發(fā)電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略分析

王振鐸

關(guān)鍵詞：數(shù)字化轉(zhuǎn)型；發(fā)電廠；數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)；組織文化

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）02-0103-03

1 概述

目前，火力發(fā)電仍然是主要發(fā)電方式，有著悠久的歷史和成熟的技術(shù)。然而，它用工量大，污染嚴(yán)重，能源損耗高、效率低。近年來(lái)，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，火力發(fā)電的環(huán)境保護(hù)逐漸受到政府和企業(yè)的重視。為了實(shí)現(xiàn)“碳中和、碳達(dá)峰”的目標(biāo)，構(gòu)建綠色能源生態(tài)，推動(dòng)電力企業(yè)商業(yè)模式和價(jià)值鏈的變革，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，滿足客戶的期望和需求[1]?；诖?，火力發(fā)電廠必須轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，以滿足數(shù)字經(jīng)濟(jì)的要求。

2 電廠數(shù)字化改造的特點(diǎn)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升企業(yè)核心業(yè)務(wù)，建立新的商業(yè)模式的高層次轉(zhuǎn)型。這是一種“顛覆性”的創(chuàng)新和改革，而不是簡(jiǎn)單的“技術(shù)升級(jí)”。電廠數(shù)字化改造的特點(diǎn)如下。

1）運(yùn)營(yíng)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以用機(jī)器人取代人工勞動(dòng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，解放從事煩瑣和危險(xiǎn)工作的勞動(dòng)者。

2）流程管理。通過(guò)數(shù)字化展示整個(gè)工作流，可以使工作流可視化、可管理、可控，減少重復(fù)工作，提高工作流的自動(dòng)化水平，促進(jìn)企業(yè)管理流程的扁平化、協(xié)同化發(fā)展。

3）組織結(jié)構(gòu)。由于數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，將創(chuàng)建新的管理部門。因此，在一定程度上，企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)被推動(dòng)發(fā)生了巨大變化。

4）決策。可以將大數(shù)據(jù)作為決策分析的工具，最大化數(shù)據(jù)的價(jià)值，幫助電廠做出自動(dòng)判斷和科學(xué)決策。

5）客戶關(guān)系。數(shù)字化為建立客戶渠道以及數(shù)據(jù)資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)提供了手段。因此，它確保了企業(yè)與用戶之間的協(xié)作關(guān)系的管理，從而形成供電增值業(yè)務(wù)。

3 電廠數(shù)字化現(xiàn)狀

電廠信息化建設(shè)過(guò)程中，缺乏總體規(guī)劃，各信息系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)，缺乏接口，數(shù)據(jù)不可訪問(wèn)，影響部門協(xié)作，浪費(fèi)企業(yè)資源，制約企業(yè)發(fā)展[2]。發(fā)電廠數(shù)字化程度與實(shí)際需求之間仍存在一些差距，無(wú)法構(gòu)建良好的企業(yè)數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）基礎(chǔ)設(shè)備層數(shù)字化不足。大量基本設(shè)備仍由模擬或開關(guān)信號(hào)控制，數(shù)字化程度低，建設(shè)和維護(hù)成本高。

2）數(shù)據(jù)利用率不足。隨著基礎(chǔ)設(shè)備層上傳的數(shù)據(jù)逐漸增加，但實(shí)時(shí)信息無(wú)法及時(shí)上傳到上層監(jiān)控和管理，這限制了上層高級(jí)應(yīng)用軟件的應(yīng)用深度。

3）數(shù)據(jù)挖掘的程度不夠。由于缺乏大量數(shù)據(jù)資源的整合，數(shù)據(jù)分散且缺乏一致性，這使得管理人員很難從中獲得有用的信息，從而做出有效的決策。

4）該平臺(tái)沒(méi)有足夠的支持能力，新技術(shù)的應(yīng)用也不夠。工廠的信息基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法滿足平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)的需要，新技術(shù)無(wú)法應(yīng)用。

