（河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450000）

探究數(shù)字化電廠的概念與方案

付俊芳

（河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450000）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化腳步的加快，人們生活生產(chǎn)所需要的用電量也在不斷的攀升，對(duì)電力企業(yè)提出了越來越高的要求。建立數(shù)字化的電廠能夠使電力企業(yè)具備先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)、管理技術(shù)以及控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的數(shù)字化、智能化和透明化，將推動(dòng)電力企業(yè)的快速發(fā)展。本文通過對(duì)數(shù)字化電廠概念的分析，研究電廠數(shù)字化工程、數(shù)字化控制以及數(shù)字化管理系統(tǒng)的建立方案。

數(shù)字化電廠；概念；數(shù)字化系統(tǒng)

一、數(shù)字化電廠的概念

隨著科技的迅猛發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟(jì)也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)，逐漸覆蓋到了政府、企業(yè)以及消費(fèi)者等多個(gè)層面上。數(shù)字經(jīng)濟(jì)指的是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和參與的每個(gè)環(huán)節(jié)和每個(gè)要素中都廣泛地采用軟硬件技術(shù)及應(yīng)用和通信技術(shù)。數(shù)字化工廠的出現(xiàn)就是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。對(duì)于數(shù)字化電廠的概念，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。我國(guó)電力行業(yè)將數(shù)字化電廠的概念定義為電廠的各級(jí)控制和管理系統(tǒng)均進(jìn)入數(shù)字化后稱之為數(shù)字化電廠?？梢?，數(shù)字化電廠的建立要求電廠的數(shù)字化必須達(dá)到一定的程度，或者說數(shù)字化的全面覆蓋。

二、數(shù)字化電廠建設(shè)的方案

（一）數(shù)字化工程

1數(shù)字化設(shè)計(jì)。這是指在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中都利用數(shù)字化方式來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。目前與建設(shè)數(shù)字化電廠有關(guān)的數(shù)字化設(shè)計(jì)包括了三維數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型，電廠數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型以及系統(tǒng)數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型。其中三維數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型是用來管理電廠建設(shè)時(shí)期的工程項(xiàng)目，在電廠的運(yùn)行期，該模型會(huì)構(gòu)成三維數(shù)字化的管理系統(tǒng)，將各個(gè)系統(tǒng)的信息加以整合，實(shí)現(xiàn)電廠運(yùn)行和維護(hù)的統(tǒng)一管控。而電廠數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型包括了數(shù)字化管理的設(shè)計(jì)方案，將確定數(shù)字化電廠在建立時(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立起各個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，明確各項(xiàng)基本技術(shù)的要求，保證系統(tǒng)和軟件平臺(tái)的技術(shù)。系統(tǒng)數(shù)字化的設(shè)計(jì)模型包括了電廠整體的系統(tǒng)圖、安裝的儀表和管道圖、現(xiàn)場(chǎng)的總線圖，還包括了被控對(duì)象、控制設(shè)備、控制信號(hào)等的相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)字化的信息將直接用在數(shù)字化管理當(dāng)中。

2數(shù)字化采購(gòu)。數(shù)字化采購(gòu)是建立在數(shù)字化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上的。在采購(gòu)之前，要將工作進(jìn)行步驟分解和編碼，對(duì)工程物資也要進(jìn)行編碼，然后在采購(gòu)的過程中按照工程的需要制定采購(gòu)單，實(shí)施整體采購(gòu)、分批交貨的管理模式。數(shù)字化的工程采購(gòu)實(shí)現(xiàn)了工程的規(guī)?；少?gòu)，是數(shù)字化工程的實(shí)施重點(diǎn)。

3數(shù)字化移交。這是數(shù)字化電廠建立的基礎(chǔ)，是指在數(shù)字化的移交平臺(tái)上將電廠建設(shè)中各個(gè)環(huán)節(jié)和階段的相關(guān)數(shù)據(jù)、資料和信息進(jìn)行收集、整理、分類，最后通過審批后移交給業(yè)主。通過數(shù)字化移交，對(duì)電廠建設(shè)時(shí)期數(shù)據(jù)的移交過程進(jìn)行全面的管控，從而提高數(shù)據(jù)移交時(shí)的質(zhì)量以及電廠的管理能力。

（二）數(shù)字化控制

傳統(tǒng)的電廠工人能夠有效監(jiān)控的只有工藝的過程和設(shè)備的狀態(tài)。而在數(shù)字化電廠中，鍋爐、電氣系統(tǒng)、汽輪機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)儀表以及控制設(shè)備都將實(shí)現(xiàn)智能化，使設(shè)備的整定和維護(hù)信息能夠以數(shù)字化的形式進(jìn)行控制系統(tǒng)，從而讓設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)更加的輕松。電廠的數(shù)字化控制將包含了單元機(jī)組的分散控制系統(tǒng)、電氣的控制系統(tǒng)和全電廠輔助車間的控制系統(tǒng)。

