智慧電廠關鍵技術分析及實戰(zhàn)探討

陳才程

【摘 ?要】在當今新時代，新智能技術的廣泛應用，如何順應發(fā)展所需，建設智慧電廠成為我國電力發(fā)展面臨的一個全新課題。本文在對智慧電廠信息化的現(xiàn)狀和趨勢分析的基礎，提出智慧城市需要什么樣的智慧電廠的若干思考。

一、引言

我國已進入新時代，對生產(chǎn)發(fā)展和基建也提出新要求，正如習近平總書記在十九大報告中指出，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。眾所周知，2006 年美國 IBM 公司第一次宣告了“智慧電網(wǎng)”建設，隨后，作為世界第二大經(jīng)濟體的我國，在2009 年也提出了“建設堅強智能電網(wǎng)”。我們都知道，作為一座現(xiàn)代城市，供電是基礎，智慧電廠就是推動現(xiàn)代智慧城市建設的基礎，其核心是在發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部有機應用互聯(lián)網(wǎng)、可視化與大數(shù)據(jù)、智能控制等技術，本文重點探討燃煤火電廠的智能化發(fā)展及智能化技術。

二、有關發(fā)電行業(yè)信息化現(xiàn)狀及趨勢分析

縱觀我國現(xiàn)今電力行業(yè)信息化建設發(fā)展歷程，主要呈現(xiàn)以下3個特點：

1.經(jīng)過十幾年的探索和發(fā)展，所強調(diào)的信息化依然沒有擺脫以管控為中心的發(fā)展模式，沒有實現(xiàn)向市場經(jīng)營的有效過渡。

2.所強調(diào)的信息一體化是以一體化平臺為中心，沒有實現(xiàn)以應用為中心的有效過渡。

3.就部署層面而言，雖然做到了集中部署，但是并沒有實現(xiàn)集中的技術管理和服務的有效過渡。

隨著智能化、信息化進程的加速推進，未來發(fā)電行業(yè)的發(fā)展的管理理念應具有融合共享的精神，包括服務理念、技術、數(shù)據(jù)、市場等，智慧電廠的建設設計層面應體現(xiàn)3方面：

1.實現(xiàn)大數(shù)據(jù)和人工智能的有效應用與整個企業(yè)的完美融合。

2.需要借助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人機計算，其終極目的是架構人與機器全新的有機統(tǒng)一。

3.實現(xiàn)云上和云下的完美融合，在智慧電廠設計之初就對應發(fā)電公司管理集團及各個子機構兩個層面，對應云上、云下兩個層面，形成融合統(tǒng)一的信息化體系架構，這將是今后信息化建設的發(fā)展趨勢所在。

三、智慧電廠建設的關鍵

我們要建好智慧電廠，關鍵是要從實現(xiàn)其經(jīng)濟、安全、環(huán)保、高效、先進等方面的更加有效進行考慮。概括而言，智慧電廠建設有3個關鍵，即第一是管理、第二是技術、第三是價值創(chuàng)造，在這3個關鍵因素中，管理的設計與完善是實現(xiàn)智慧電廠的基礎，也是實現(xiàn)選取應用技術與實現(xiàn)價值創(chuàng)造的關鍵，至于技術，既是實現(xiàn)有效管理的支撐，也是創(chuàng)造價值的支撐，只有實現(xiàn)高效管理，才能發(fā)揮技術優(yōu)勢作用，也就是說沒有有效管理，一切都是空談。因此，在3個關鍵中，管理要排在第一位，也就是說只有管理、技術、價值創(chuàng)造，才可以建設較為完美的智慧型、智能型、全自動型電廠，這是不爭之事實。

對于可以推進火電廠的智能化進程的關鍵技術很多，如主要包括：1.三維空間定位與可視化智能巡檢技術;2.數(shù)字化煤場與燃料信息智能互動技術;3.爐內(nèi)智能檢測與燃燒優(yōu)化控制技術;4.信息挖掘與遠程專家診斷預警技術;5.沉浸式仿真培訓與 AR 輔助檢修維護技術等。以最后一項技術為例，其主要包括設備虛擬拆解培訓、檢修操作可視化輔助技術，只有當計算機運算能力能夠支撐設備細節(jié)、運行的基本保障下才可以實現(xiàn)有效運用，其是在于以 VR（虛擬現(xiàn)實）技術發(fā)展為前提的，其關鍵在于在虛擬現(xiàn)實中設置現(xiàn)實中可能出現(xiàn)的具體情況，從而提升專業(yè)人員的培訓真實感，提高設備檢修維護工作效率與操作規(guī)范性。

