智慧電廠轉(zhuǎn)型升級中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

萬震宇

摘要：互聯(lián)網(wǎng)人工智能大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為電力發(fā)電行業(yè)的智能化發(fā)展提供了堅實(shí)的技術(shù)保障。隨著電力行業(yè)智慧電廠建設(shè)的發(fā)展，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的電力行業(yè)，已成為智慧電廠建設(shè)的主要方向。智慧電廠構(gòu)建在數(shù)據(jù)收集、智慧應(yīng)用設(shè)計、信息交互等多方面，對智慧電廠的結(jié)構(gòu)和構(gòu)架進(jìn)行了調(diào)整，并借助人工智能發(fā)展經(jīng)驗(yàn)打造工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，從而將人工智能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備與電力熱力系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：智慧電廠;人工智能;智慧管理

中圖分類號：TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.25.077

人工智能技術(shù)的發(fā)展推動了傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)智慧電廠的建設(shè)熱潮，其目的是讓系統(tǒng)管理更高效化，以確保用電安全。隨著人工智能技術(shù)于電廠行業(yè)應(yīng)用的加深，通信技術(shù)與數(shù)字信號技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于電廠的各項(xiàng)設(shè)備中，從而形成了具有傳感智能與控制智能等多項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)代科技化綜合性設(shè)備。

1智慧電廠人工智能技術(shù)應(yīng)用方向

1.1智慧電廠建設(shè)現(xiàn)狀

國外的數(shù)字化發(fā)展相對較快，被應(yīng)用于火電、核電、石油化工等領(lǐng)域，其數(shù)據(jù)信息也相對更完善。但因國外新建工程數(shù)量較少，因此相比后期的互聯(lián)網(wǎng)人工智能發(fā)展，工業(yè)在其中并不占據(jù)較大優(yōu)勢。

在我國，隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的發(fā)展及工業(yè)化改革的推進(jìn)，電力發(fā)展取得了重大突破。目前，建設(shè)智慧電廠已成為電廠的主要發(fā)展趨勢。在現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，我國提倡節(jié)能減排、降低能耗，因此，改革電廠和加強(qiáng)信息技應(yīng)用，已成為全面實(shí)現(xiàn)電廠智慧管理并促進(jìn)電廠智能化發(fā)展的關(guān)鍵措施。

1.2信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)的人工智能應(yīng)用

智慧水調(diào)是構(gòu)建智慧水電廠環(huán)節(jié)的重要組成部分，其不僅需要強(qiáng)大的技術(shù)支持，還需要通過建立多維度的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)來加強(qiáng)對信息的處理，以構(gòu)建數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)的預(yù)測模型——發(fā)電計劃模型與流域經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。應(yīng)用智慧水調(diào)的人工智能，可以加強(qiáng)對河道水情、流域雨量、氣象云圖等數(shù)據(jù)的收集，且更準(zhǔn)確。人工智能系統(tǒng)在高度整合收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，形成了預(yù)報基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，既能確保電力供需的實(shí)時平衡，又能在發(fā)生問題時可做出及時調(diào)整。

1.3電廠巡查的人工智能應(yīng)用

電廠通過系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)提供大量電力，支撐了人們的日常生活生產(chǎn)。但是，在電廠實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，依然存在很多問題，如機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時，就會對日常生產(chǎn)生活造成影響。傳統(tǒng)的電廠管理往往采取的都是人力巡查管理模式。但是，工作人員在巡查過程中，會很容易忽略生產(chǎn)環(huán)境的細(xì)小問題，導(dǎo)致無法及時對已存在的問題做出分析并解決。在電廠智慧化發(fā)展過程中，利用人工智能代替人力巡查，可將電廠巡查工作變?yōu)橹腔刍ぷ鳎斯ぶ悄芸蓹z測出工作人員無法檢查出的各種細(xì)小問題，以確保電廠內(nèi)部機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，并對相應(yīng)問題作出及時的判斷和處理。

