體對應(yīng)CPS的第2層（信息挖掘?qū)樱┖偷?層（網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層）。信息層可利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)等手段，采用描述性分析、預(yù)測性分析、規(guī)范性分析等方法，遵循觀察、分析、行動的流程，在感知/執(zhí)行層、通信層基礎(chǔ)上，為發(fā)電系統(tǒng)/設(shè)備功能和性能異常及性能衰退的早期預(yù)測、健康狀態(tài)分析及故障分析診斷處理，提供管理、控制方面的決策支持。

4）功能層 對應(yīng)于CPS的第4層（認(rèn)知層）和第5層（配置層），發(fā)電資產(chǎn)的全部邏輯功能和服務(wù)均被分配至功能層。本層從信息層的數(shù)據(jù)中獲取信息，并進(jìn)行深度處理后形成決策執(zhí)行信息，再返回信息層，直至通過感知/執(zhí)行層最終執(zhí)行。通過上下級各層的高度協(xié)同，從而使發(fā)電運營實現(xiàn)自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等高級智能功能。

5）業(yè)務(wù)層 指電廠業(yè)務(wù)流程及其框架性要求的層級。該層雖來源于ISA 95第4層（業(yè)務(wù)層），但卻高于ISA 95第4層，是緣于本層憑AI賦能而具有商業(yè)智能，可將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)信息，進(jìn)而做出適時的行為決策，執(zhí)行適時的業(yè)務(wù)管控。本層可包括法律法規(guī)要求，與資產(chǎn)特性相關(guān)的業(yè)務(wù)，如供應(yīng)鏈、營銷管理等，也可通過企業(yè)間價值鏈的整合，形成新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)、業(yè)態(tài)。

3 智能電廠核心技術(shù)

智能電廠核心技術(shù)主要包括以下方面。

1）智能儀表/設(shè)備 包括智能感知（傳感、測量等）、執(zhí)行等智能儀器儀表和智能工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)無人機(jī)、智能汽輪機(jī)、智能鍋爐、智能水泵等智能設(shè)備以及VR、AR、MR等智能穿戴。一個對象不能被感知測量，就不能對其進(jìn)行控制管理優(yōu)化。

2）新一代通信技術(shù) 傳統(tǒng)的通信技術(shù)不能兼顧電廠控制和電廠管理等不同任務(wù)對時間敏感性的要求，處理VR、AR等高吞吐任務(wù)時時效性差，通信的互操作性、可信性等指標(biāo)也較低?；诳尚庞嬎銠C(jī)的時間敏感網(wǎng)（TSN）、5G等新一代通信技術(shù)的互操作性、可信性等指標(biāo)則大大提升。

3)建模與仿真 digital twin指物理資產(chǎn)的虛擬數(shù)字表示，包括功能、性能、結(jié)構(gòu)、商務(wù)、位置等方面。digital thread指將設(shè)計、制造、安裝、運維等全生命周期的數(shù)字資產(chǎn)互聯(lián)互通，集成一體。digital twin和digital thread是建模與仿真的核心，也是構(gòu)成數(shù)字電廠、智能電廠的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國內(nèi)僅停留在電廠的數(shù)字化，而未深入到數(shù)字電廠、智能電廠的核心。

4)數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析將大量的電廠生產(chǎn)運維數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化為有用的信息集，使得電廠用戶可以識別發(fā)電運行和維護(hù)中的隱性知識，實現(xiàn)發(fā)電資產(chǎn)性能衰退和健康預(yù)測等高級功能。數(shù)據(jù)分析包括描述性分析、預(yù)測性分析、規(guī)范性分析等層級。目前國內(nèi)做得較好的電廠也僅達(dá)到描述性分析層級。

5)智能控制 指應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯概率、模糊邏輯、多變量模型識別及預(yù)測、智能體、機(jī)器學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、進(jìn)化計算和遺傳算法等人工智能計算方法的控制技術(shù)。通過智能控制在電廠的深度應(yīng)用，可實現(xiàn)自動發(fā)電控制（AGC）等各類復(fù)雜控制的自主運行[10]。

6)自主決策或決策支持 對發(fā)電過程的監(jiān)控、資產(chǎn)的運維/檢修/管理進(jìn)行自主決策或提供系統(tǒng)性、可視化、預(yù)知性的決策支持。

