大數(shù)據(jù)在智能電廠中的應(yīng)用探索

宜清正

（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司，江蘇 靖江 214513）

在信息化時(shí)代下，大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用在一定程度上促進(jìn)了電力工業(yè)行業(yè)的向前發(fā)展。并且在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了智能電廠的概念，在數(shù)字化電廠發(fā)展的進(jìn)程中通過利用智能控制技術(shù)以及大數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電廠電能穩(wěn)定供應(yīng)以及轉(zhuǎn)型升級(jí)為一體化電廠，同時(shí)采用智能控制以及大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)可以確保發(fā)電廠和電網(wǎng)在任何要求以及環(huán)境下都能夠保持穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)一步推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

1 智能電廠定義

現(xiàn)階段在電力行業(yè)中頻發(fā)出現(xiàn)智能化電廠的概念，而根據(jù)我國自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)等相關(guān)權(quán)威、專業(yè)組織機(jī)構(gòu)的聯(lián)合探討，并基于對(duì)智能電廠最新技術(shù)的發(fā)展方向研究，將其定義為廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)字信息處理技術(shù)以及通信技術(shù)作為前提，采用集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制、管理決策技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、高效、節(jié)能、安全運(yùn)行的目標(biāo)，并與智能電網(wǎng)達(dá)成協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)電廠。根據(jù)定義可以了解到智能電廠是一種順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展，以滿足電能需求日益增長(zhǎng)的新型發(fā)電廠，其利用先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù)，具有較為明顯的時(shí)代特征。

2 如何區(qū)別數(shù)字化電廠與智能電廠

2.1 什么是數(shù)字化電廠

數(shù)字化電廠是一種可以比較及時(shí)準(zhǔn)確而且全面的獲取到各項(xiàng)信息的電廠類型，在當(dāng)前的發(fā)電廠生產(chǎn)和經(jīng)營管理中應(yīng)用較為廣泛。其主要的特點(diǎn)是電廠對(duì)象數(shù)字化，主要包括電廠的三維模型以及電廠發(fā)電設(shè)備、材料的屬性等，其次是電廠的設(shè)計(jì)過程呈現(xiàn)數(shù)字化特征，可以及時(shí)的向后續(xù)生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)傳輸和交接所需的參數(shù)和數(shù)據(jù)等。此外電廠的控制過程以及實(shí)時(shí)信息的顯示數(shù)字化，相關(guān)事務(wù)處理數(shù)字化，即是在電廠的生產(chǎn)經(jīng)營管理過程中，對(duì)各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施的處理和操作運(yùn)行采用數(shù)字化的方式，在很大程度上該類型的電廠業(yè)務(wù)決策也體現(xiàn)了數(shù)字化的特點(diǎn)，因此數(shù)字化電廠是以數(shù)字化技術(shù)貫穿全部生產(chǎn)過程以及管理過程的電廠類型，是基于現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)升級(jí)發(fā)展而來的新型發(fā)電模式。

2.2 什么是智能電廠

智能電廠實(shí)質(zhì)上是在數(shù)字化電廠發(fā)展的基礎(chǔ)上，融入了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，最大限度的減少在生產(chǎn)和管理活動(dòng)中人為因素的干預(yù)，進(jìn)一步提高電廠的自動(dòng)化和智能化水平。在其發(fā)展模式中首先是根據(jù)電力市場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的合理制定，然后借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電廠生產(chǎn)和管理的高效節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠，從而打造人性化的發(fā)電廠類型。并且智能電廠的功能中包含了信息化、智能化、數(shù)字化以及可視化等特點(diǎn)。而由于電廠數(shù)據(jù)大多存在出多樣性、不精確性和不完整性的問題，智能電廠應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)所表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)特征則是數(shù)據(jù)來自于電廠設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生、數(shù)據(jù)參數(shù)的數(shù)量較大，涉及范圍較廣、具有實(shí)時(shí)性等，因此智能電廠是在數(shù)字化電廠結(jié)合智能制造之后升級(jí)發(fā)展而來的產(chǎn)物，與數(shù)字化電廠相比，智能電廠的現(xiàn)代化和自動(dòng)化程度更高、效率更快、操作運(yùn)行更為穩(wěn)定可靠。

3 智能電廠的優(yōu)點(diǎn)

3.1 智能電廠更安全

智能電廠最明顯、最突出的優(yōu)點(diǎn)即是具有較強(qiáng)的安全性，通過對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠充分的適應(yīng)和滿足智能電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行需求，為電網(wǎng)提供較為合理的電能。從而進(jìn)一步加強(qiáng)其承受物理或者是網(wǎng)絡(luò)攻擊的抵抗能力，將損失降低至最小，并且通過智能操控系統(tǒng)可以在最短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)電廠故障，減少人為干預(yù)和影響。所以智能電廠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電廠設(shè)備的自我檢測(cè)、自我診斷以及自我修復(fù)，保障了電廠設(shè)備以及系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 智能電廠更環(huán)保

電廠的環(huán)保功能在當(dāng)前受到了廣泛的關(guān)注，也是生態(tài)環(huán)境污染治理的重點(diǎn)內(nèi)容。智能電廠在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)時(shí)可以建立有效的全線檢測(cè)預(yù)警機(jī)制，可以對(duì)煤炭中含有的污染物成分、含量等進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)檢測(cè)煤炭等材料在燃燒發(fā)電的過程中數(shù)據(jù)變化情況，以便于控制污染程度。如果發(fā)生煤炭污染含量超過了預(yù)設(shè)指標(biāo)則會(huì)自動(dòng)采取燃燒前處理措施，以降低污染物的產(chǎn)生和擴(kuò)散濃度。此外智能電廠在利用煤炭發(fā)電時(shí)也能夠在其燃燒時(shí)將熱能有效回收利用，增加單位發(fā)電量，促進(jìn)電廠的可持續(xù)發(fā)展能力。同時(shí)智能電廠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以分析廢氣以及廢水的排放情況，盡量將其檢測(cè)指標(biāo)控制在允許排放的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，并且會(huì)將所有檢測(cè)到的參數(shù)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到云平臺(tái)，可以對(duì)外公開，保障電廠排放信息的透明化，有利于社會(huì)監(jiān)督，保障電廠的綠色環(huán)保生產(chǎn)管理活動(dòng)有序開展。