電廠巡查人工智能主要利用計算機(jī)技術(shù)軟件與硬件的運(yùn)算能力，將電廠以三維模型的形式做出數(shù)據(jù)模擬，并利用三維空間定位技術(shù)，使電廠內(nèi)部的機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)可視化管理。不僅如此，電廠巡查人工智能還可以結(jié)合巡查機(jī)器人、圖像識別技術(shù)及無線通信技術(shù)等，將電廠機(jī)械設(shè)備內(nèi)部更為隱蔽之處進(jìn)行信息可視化，以加強(qiáng)對設(shè)備的管道儀表等監(jiān)測。

在巡察工作中應(yīng)用人工智能技術(shù)，大幅度提高了巡察工作效率和工作質(zhì)量，可及時排查工安全隱患，并通過故障排查避免了因機(jī)械設(shè)備問題而影響電廠整體運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，為電廠生產(chǎn)提供了更多的安全性保障。

1.4生產(chǎn)信息互動的人工智能應(yīng)用

電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作涉及到大量的信息互動，因此電廠的日常管理工作必須要結(jié)合信息的具體情況及運(yùn)轉(zhuǎn)狀況來互動調(diào)整。水電廠工廠的運(yùn)作過程會產(chǎn)生大量電量，這些電量通過配比信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時傳送。在這一過程中，大量的信息數(shù)據(jù)會隨之產(chǎn)生，而配比電量也需要通過信息數(shù)據(jù)的交互處理來進(jìn)行更準(zhǔn)確的調(diào)整。電廠日常運(yùn)轉(zhuǎn)的工作量大、信息交互數(shù)據(jù)多，這加大了信息收集工作的難度。不僅如此，就工廠監(jiān)管盲區(qū)而言，其無法進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)管，也無法在出現(xiàn)問題時給管理人員及時的信息反饋。

智慧電廠的建設(shè)與人工智能技術(shù)的引用，可以極大程度地解決以上問題。其利用可視化技術(shù)與圖像識別技術(shù)，通過數(shù)據(jù)模擬將電廠以4D管理運(yùn)營模式開展，同時通過云計算系統(tǒng)針對性地優(yōu)化調(diào)整電廠實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作情況和電廠管理，從而實(shí)現(xiàn)電廠內(nèi)部燃料的更科學(xué)化管理，并完成燃煤場所與電廠鍋爐之間的智能化信息互動交流，以提高燃煤燃燒效率，增加電廠經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)電廠的持續(xù)性發(fā)展。

2智慧電廠建設(shè)

智慧電廠的數(shù)字化發(fā)展具有一定難度，除技術(shù)引進(jìn)外，還需要管理模式的創(chuàng)新。因此，在日常管理工作中，電廠必須要加強(qiáng)對人員、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定及機(jī)械設(shè)備等方面的管理工作。

智慧電廠在構(gòu)建三維模型時，需要注意的方面由：

（1）對設(shè)備廠建模范圍、管道鋪設(shè)與建模深度等信息，提出了更多要求，同時必須要完成電廠的規(guī)范化數(shù)字化管理。

（2）在制定數(shù)字化管理模式時，需要加強(qiáng)對企業(yè)內(nèi)部員工多專業(yè)技能培訓(xùn)。這是因?yàn)椋腔垭姀S對技術(shù)型人才提出了更多要求，因此傳統(tǒng)的電廠員工已無法滿足智慧電廠的建設(shè)要求。

（3）電廠要定期對企業(yè)員工進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，以此來提高電廠內(nèi)部整體人員的綜合素質(zhì)，從而達(dá)到統(tǒng)一規(guī)范化的培訓(xùn)管理。

3智慧電廠的一體化服務(wù)平臺建設(shè)

