智慧電廠建設與智能發(fā)電技術(shù)應用剖析

（京能秦皇島熱電有限公司，河北秦皇島 066000）

0.引言

當前能源緊缺越發(fā)嚴重，電力企業(yè)中的火電廠面臨著轉(zhuǎn)型的嚴肅問題，如何加強新時代電廠的安全高效管理和經(jīng)濟運行，為社會提供穩(wěn)定高質(zhì)量的電能，全面推行實現(xiàn)火電廠的轉(zhuǎn)型升級，便提出了關(guān)于智慧電廠和智能發(fā)電的理念。智慧電廠建設已經(jīng)成為電廠發(fā)展新趨勢，同時也是未來能源管理新趨勢。

1.智慧電廠的定義

智慧電廠是通過數(shù)字化、智能化，采用雙向信息網(wǎng)絡技術(shù)、傳感器測量技術(shù)、控制技術(shù)和監(jiān)管技術(shù)，成功實現(xiàn)了發(fā)電廠發(fā)電的安全性、穩(wěn)定性、有效性、經(jīng)濟性。智慧電廠優(yōu)化了電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)能力和安全穩(wěn)定性能，大大提高了供電的可靠性，實現(xiàn)電力網(wǎng)絡的信息化、透明化，促進了電廠內(nèi)部的有效管理和監(jiān)測，增強了電力網(wǎng)絡的靈活性，降低了能源損耗和成本投入，提高了電力使用率，使得生產(chǎn)更加經(jīng)濟和高效。智慧電廠的運行理念與傳統(tǒng)電廠有較大差異，新型智慧電廠打破了傳統(tǒng)單一生產(chǎn)、只顧輸出的發(fā)電思維，增加了雙向互動反饋和接受不同種發(fā)電形式和發(fā)電資源的使用，優(yōu)化了電力資源的生產(chǎn)模式，大大提高電力生產(chǎn)效益和使用率，在融入新型發(fā)電形式后，以低成本來進行電力的生產(chǎn)，而且還接受了使用新時代新資源來進行發(fā)電，包括各種清潔能源，響應低碳綠色生產(chǎn)的號召。[1]

2.智慧電廠的意義

智慧電廠的出現(xiàn)，是市場環(huán)境優(yōu)化整合的結(jié)果，其不但成為市場經(jīng)濟中的重要一份子，還對傳統(tǒng)電廠技術(shù)進行了改革創(chuàng)新，對促進國家發(fā)展有著重要的意義，如下：

（1）智慧電廠具有更加穩(wěn)定、安全的電力輸出能力。智慧電廠運用了信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)和控制管理技術(shù)，可以對電網(wǎng)的運行情況進行實時監(jiān)測，并自動進行故障排查，同時可以對線路故障和問題進行預測和報警，提示管理人員進行檢修。并且各級電網(wǎng)各有協(xié)同能力，大大提高了電力生產(chǎn)的安全性能，同時各級電網(wǎng)都隔離換線功能，在一塊電網(wǎng)發(fā)生問題時，會及時自動隔離切斷，并將發(fā)電任務轉(zhuǎn)交至另一個電網(wǎng)，從而避免由于一處問題而引發(fā)的停電危機。

（2）智慧電廠對電廠進行信息化管理，優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)，提高機組安全健康環(huán)保運行周期。智慧電廠的整個電網(wǎng)都納入到了信息網(wǎng)絡通信體系平臺中，對電網(wǎng)每一處的環(huán)節(jié)都進行著信息記錄、數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)化、透明化、信息化，為管理人員對電廠進行管理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供信息數(shù)據(jù)和決策方案。

（3）智慧電廠實現(xiàn)設備一體化智能管控，提高設備安全健康水平和降低生產(chǎn)費用。智慧電廠利用大數(shù)據(jù)展開對設備系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)進行科學化監(jiān)測和管控，將設備利用率和燃料納入發(fā)電計劃中，形成以狀態(tài)驅(qū)動工作模式為主、計劃驅(qū)動工作模式為輔的設備管理模式。例如根據(jù)設備運行工況和周期，將設備巡檢、點檢、精密點檢、在線檢測集成并與設備的優(yōu)化檢修進行有機融合，實現(xiàn)以點檢人員為基礎的全員設備狀態(tài)監(jiān)測和預知檢修的管理目標，使設備在可靠性、維護性、經(jīng)濟性上達到精細化管理。提高設備使用壽命和安全穩(wěn)定運行周期。

（4）智慧電廠支持電廠大安全管理，提高電廠風險管控和安全治理的能力。智慧電廠建立了基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等信息化手段的安全管控體系，通過安全管理、設備管理和智能兩票等對人員不安全因素、設備狀態(tài)進行系統(tǒng)統(tǒng)計分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析總結(jié)安全管理缺陷狀況，為電廠安全隱患排查、風險管控和安全治理的提高，提供科學有效的手段。