4 發(fā)電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的四個(gè)原因

4.1 發(fā)電廠自身發(fā)展的需要

世界已進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國(guó)政府高度重視數(shù)字化在建設(shè)強(qiáng)大的數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的作用[3]。作為關(guān)系國(guó)家能源安全和保障人民生產(chǎn)生活的重要能源部門，實(shí)施國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)和新基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略是企業(yè)自身的責(zé)任，企業(yè)需要及時(shí)抓住數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)遇，發(fā)揮新基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)業(yè)效應(yīng)，利用數(shù)字技術(shù)作為一種手段，以數(shù)字方式推動(dòng)電廠的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

4.2 實(shí)現(xiàn)新電力系統(tǒng)建設(shè)的必要性

隨著電力市場(chǎng)改革進(jìn)程的加快和“碳中和、碳達(dá)峰”發(fā)展目標(biāo)的制定，給發(fā)電廠尤其是火電廠帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，每個(gè)企業(yè)都需要探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路，以提升其核心競(jìng)爭(zhēng)力。建設(shè)綠色、低碳、安全、高效、智能、響應(yīng)靈敏的智能能源系統(tǒng)和以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、應(yīng)對(duì)全球氣候變化的迫切需要。

5 電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，需要分階段實(shí)施。根據(jù)電廠的現(xiàn)狀，數(shù)字化改造分為短期目標(biāo)、中期目標(biāo)和長(zhǎng)期目標(biāo)。

短期目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)電廠數(shù)字化。數(shù)字電廠是基于廣泛使用現(xiàn)代數(shù)字信息處理技術(shù)和通信，集成智能傳感和執(zhí)行、控制和管理技術(shù)，創(chuàng)新的設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、安全和狀態(tài)診斷，與部門協(xié)作建設(shè)數(shù)字電廠，安全控制，最佳指標(biāo)，最低成本，滿足電力市場(chǎng)的需要，提高發(fā)電廠內(nèi)部控制水平，適應(yīng)外部環(huán)境的能力，增強(qiáng)區(qū)域性。

中期目標(biāo)：以數(shù)字化和信息化為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、分析和決策技術(shù)以及與物理電廠高度集成的信息和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能電廠，最大限度地減少燃料損失，減少維護(hù)成本和企業(yè)中的工人數(shù)量。

長(zhǎng)期目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)電廠的智慧。利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，深入挖掘電廠系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)更安全、更高效、更少勞動(dòng)密集、更綠色、更盈利的智能生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，在智能發(fā)電的基礎(chǔ)上，通過(guò)發(fā)電與其他產(chǎn)業(yè)的整合和延伸，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立健康的生態(tài)系統(tǒng)，提高效率，通過(guò)發(fā)電和其他行業(yè)的整合和延伸，承擔(dān)更多保護(hù)環(huán)境和服務(wù)社會(huì)的功能。

6 電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要在三個(gè)方面進(jìn)行全面規(guī)劃：技術(shù)、組織文化和生態(tài)系統(tǒng)。如果忽視任何方面，數(shù)字化轉(zhuǎn)型就不可能成功。以下是對(duì)電廠數(shù)字化改造規(guī)劃的三個(gè)方面的分析。

6.1 技術(shù)

在信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的ICT技術(shù)，使電廠逐步實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化智能化”的技術(shù)升級(jí)。

6.1.1數(shù)字電廠的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)是電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、一致的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，將數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離，使用現(xiàn)有信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并從對(duì)象數(shù)字化、流程數(shù)字化和規(guī)則數(shù)字化三個(gè)方面激發(fā)其價(jià)值，構(gòu)建互聯(lián)的智能基礎(chǔ)設(shè)施，一個(gè)新的集成平臺(tái)，形成以數(shù)據(jù)為中心的運(yùn)營(yíng)，從數(shù)據(jù)中提取價(jià)值，成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，支持業(yè)務(wù)模式的演進(jìn)和升級(jí)。數(shù)字電廠的目標(biāo)是及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地獲取電廠各個(gè)方面的信息，并將其全面應(yīng)用于生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)管理。電廠數(shù)字平臺(tái)如圖1 所示。