就智慧化電廠的建設(shè)而言，其更多的是滿足社會發(fā)展需求。故而，在建設(shè)三維數(shù)字化信息管理平臺時，必須明確的是：最重要的服務(wù)目的是增加企業(yè)效益和提高電廠的工作效率。互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展降低了可視化成本，為電廠發(fā)展帶來了更多效益，從而提高了對用戶的服務(wù)質(zhì)量。傳統(tǒng)電廠的智慧化轉(zhuǎn)型，不僅為電場內(nèi)部安全生產(chǎn)提供了更多保障，還提高了生產(chǎn)運(yùn)行效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性環(huán)保的功效。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，為構(gòu)建智慧電廠的總體方案提供了技術(shù)支持。目前，我國已逐步實(shí)現(xiàn)減排、管控、汽水、云防、運(yùn)行、維護(hù)、經(jīng)營等方面的智慧發(fā)展。在這一背景下，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部的合作共贏，共同探尋智慧電廠建設(shè)的發(fā)展方向可，完成互聯(lián)網(wǎng)平臺的統(tǒng)一性規(guī)劃。

智慧電廠的一體化服務(wù)平臺建設(shè)，主要由云平臺與物聯(lián)網(wǎng)平臺共同搭建來完成。其中，云平臺在將電廠內(nèi)部資源實(shí)施統(tǒng)一化智能管理的同時，根據(jù)電廠的實(shí)際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了相應(yīng)擴(kuò)容，為企業(yè)提供了虛擬化的運(yùn)行環(huán)境。智慧電廠利用物聯(lián)網(wǎng)平臺，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性收集，大幅度降低了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，并提高了數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性。物聯(lián)網(wǎng)平臺可選擇企業(yè)來獨(dú)立運(yùn)行，或以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺聯(lián)動。電廠全壽命周期的智慧化建設(shè)運(yùn)營，需要依靠智能模塊化機(jī)房、儲存與超融合設(shè)備等無線技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)云平臺時，相關(guān)人員可根據(jù)其應(yīng)用結(jié)構(gòu)做層次劃分，一般來說，其共分為兩個智能應(yīng)用層：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺層與邊緣計算服務(wù)層。

人工智能算法主要包括專家?guī)?、神?jīng)元網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)規(guī)劃等。智能鈦機(jī)器學(xué)習(xí)平臺可以為智慧電廠的發(fā)展提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型建設(shè)、模型訓(xùn)練等相關(guān)功能。該智慧學(xué)習(xí)平臺中還支持多種算法框架，以滿足智慧電廠發(fā)展時對不同AI情景的應(yīng)用需求。例如，及時地診斷檢修電廠內(nèi)的機(jī)械設(shè)備故、完成對機(jī)組負(fù)荷的分配工作、優(yōu)化電廠做功功能等。智慧電廠的人工智能應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對于生產(chǎn)現(xiàn)場更直觀的監(jiān)控，改善了以往的管理運(yùn)行結(jié)果，提高了數(shù)據(jù)分析決策的準(zhǔn)確性。

智慧電廠建設(shè)以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬技術(shù)等多項(xiàng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支持，不僅推動了傳統(tǒng)電廠的創(chuàng)新性發(fā)展，還提高了日常管理工作效率，以更先進(jìn)的管理理念，加強(qiáng)了整體的體系建設(shè)。智慧化電廠一體化服務(wù)平臺還可以為電廠的發(fā)展方向提供更科學(xué)準(zhǔn)確的指導(dǎo)。隨著我國行業(yè)改革發(fā)展的需求，電力行業(yè)的智慧電廠將成為今后的主要變革方向。

4結(jié)束語

在互聯(lián)網(wǎng)與人工智能快速發(fā)展的背景下，將人工智能應(yīng)用于行業(yè)發(fā)展，已成為各行業(yè)改革的主要方向。隨著人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新，更多的人工智能技術(shù)將被應(yīng)用于電廠中，促進(jìn)了電廠的智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了高效、清潔、環(huán)保、安全的發(fā)展理念。盡管智慧電廠的建設(shè)依然存在一些問題，但人工智能技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展，以最大形態(tài)展現(xiàn)了智慧電廠的價值，很大大程度地改變了傳統(tǒng)電廠的運(yùn)行理念，促進(jìn)了我國電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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