（三）數(shù)字化管理

在傳統(tǒng)的火電廠中，管理系統(tǒng)一般是由管理信息系統(tǒng)MIS，即management inform ation system和廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS，即supervisory information system共同組成，兩個(gè)系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，但是系統(tǒng)中的功能卻存在著重疊。數(shù)字化的管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具備了準(zhǔn)確性和唯一性，運(yùn)用了先進(jìn)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和控制的優(yōu)化，使電廠的資產(chǎn)管理和決策支持等方面都能在數(shù)字化的管控下更加的科學(xué)。數(shù)字化的管理系統(tǒng)主要包括了以下四個(gè)部分：（1）生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)；（2）財(cái)物資產(chǎn)管理系統(tǒng)；（3）優(yōu)化控制管理系統(tǒng)；（4）決策支持管理系統(tǒng)。其中生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)不但包含了對(duì)生成操作票和技術(shù)監(jiān)督等方面的管理，而且還能夠?qū)﹄姀S的重要設(shè)備進(jìn)行早期的故障診斷、故障分析和故障預(yù)警，通過這類預(yù)測(cè)性的維護(hù)來幫助電廠降低生產(chǎn)成本，有效提高電力企業(yè)的效益。而決策支持管理系統(tǒng)也具備了非常重要的作用。它不但為電力企業(yè)的高效管理提供了技術(shù)支持，而且為電力企業(yè)的發(fā)展經(jīng)營(yíng)決策提供及時(shí)有效的信息和指標(biāo)，使企業(yè)的決策能夠更加的科學(xué)和可靠，有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效益和盈利水平。

三、數(shù)字化電廠的優(yōu)勢(shì)

（一）數(shù)字化

利用先進(jìn)的信息處理技術(shù)能夠?qū)㈦姀S建設(shè)和發(fā)展各個(gè)階段所反映的現(xiàn)象、本質(zhì)、規(guī)律等的相關(guān)文字、符號(hào)、數(shù)字、聲音、圖像等模擬信息都轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。

（二）信息化

信息化指的是在充分利用信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)信息資源進(jìn)行開發(fā)和利用，促進(jìn)信息的交流和共享，從而提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型。我國(guó)政府一直努力將工業(yè)化和信息化進(jìn)行深度的融合，而數(shù)字化電廠不管是在電廠的設(shè)計(jì)、施工，還是在電廠的生產(chǎn)、管理等多個(gè)環(huán)節(jié)都采用了信息技術(shù)，所以具備了信息化的優(yōu)勢(shì)，成為了推進(jìn)我國(guó)信息化建設(shè)的重要部分。

（三）智能化

數(shù)字化電廠廣泛地采用了現(xiàn)代先進(jìn)的信息處理技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和智能測(cè)量技術(shù)、智能決策的支持技術(shù)，使電廠的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了智能化、高效化。保證了電廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保，符合了社會(huì)和時(shí)代發(fā)展的要求，保障了電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（四）可視化

數(shù)字化電廠可以通過對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬，把電廠中的各類實(shí)體包括實(shí)體的特性用以三維立體等形式直觀地呈現(xiàn)在用戶面前，其表現(xiàn)形式還會(huì)隨著時(shí)間和空間進(jìn)行變化，建立用戶的交互通道，使用戶能夠?qū)﹄姀S數(shù)字模型進(jìn)行瀏覽、模擬、觀察和計(jì)算，提高電廠設(shè)計(jì)和規(guī)劃的效率，使電廠的設(shè)計(jì)和規(guī)劃更加的方便快捷。此外，對(duì)電廠的設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備的維護(hù)和檢修進(jìn)行仿真模擬，能夠有效地提高電力企業(yè)的工作效率。

結(jié)語

綜上所述，建設(shè)數(shù)字化電廠是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，這項(xiàng)工程中包含了多個(gè)方面，其構(gòu)成非常復(fù)雜。建立數(shù)字化的電廠能夠使電力企業(yè)具備先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)、管理技術(shù)以及控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的數(shù)字化、智能化和透明化，將推動(dòng)電力企業(yè)的快速發(fā)展，值得進(jìn)一步的研究。

[1]危元華，任曉東，李智，等.數(shù)字化電廠的概念及方案研究[J].電力建設(shè)，2013，34（04）：51-54.

[2]燕辰凱.建設(shè)數(shù)字化電廠的思考[J].能源與節(jié)能，2014（01）：53-56.

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