浙江電力建設(shè)工程咨詢有限公司 胡群豐 國網(wǎng)浙江省電力有限公司建設(shè)分公司 錢葉駿

1 引言

近年來我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，對電廠建設(shè)起到一定促進(jìn)作用，基于這一發(fā)展背景下，應(yīng)將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用其中對智慧型電廠有效構(gòu)建，降低電力企業(yè)的生產(chǎn)成本，幫助企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益[1]。本文從智慧電廠的概述、智慧電廠建設(shè)的必要性、智慧電廠與智能發(fā)電的研究方向，智能電廠的建設(shè)方案，智慧電廠建設(shè)與智能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用五個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2 智慧電廠的概述

智慧電廠以數(shù)字化電廠，物理電廠為基礎(chǔ)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)技術(shù)對電廠實(shí)施管控，通過智能技術(shù)形成一種自主適應(yīng)、自主學(xué)習(xí)、自主恢復(fù)的發(fā)展方式，為電廠發(fā)展提供技術(shù)保障。建設(shè)智慧電廠可確保電廠運(yùn)行的有效性與穩(wěn)定性，并利用云平臺，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對人力資源配置充分優(yōu)化，大力提高電力企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低維護(hù)的成本，促進(jìn)電力企業(yè)效益的最大化。

智慧電廠建立在傳統(tǒng)電廠的基礎(chǔ)上，包括基礎(chǔ)設(shè)備，系統(tǒng)優(yōu)化，整體控制，生產(chǎn)管理與方案決策，與傳統(tǒng)電廠相比差異較大，可實(shí)現(xiàn)一體化控制，確保電廠的安全運(yùn)行。在這一基礎(chǔ)之上，將預(yù)測控制模糊，或其他智能控制技術(shù)應(yīng)用其中實(shí)現(xiàn)對電廠的全面管控，不僅能降低能源的消耗，還能提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益[2]。從另一方面來看，智慧電廠還可采取智能化，數(shù)字化管理方式來開展生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)對電廠的優(yōu)化指導(dǎo)，基于方案決策中來制定企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，對電廠提供科學(xué)的指導(dǎo)，促進(jìn)電廠管理水平的全面提高。

通過對我國智能電廠與智能發(fā)電現(xiàn)狀的研究發(fā)現(xiàn)，目前逐步取得了顯著的成果，但與西方國家相比差距較大。隨著大數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能電廠得到了有效構(gòu)建，成為我國未來電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。為了提升智能電廠的構(gòu)建效率，還應(yīng)充分利用有效的能源，遵循綠色環(huán)保，先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)高效的管理原則。在智能發(fā)電工作中，還應(yīng)以現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，通過大數(shù)據(jù)分析，人工智能，數(shù)字孿生技術(shù)對電廠加強(qiáng)智能管理與控制[3]。為了實(shí)現(xiàn)智能電廠更好地發(fā)展與建設(shè)，還應(yīng)通過多方的努力，包括科研院所，發(fā)電企業(yè)，電網(wǎng)公司，政府部門等，為智能發(fā)電與電廠建設(shè)提供技術(shù)支持。智慧電廠的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)見表1。

表1 智慧電廠的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)

3 智慧電廠建設(shè)的必要性

隨著大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的涌現(xiàn)，在電力企業(yè)采取傳統(tǒng)技術(shù)無法滿足時(shí)代的發(fā)展需求，嚴(yán)重影響智慧電廠的建設(shè)效果。就目前來看，建設(shè)智慧電廠滿足本質(zhì)安全需要，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要，智慧管理需要，以及員工生活的需要。

3.1 本質(zhì)安全需要

建設(shè)智慧電廠可滿足本質(zhì)安全的需要，將電廠的生產(chǎn)管理要素納入到電廠管理之中，對設(shè)備的運(yùn)行狀況統(tǒng)一管理，及時(shí)規(guī)范每個(gè)人員自身的職責(zé)與任務(wù)，確保責(zé)任制的有效落實(shí)，這也是促進(jìn)電廠安全生產(chǎn)管理水平的關(guān)鍵。

3.2 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要

智慧電廠的建立同時(shí)也可滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要，通過對水情測報(bào)，高精度氣象對水資源合理規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、增效的效益，提高資源的利用率，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展。

3.3 智慧管理需要

與在智慧電廠建設(shè)中，還應(yīng)將信息技術(shù)應(yīng)用其中，對電廠現(xiàn)有的體系、流程、技術(shù)各要素充分優(yōu)化管理，對生產(chǎn)與管理各風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)真識別，促進(jìn)管理者智慧能力的全面提升。

3.4 員工生活需要

不僅如此，智慧電廠的建設(shè)還可滿足員工對美好生活的訴求，電廠可對無人電站，云端電廠進(jìn)行構(gòu)建，將大部分員工調(diào)離水電現(xiàn)場，充分改善員工的工作環(huán)境，提高員工的舒適度評分。