發(fā)電廠將所有信息和管理內(nèi)容數(shù)字化，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確的數(shù)字信息交換和跨平臺(tái)資源的實(shí)時(shí)共享，從而優(yōu)化決策，為機(jī)組提供科學(xué)指導(dǎo)，降低發(fā)電成本，提高上網(wǎng)電價(jià)，減少設(shè)備故障，并實(shí)現(xiàn)電廠的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及節(jié)能和效率。

6.1.2實(shí)現(xiàn)智能電廠

智能電廠與數(shù)字電廠具有相同的架構(gòu)，包括基本設(shè)備層、實(shí)時(shí)控制層、生產(chǎn)管理層和電廠決策層等[4]。智能電廠在數(shù)字電廠結(jié)構(gòu)內(nèi)容的基礎(chǔ)上得到了不同程度的豐富和發(fā)展。例如，從控制系統(tǒng)的角度來(lái)看，智能電廠的總體框架如圖2所示，主要分為三部分：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、技術(shù)支持系統(tǒng)和外部控制系統(tǒng)。

在生產(chǎn)管理系統(tǒng)方面，從設(shè)備、控制和管理層面對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用，廣泛采用先進(jìn)技術(shù)，集成智能傳感器和執(zhí)行器，推動(dòng)發(fā)電企業(yè)智能化運(yùn)營(yíng)。在外部控制系統(tǒng)方面，結(jié)合電力市場(chǎng)改革的要求，整合現(xiàn)代管理理念，推動(dòng)發(fā)電企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)生產(chǎn)管理創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)新的良性互動(dòng)，促進(jìn)本質(zhì)安全，發(fā)電企業(yè)的智能管理和智能決策。

6.1.3實(shí)現(xiàn)智慧電廠

智慧電廠是電廠數(shù)字化改造的最終目標(biāo)。正是利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)等高新技術(shù)，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，明確掌握生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，減少人為干預(yù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地收集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，科學(xué)制定生產(chǎn)計(jì)劃，建設(shè)節(jié)能高效、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠[5]。

6.2 組織文化

組織文化是公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功的最核心因素[6]。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，如果一個(gè)組織缺乏與數(shù)字化相匹配的文化、意識(shí)和愿景，它的數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力肯定會(huì)受到嚴(yán)重阻礙。以下是建立組織文化的步驟。

首先，明確企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者在數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作中的關(guān)鍵作用。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅涉及流程再造、數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)和商業(yè)智能的大規(guī)模應(yīng)用，還涉及員工數(shù)字化工作能力的提升，還涉及領(lǐng)導(dǎo)者領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。尤其是，公司向數(shù)字化轉(zhuǎn)型也帶來(lái)了情感上的挑戰(zhàn)，對(duì)領(lǐng)導(dǎo)的有效性和成功構(gòu)成了明顯的威脅。領(lǐng)導(dǎo)人未能明確認(rèn)識(shí)和解決利益相關(guān)者的關(guān)切和要求，將產(chǎn)生適得其反的后果。

其次，聘請(qǐng)精通數(shù)字技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者加入高管團(tuán)隊(duì)。對(duì)于傳統(tǒng)行業(yè)而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的結(jié)果充滿不確定性；戰(zhàn)略可能是有計(jì)劃的，但戰(zhàn)術(shù)需要不斷調(diào)整；對(duì)數(shù)字化的少量支持是必須的，但對(duì)數(shù)字化的一些看法和期望并不是一成不變的。因此，擁有深厚技術(shù)背景和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)管理人員可以深刻理解公司的戰(zhàn)略目標(biāo)，控制數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方向和節(jié)奏，確保公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的實(shí)施。