3.3 智能電廠更人性化

智能電廠還具有一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)即是人性化，基于數(shù)字化、信息化和可視化設(shè)備可以在電廠范圍內(nèi)安裝AR監(jiān)控以及數(shù)據(jù)監(jiān)控等，在電廠生產(chǎn)區(qū)域使用機(jī)器人自動(dòng)作業(yè)，盡可能的降低人為操作的風(fēng)險(xiǎn)性，保障了相關(guān)工作人員的人身安全。并且智能電廠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)電廠內(nèi)的全員進(jìn)行監(jiān)控和管理，避免人為因素影響電力生產(chǎn)效率和質(zhì)量，同時(shí)可以更為及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電廠中存在的各項(xiàng)隱患，通過預(yù)警或者自動(dòng)處理等方式保障電廠工作環(huán)境的良好，為人性化的生產(chǎn)和管理方法奠定重要基礎(chǔ)。

3.4 智能電廠更高效

智能電廠與傳統(tǒng)電廠和數(shù)字化電廠相比具有較好的經(jīng)濟(jì)效和高效性，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠明確生產(chǎn)流程，加強(qiáng)對(duì)電力生產(chǎn)的可控性，科學(xué)準(zhǔn)確的收集電廠經(jīng)營數(shù)據(jù)和參數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況以及電廠的發(fā)展戰(zhàn)略及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃、管理控制方案等，以市場(chǎng)導(dǎo)向?yàn)榛A(chǔ)，結(jié)合電廠儲(chǔ)備指導(dǎo)電廠的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，降低各項(xiàng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率。

4 智能電廠的建設(shè)

智能電廠的建設(shè)主要是依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云平臺(tái)監(jiān)管控制技術(shù)，可以為電廠的生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)提供基礎(chǔ)條件，從而有效的提高電廠的運(yùn)行效率，增強(qiáng)可持續(xù)性發(fā)展能力。云平臺(tái)則能夠?yàn)殡姀S的各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)提供數(shù)字化和信息化服務(wù)，通過建立電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)庫能夠?qū)ιa(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，充分適應(yīng)社會(huì)以及市場(chǎng)的用電需求，指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)，提升管理效率。

在我國對(duì)智能電廠建設(shè)探索越來越多，積累了一部分成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比如近年來通用電氣公司與我國大唐集團(tuán)公司在北京聯(lián)合組建了國際電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)診斷中心，為大唐集團(tuán)的電力供應(yīng)提供科學(xué)的智能化解決方法，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及云計(jì)算、云平臺(tái)等構(gòu)建了電力智能化管理體系，對(duì)于商業(yè)運(yùn)行的燃?xì)庖约叭济喊l(fā)電電廠的發(fā)展具有積極的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。另外國華電力以及京能集團(tuán)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到了傳統(tǒng)的電力行業(yè)中，對(duì)其生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行管理和指導(dǎo)，借助三維仿真系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)前的模擬演練，在電力故障診斷和處理方面發(fā)揮了重要價(jià)值，比如在對(duì)電廠離心泵的組裝拆卸作業(yè)中，可以組織相關(guān)操作人員在虛擬平臺(tái)上進(jìn)行模擬仿真練習(xí)，達(dá)到一定熟練程度上則可以進(jìn)行實(shí)際操作，從而有效的避免了機(jī)器損壞或者安裝維護(hù)錯(cuò)誤等現(xiàn)象。而且智能電廠的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)業(yè)務(wù)類型之間的數(shù)據(jù)跨域交叉和關(guān)聯(lián)，保障了人際互動(dòng)的效率和水平，推動(dòng)智能化、集約化管理發(fā)展。

除此之外光大公司在智能電廠的建設(shè)中側(cè)重對(duì)大數(shù)據(jù)采集以及整合體系的構(gòu)建，具體建設(shè)工作是建立生產(chǎn)能源實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)發(fā)電量、日處理垃圾量、煙氣排放量等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，控制發(fā)電污染排放，以達(dá)到節(jié)約環(huán)保生產(chǎn)的目標(biāo)。其次是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)電廠海量的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行整理和分析計(jì)算，為電廠設(shè)備運(yùn)行和資源的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)電廠可持續(xù)發(fā)展能力提高。

5 結(jié)語

綜上所述，智能電廠是電力行業(yè)中一種先進(jìn)的現(xiàn)代化、智能化生產(chǎn)發(fā)展模式，相比于當(dāng)前比較普及的數(shù)字化電廠在安全性、環(huán)保性、人性化、高效化等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)以及云平臺(tái)能夠構(gòu)建智能電廠的運(yùn)行機(jī)制。同時(shí)借鑒當(dāng)前我國多家電力企業(yè)的智能電廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可以進(jìn)一步完善智能電廠的建設(shè)體系，進(jìn)而為社會(huì)提供高效、高質(zhì)量、穩(wěn)定安全的電力能源，推動(dòng)電力行業(yè)的向前發(fā)展以及社會(huì)的總體進(jìn)步。