4 智慧電廠與智能發(fā)電的研究方向

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的趨勢下，智能發(fā)電受到了越來越多行業(yè)關(guān)注，為確保智能發(fā)電性能，還應(yīng)將更多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用其中，堅(jiān)持正確的研究方向。

4.1 燃燒控制方面智能化

智慧電廠在運(yùn)行中離不開化石燃料，生物質(zhì)的燃燒，難免會影響到電廠的運(yùn)行效率，對電廠未來的發(fā)展起到關(guān)鍵影響。從電廠實(shí)際的情況看，應(yīng)加強(qiáng)對燃燒控制方面的管理，提升機(jī)械設(shè)備的自動化水平。與此同時(shí)，還應(yīng)對相關(guān)的參數(shù)合理優(yōu)化，從而提升智慧電廠的運(yùn)行效率。

4.2 電廠巡查方面智能化

眾所周知，智慧電廠的運(yùn)行與人們的生活聯(lián)系密切。如果電廠在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)問題，便會增加故障的發(fā)生概率，從而帶來顯著的風(fēng)險(xiǎn)。為了改善這一現(xiàn)象，提高電廠的安全水平，還應(yīng)將智能化技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)場巡查工作當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)智能電廠的發(fā)展。智能技術(shù)的運(yùn)用不僅可及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的問題，還能實(shí)現(xiàn)安全巡檢為后續(xù)工作提供保障。

4.3 信息互動方面智能化

值得注意的是電廠的運(yùn)行難免需要相關(guān)信息的交流與互動，因此進(jìn)廠還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對電廠運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整[4]。尤其是燃料的使用，直接影響到電廠的經(jīng)濟(jì)效益的獲取，因此在實(shí)際工作當(dāng)中，電廠應(yīng)安排相關(guān)人員對各項(xiàng)信息展開嚴(yán)格的收集與分析，為提升工作效率可利用可視化技術(shù)圖像識別系數(shù)來開展，從而降低工作的難度，為信息互動提供便捷的條件，推動我國智慧電廠的發(fā)展。

由此可見，在智慧電廠建設(shè)中綜合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)資源，推進(jìn)智慧運(yùn)行管理、智慧檢修安全、智慧新能源發(fā)電等舉措，可進(jìn)一步優(yōu)化電廠自身的競爭力，推動電廠的持續(xù)發(fā)展。

5 智能電廠的建設(shè)方案

為了實(shí)現(xiàn)對智能電廠的建設(shè)，還應(yīng)采取科學(xué)的建設(shè)方案，構(gòu)建企業(yè)私有云平臺，構(gòu)建全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺，構(gòu)建生產(chǎn)信息一體化管控平臺，構(gòu)建智能化獨(dú)立子系統(tǒng)。

5.1 構(gòu)建企業(yè)私有云平臺

電廠應(yīng)采用信息技術(shù)構(gòu)建企事業(yè)私有云平臺，為形成統(tǒng)一平臺，還需無線網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲器，客戶機(jī)，交換機(jī)等設(shè)備，通過該平臺實(shí)現(xiàn)對電廠的統(tǒng)一管控。

值得注意的是，企業(yè)私有云平臺的構(gòu)建離不開信息系統(tǒng)的優(yōu)化，因此電廠還應(yīng)將信息管理子網(wǎng)接入企業(yè)內(nèi)部，并對網(wǎng)絡(luò)出口合理配置，將防火墻技術(shù)應(yīng)用其中，提升網(wǎng)絡(luò)平臺的安全性。與此同時(shí)，還應(yīng)對2個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)進(jìn)行建立，既加強(qiáng)對電廠生產(chǎn)的管理，實(shí)現(xiàn)信息的共享，又通過私有平臺作出正確決策，這一手段應(yīng)用可有效保障電廠的經(jīng)濟(jì)效益，還能促進(jìn)電廠工作效率的全面提高[5]。

5.2 構(gòu)建全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺

智慧電廠的建設(shè)還需對全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺進(jìn)行構(gòu)建，通過該集成平臺可對電廠從設(shè)計(jì)，施工，采購，調(diào)試及維護(hù)各階段的數(shù)據(jù)展開收集歸納，實(shí)現(xiàn)對電廠相關(guān)信息的存儲，確保電廠運(yùn)行的高效性。通常情況下，全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺的構(gòu)建，還需涉及工程信息檢索，工程數(shù)據(jù)管理，工程流程管理，模擬管理，電子檔案的修復(fù)各個(gè)方面，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的可視化，在全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺的構(gòu)建中，數(shù)字化移交至關(guān)重要，這也是形成數(shù)字平臺的重要前提。