最后，成立數(shù)字創(chuàng)新部，負(fù)責(zé)項(xiàng)目開發(fā)、實(shí)施和運(yùn)維支持，定位為公司一級(jí)業(yè)務(wù)單元，協(xié)調(diào)和推動(dòng)公司業(yè)務(wù)和管理模式創(chuàng)新的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和變革。

6.3 員工數(shù)字化能力的發(fā)展

從數(shù)字化轉(zhuǎn)型開始，企業(yè)應(yīng)首先重新定義個(gè)人的角色和責(zé)任，使其與企業(yè)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)相一致，并明確數(shù)字企業(yè)所需的員工能力，從而重點(diǎn)發(fā)展其普通員工的數(shù)字化能力。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字技術(shù)人員需要具備專業(yè)的技術(shù)技能，并領(lǐng)導(dǎo)公司的數(shù)字創(chuàng)新工作。

6.4 為電廠建立健康的生態(tài)系統(tǒng)

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)生態(tài)化。專注于能源轉(zhuǎn)型新業(yè)務(wù)、新能源數(shù)字產(chǎn)品和新能源服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)從產(chǎn)品、服務(wù)或組織設(shè)計(jì)到數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的跨境業(yè)務(wù)合作[7]。首先，為電力客戶服務(wù)。通過(guò)準(zhǔn)確的客戶畫像和深度數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，為客戶提供可靠、便捷、高效、智能的新體驗(yàn)服務(wù)和增值服務(wù)。其次，服務(wù)于能源行業(yè)。利用數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源發(fā)電的全息感知、智能分析和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并利用數(shù)據(jù)推動(dòng)能源行業(yè)的創(chuàng)新管理、能源效率提高和綠色發(fā)展。最后，服務(wù)于政府的有效治理。圍繞服務(wù)政府治理現(xiàn)代化，圍繞發(fā)展規(guī)劃、能源安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、民生改善、應(yīng)急保障等領(lǐng)域，充分利用數(shù)字技術(shù)為政府服務(wù)，創(chuàng)新社會(huì)治理，推動(dòng)公共服務(wù)共建共享，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。與電廠相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)企業(yè)如圖3所示。

圖3分析了電廠數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的相關(guān)利益相關(guān)者。數(shù)字化轉(zhuǎn)型產(chǎn)生了一個(gè)健康的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，也適應(yīng)了相應(yīng)利益相關(guān)者的需求。

1）煤炭企業(yè)。煤炭企業(yè)根據(jù)發(fā)電廠的需要提供環(huán)保、優(yōu)質(zhì)的原材料，提高自身原材料的質(zhì)量。

2）設(shè)備供應(yīng)商。設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)提供電廠所需的數(shù)字和智能設(shè)備，并升級(jí)產(chǎn)品技術(shù)以滿足電廠的需求。

3）顧客。為了得到更低的電價(jià)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最大好處是客戶，電力公司的客戶是（工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、農(nóng)業(yè)用戶、住宅用戶等），客戶的電力成本大大降低。

4）環(huán)保部門。電廠減少了煤炭損失和環(huán)境污染，國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)部門的滿意度也有所提高。

5）安全部門。采用檢測(cè)機(jī)器人等智能設(shè)備，減少了工人數(shù)量，降低了成本，提高了效率，企業(yè)安全生產(chǎn)得到了安全監(jiān)控部門的認(rèn)可。

6）電力集團(tuán)公司。發(fā)電廠所屬的電力集團(tuán)公司可根據(jù)電力市場(chǎng)需求調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，以滿足電力市場(chǎng)的需求。

7 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極選擇。電廠數(shù)字化改造可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化和智能化管理，減少工人數(shù)量，降低成本，確保安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的集成。更重要的是，它是以低碳能源取代高碳能源，以信息技術(shù)和智能促進(jìn)節(jié)能減排和能效，實(shí)現(xiàn)“2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和”的重要途徑。