7)可擴(kuò)展的多層次安全體系 包括功能安全和信息安全等。

4 結(jié) 語

由新一代AI、ICT、OT、ET、MT等有機(jī)融合而成的智能電廠，終極目標(biāo)是構(gòu)建具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織等高級智能功能，具有高度韌性、魯棒性和安全性（包括功能安全和信息安全）的新型發(fā)電運營和管理模式。

智能電廠作為具有代表性的發(fā)電顛覆性技術(shù)，具有一定的前沿性。只有做好頂層設(shè)計，建立科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，堅持政府推動、科技引領(lǐng)、應(yīng)用驅(qū)動、市場主導(dǎo)原則，才能使智能電廠技術(shù)釋放所積蓄的巨大能量，成為電力發(fā)展新的強(qiáng)大引擎，推動發(fā)電生產(chǎn)力的整體躍升。

［1］ Longman Group UK Limited. Longman language activator[M]. Hong Kong: Person ESL, 2003: 687-688.

［2］ 中國自動化學(xué)會發(fā)電自動化專業(yè)委員會, 電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會. 智能電廠技術(shù)發(fā)展綱要[M].北京: 中國電力出版社, 2016: 4.

China Automation Society Power Generation Automation Professional Committee, Electric Power Industry Thermal Automation Technology Committee. Outline of technology development of smart power plant[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2016: 4.

［3］ 電力規(guī)劃設(shè)計總院. 中國電力發(fā)展報告2018[M]. 北京: 中國電力出版社, 2019: 122-123.

China Electric Power Planning & Engineering Institute. Report on China’s electric power development 2018[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2019: 122-123.

［4］ International Organization for Standardization. Industrial automation systems and integration-Integration of life-cycle data for process plants including oil and gas production facilities-part 1: overview and fundamental principles: ISO 15926-1[S]. [S.l.]: ISO, 2004.

［5］ 張晉賓, 周四維, 陸星羽. 智能電廠概念、架構(gòu)、功能及實施[J]. 中國儀器儀表, 2017(4): 33-39.

ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei, LU Xingyu. Concept, architecture, function and implantation of smart power plant[J]. China Instrumentation, 2017(4): 33-39.

［6］ IEC. Enterprise-control system integration-part 1: models and terminology: IEC 62264-1: 2013[S]. Switzerland: IEC, 2013.

［7］ Purdue enterprise reference architecture [EB/OL]. (2018-06-03) [2019-06-27]. https://en.wikipedia.org/wiki/Purdue Enterprise_Refe rence Architecture.

［8］ 李杰, 邱伯華, 劉宗長, 等. CPS—新一代工業(yè)智 能[M]. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2017: 30.

LI Jie, QIU Bohua, LIU Zongchang, et al. CPS-the new generation of industrial intelligence[M]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University Press, 2017: 30.

［9］ 張晉賓, 周四維. 智能電廠概念及體系架構(gòu)模型研 究[J]. 中國電力, 2018, 51(10): 2-7.

ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei. Study on the concept of the smart power plant and its architecture model[J]. Electric Power, 2018, 51(10): 2-7.

［10］ BEVRANI H, HIYAMA T. Intelligent automatic generation control[M]. New York: CRC Press, 2011: 42.

Concept, architecture and core technology of smart power plant

ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei

(China Electric Power Planning & Engineering Institute, Beijing 100120, China)

To normalize the development of smart power plant, this paper specifies the term of smart power plant, based on differentiating and analyzing “Zhineng” and “Zhihui” in Chinese, “smart” and “intelligent”. It establishes the reference architecture of smart power plant including three dimensions about life cycle, system level and smart function after analyzing ISA 95 model and cyber-physical system (CPS) function level. Finally, the core technologies, including smart device, communication, modeling, analysis, control, making decision, safety and security, are explained.

smart power plant, concept, system architecture, life cycle, system level, smart function, core technology

TM621

A

10.19666/j.rlfd.201907146

2019-07-20

張晉賓(1967—)，男，碩士，教授級高級工程師，主要研究方向為發(fā)電新技術(shù)，jbzhang@eppei.com。

張晉賓, 周四維. 智能電廠概念、體系架構(gòu)及核心技術(shù)[J]. 熱力發(fā)電, 2019, 48(9): 9-13. ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei. Concept, architecture and core technology of smart power plant[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(9): 9-13.

（責(zé)任編輯 杜亞勤）