5.3 構(gòu)建生產(chǎn)信息一體化管控平臺

為促進(jìn)電廠的進(jìn)一步發(fā)展，還應(yīng)根據(jù)電廠的發(fā)展現(xiàn)狀對生產(chǎn)信息一體化管控平臺進(jìn)行建設(shè)，通過該管控平臺可實(shí)現(xiàn)對電廠業(yè)務(wù)信息的統(tǒng)一管理，及時(shí)了解電廠的信息流，物流資金流等。另外，在智能電廠的發(fā)展過程中，還應(yīng)對資產(chǎn)價(jià)值，生產(chǎn)信息展開一體化處理，加強(qiáng)對電廠全面了解，提升電廠工作效率。除此之外，電廠還需對預(yù)算業(yè)務(wù)，財(cái)務(wù)業(yè)務(wù)及時(shí)處理，促進(jìn)電廠更好地發(fā)展。

5.4 構(gòu)建智能化獨(dú)立子系統(tǒng)

以某電廠為案例，該電廠對智能化獨(dú)立子系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對電廠生產(chǎn)情況，生產(chǎn)燃料的綜合管控。對于電廠而言，生產(chǎn)燃料至關(guān)重要，為確保燃料的全面管理，還應(yīng)將智能技術(shù)應(yīng)用其中，做好科學(xué)的管理與規(guī)劃。獨(dú)立子系統(tǒng)的建立，還可將信息化，智能化理念與燃料管理有效融合，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提升燃料管理的水平。

6 智慧電廠建設(shè)與智能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級繼續(xù)深入推進(jìn)，以及電力體制改革的大力實(shí)施，智慧電廠建設(shè)已經(jīng)成為電廠發(fā)展新趨勢。為了構(gòu)建智慧電廠，還應(yīng)將先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)應(yīng)用其中，提高電廠的工作效率，常見的智能發(fā)電技術(shù)包括：智能燃燒控制技術(shù)，智能巡檢技術(shù)，數(shù)據(jù)信息挖掘與診斷技術(shù)。

6.1 智能燃燒控制技術(shù)

為了提高智慧電廠的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)管理水平的提升，電廠還應(yīng)將智能技術(shù)運(yùn)用其中，及時(shí)改善當(dāng)前存在的生態(tài)環(huán)境問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，現(xiàn)代社會對電力資源提出了更多需求，為確保電力資源的環(huán)保性，還應(yīng)采取智能燃燒控制技術(shù)來達(dá)到目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。現(xiàn)階段常見的控制方案體現(xiàn)在以下方面：第一，與煤炭燃燒狀態(tài)結(jié)合，對相關(guān)參數(shù)展開精密計(jì)算，從而得出詳細(xì)數(shù)據(jù)；第二，對煤炭燃燒模型構(gòu)建，提升鍋爐的運(yùn)行效率；第三，對煤炭種類展開嚴(yán)格檢測，優(yōu)化碳粉研磨步驟。就智慧電廠運(yùn)行現(xiàn)狀來看，將智慧能源與智能技術(shù)應(yīng)用在智慧電廠構(gòu)建中是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因此應(yīng)加強(qiáng)與燃燒技術(shù)之間的有效結(jié)合。

6.2 智能巡檢技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)智慧電廠的建設(shè)，還需做好智能巡檢的工作，將傳感器技術(shù)，定位技術(shù)運(yùn)用其中，通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障隱患，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀況全面的評估與檢查。一旦檢查到安全隱患，應(yīng)及時(shí)上傳至控制中心，立即作出調(diào)整處理。在智能電廠巡檢工作中實(shí)施智能巡檢技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對工作流程的優(yōu)化，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)一步收集歸納，為電廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)打好基礎(chǔ)。

目前，智能發(fā)電技術(shù)在我國電力事業(yè)中得到了高效應(yīng)用，具有較高的發(fā)展空間，為促進(jìn)智能發(fā)電更好地發(fā)展，還應(yīng)增加更多的資源投入，全面提升智能發(fā)電的水平，深化智能發(fā)電與智慧電廠間的聯(lián)系，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

6.3 數(shù)據(jù)信息挖掘與診斷技術(shù)

目前我國大部分電廠均采用發(fā)電設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)與電廠的及時(shí)監(jiān)控，一旦運(yùn)行的參數(shù)發(fā)現(xiàn)了異常便會立即報(bào)警，電廠工作便會立刻停止，長此以往會對電廠經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。為了保障電廠運(yùn)行的安全性，應(yīng)將數(shù)據(jù)信息挖掘與遠(yuǎn)程診斷技術(shù)應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組故障的檢測，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即維修，通過這一手段可確保電廠的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生率。

通過上述技術(shù)的應(yīng)用，可確保智慧電廠的有效建設(shè)，降低電廠運(yùn)行中的各項(xiàng)成本，全面提升電廠的運(yùn)行效率。

7 結(jié)語

本文主要對智慧電廠建設(shè)與智能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用展開了研究，更多的智能化技術(shù)在電力工程中得到了應(yīng)用，提高了電廠的發(fā)展效率?，F(xiàn)階段，我國在智慧電廠與發(fā)電技術(shù)的研究中，主要集中在電廠巡查，燃燒控制等方面，運(yùn)用先進(jìn)的智能化技術(shù)，能充分實(shí)現(xiàn)智慧電廠的可持續(xù)發(fā)展。