四、智慧電廠建設的實戰(zhàn)步驟

第一步：設備智慧維護。首先是管控一體化，很多人理解“連起來了”就是一體化，其實不然，業(yè)務之間、信息之間和數(shù)據(jù)之間都要保持高度的統(tǒng)一，這才能使企業(yè)內(nèi)部達到一個很高的協(xié)同水平，也就是說，要實現(xiàn)有關因素的有機結合或者必須實現(xiàn)相關信息的共享，這是建立管控一體化的基礎和前提。就MIS、SIS和機械生產(chǎn)而言，他們的關聯(lián)性和相互依存性很大，因為，有關設備實時監(jiān)管情況、生產(chǎn)經(jīng)營情況可以在這一平臺上體現(xiàn)，其他方面的有關成本實時信息情況和管理的信息情況，包括所有的監(jiān)視信息，可以在這一平臺上體現(xiàn)，其重要是不言而喻，也就是說這是實現(xiàn)管控一體化的前提，在建立這一堅實的基礎之上，進而為做好更加有效的管理優(yōu)化和升級奠定較為堅實的基礎。在管理信息和實時信息、設備信息、設備領域、數(shù)據(jù)之間是融合的，舉例而言，每一設備都有獨一無二的歸屬編碼，設備與之設備之間是依靠一種實時的可靠性強的狀態(tài)、參數(shù)、管理、預警等實現(xiàn)較為完美的高度融合。我們都知道對于普通電廠來說，所謂的管理就是管設備、管缺陷、管檢修、預防及維護，但是在智慧電廠的設備管理模式下，設備管理應該是一個傳統(tǒng)的 EAM，加上智慧化的管理手段，舉例來說就是智慧維修、智慧作業(yè)、智慧檢測、智慧診斷，換句話說就是以傳統(tǒng)為基礎，對其有效改造，實現(xiàn)現(xiàn)代智慧設備與管理的完美融合，才能建立較為完整的設備智慧化管理。

第二步：主動安全風險預控。不難理解，風險防控是全方位的，要實現(xiàn)智能控制 +360°的防護，首先，需要執(zhí)行通用的安全標準，而且必須樹立安全第一意識，因為，如果企業(yè)不能保證安全生產(chǎn)標準化，其他的包括技術、設備、效益來說都存在極不穩(wěn)定因素，說的更直接一些，沒有安全作為前提，再多的智能化手段，都無法保障安全。其次，實現(xiàn)智能化的防護與主動安全風險的控制的統(tǒng)一，需要從3個方面來做，一是主動防護設備;二是人員的保護;三是環(huán)境。每一方面都通過物聯(lián)網(wǎng)、移動計算的技術來做支撐。具體涉及的技術可能包含，如無線技術、GPS 技術、藍牙技術，有門禁、二維碼、智能鎖、智能攝像頭、視頻識別，還有一些手持終端，這些都是在這個領域里面用到的一些關鍵的技術。用 GPS 定位，GPS 定位的精度不夠寬，若用無線定位，精度更不準，應該采用的 2 種方式是基站定位 + 視頻識別。

這些新的技術會用到我們安全風險的主動控制上面，例如在電廠中，從三維的角度對把人進入的時間和他的信息全顯示出來。人員的自動識別、工作門禁，再與人臉識別的設備進行關聯(lián)，從開票到簽發(fā)，一直到現(xiàn)場作業(yè)，對整個過程進行安全的控制。還包括風險的主動預警，智能穿戴設備即將進入到我們的發(fā)電企業(yè)里面來，如手持終端與現(xiàn)場風險的預警進行關聯(lián)，自動提醒等等。

第三步：強化管理與提升效能。從經(jīng)營的角度來對電廠經(jīng)營進行優(yōu)化，從成本的數(shù)據(jù)開始，包括建模、規(guī)則、分攤到整個過程，把每天、每小時、每分鐘的成本算出來。管控一體化是做實時成本很重要的基礎，因為要用到很多的數(shù)據(jù)，而且要把數(shù)據(jù)拿過來進行計算，可以針對成本進行實時設置，可以讓發(fā)電企業(yè)實時監(jiān)察發(fā)電成本到底是多少。同時，燃料的智能化管控，從燃料的進、耗、存全過程實現(xiàn)無人職守。

第四步：設備系統(tǒng)優(yōu)化與改進。優(yōu)化是做智慧電廠必不可少的環(huán)節(jié)，從汽輪機的優(yōu)化、鍋爐的優(yōu)化逐步過渡到能效的優(yōu)化，進而實現(xiàn)企業(yè)效益的再提升。

第五步：推動實現(xiàn)高效作業(yè)。目前，大數(shù)據(jù)和 AI 已經(jīng)走進了發(fā)電企業(yè)，人工智能技術在電力領域已經(jīng)應用到語音識別、語義解析、圖片識別、視頻識別、指紋等方面，這些都會應用到管理過程中。對現(xiàn)場，畫像是對人的刻畫，要對所有的人、機、料、法、環(huán)刻畫出來，基于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來進行分析，用人工智能算法自動進行分析，搭建模型平臺。在人工智能發(fā)電領域，建設全系統(tǒng)的全文檢索，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)門戶信息的直觀展現(xiàn)。

五、結論

智能化是時代發(fā)展的大趨勢，智慧電廠的建設也已成為時代趨勢，其與智慧電網(wǎng)、智慧城市以及智慧能源提出的實際要求相吻合，然而，隨著新產(chǎn)品、新技術的更新?lián)Q代，到底建成什么樣的智慧電廠需要與實際需求想配套，其本身也是需要不停的探索、完善與改進。目前，智慧電廠在我國依然處于創(chuàng)新與探索發(fā)展的初級階段，本文的一些探討希望可以為相關研究者起到拋磚引玉的研究作用。

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（作者單位：華能洋浦熱電廠）