3.智慧電廠的建設方案

3.1 建立企業(yè)專門使用的云平臺

智慧電廠的建立和運行，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，就需要巨大的數(shù)據(jù)儲存平臺，因此企業(yè)就需要建立一個企業(yè)內(nèi)部使用的云資料平臺，需要有服務器、存儲器、交換機、客戶機、網(wǎng)絡等設施，并且將這些部件聯(lián)系起來，成為一個整體的平臺，借助這個平臺來實現(xiàn)對智慧電廠的數(shù)據(jù)儲存、管理。在建立內(nèi)部云資料平臺后，企業(yè)將電廠的所有信息、企業(yè)的門戶網(wǎng)站檔案還有反饋數(shù)據(jù)都上傳至該平臺中去，而云資料平臺的安全也需要企業(yè)重視，企業(yè)應再建立保護平臺的防火墻，來保護企業(yè)的信息安全。在建立好云平臺和防火墻后，企業(yè)還應該設置2個物理網(wǎng)絡子系統(tǒng)，來實現(xiàn)對智慧電廠的實時管理控制，并且借助著2個系統(tǒng)來向高層人員傳輸企業(yè)信息，使得管理層對企業(yè)運行情況有著實時、全面地了解掌握，管理層還可以通過云平臺做出一系列調(diào)整方案和發(fā)展決策，這種信息運行模式迅速且高效，提高了企業(yè)的工作效率和反應速度，保障了企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。[2]

3.2 構(gòu)建整個生產(chǎn)工期數(shù)據(jù)的集成平臺

對于智慧電廠而言，在建立云資料平臺后，還需要在建立一個有關(guān)整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要數(shù)據(jù)信息的儲存平臺，這個平臺主要就是儲存有關(guān)電廠的結(jié)構(gòu)設計、材料施工、運行維護等的信息，并將這些數(shù)據(jù)進行共享，讓電廠的數(shù)據(jù)信息變得更加透明化，確保整個電廠運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定與安全。在這整個生產(chǎn)工期數(shù)據(jù)集成平臺中，包括了對工程數(shù)據(jù)的管理、工程信息的檢索、工程流程的管理、電子檔案的修復、生產(chǎn)管理等。

4.智能發(fā)電技術(shù)的應用實例

4.1 提高燃燒效率的智能燃燒優(yōu)化檢測技術(shù)

對于發(fā)電廠來說，發(fā)電的能源物質(zhì)一般就是燃煤，提高燃煤的燃燒率，就能提高發(fā)電量，因此為了確保有足夠的發(fā)電量，就需要對燃煤的燃燒率進行研究，并優(yōu)化調(diào)整。早期傳統(tǒng)的發(fā)電廠就是簡單的大批量燃燒燃煤，來直接進行發(fā)電，中途不進行任何的研究和檢測。而現(xiàn)代智慧電廠則是為了提高發(fā)電量，著手優(yōu)化燃煤燃燒效率的問題上。企業(yè)先對燃煤進行檢測，測得其質(zhì)量數(shù)據(jù)和燃燒的熱量情況，然后將部分燃煤進行燃燒，在燃燒過程中，對燃煤的燃燒數(shù)值進行分析，檢測其燃燒率，然后根據(jù)空氣氧量、煤塊數(shù)量進行合理調(diào)整分配，確保達到煤塊的最佳燃燒模式，提高燃煤的燃料率。[3]

4.2 數(shù)據(jù)信息挖掘與遠程專家診斷技術(shù)

在我國傳統(tǒng)的電力發(fā)電廠中，都是通過使用設備對電廠進行監(jiān)測，在超出所設置的參數(shù)標準后，會自動報警，提示故障，但這種方式無法對故障進行提前的預測和判斷。而在使用數(shù)據(jù)信息挖掘和遠程專家診斷技術(shù)的智慧電廠中，能對電廠進行實時的智能檢測和專家診斷，能在出現(xiàn)故障問題之前，就提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的風險隱患，然后及時對風險區(qū)域進行專業(yè)檢修，確保發(fā)電廠的安全、穩(wěn)定運行，保障發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟利益。

4.3 基于5G網(wǎng)絡平臺下智能移動兩票

對電力系統(tǒng)來說，工作票、操作票的管理是安全管理的重要管控項目，是人員安全管理設備安全管理的重要環(huán)節(jié)，提高兩票管理水平和工作效率是智慧電廠運營管理的重要項目。應用5G網(wǎng)絡通信技術(shù)、智能管控技術(shù)、智能識別技術(shù)對兩票系統(tǒng)中邏輯優(yōu)化，建立新型兩票安全管理體系，細化兩票執(zhí)行過程監(jiān)督，加強兩票執(zhí)行過程中整體的安全管控，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)上傳電廠管理一體化數(shù)據(jù)平臺，提高安全管理水平。同時實現(xiàn)與機組運行管理、設備管理及與電廠物資體系和財務體系融合的大數(shù)據(jù)管理模式，實現(xiàn)機組安全長周期運行和人員工作效率，進而實現(xiàn)電廠的降本增效。

5.結(jié)語

當前社會已經(jīng)越來越離不開電力能源，電力廠需要應對和解決與日俱增的用電需求，電廠的更新轉(zhuǎn)型已經(jīng)不可避免，而智慧電廠和智能發(fā)電技術(shù)正是順應時代發(fā)展的新型電廠模式和發(fā)電思路，推動電廠的更新升級，提升電廠的供電能力，促進電廠的安全健康穩(wěn)定發(fā)展。