火電廠智能化轉(zhuǎn)型研究

李彥維，韓振宇

（粵電集團(tuán)珠海發(fā)電廠，廣東 廣州 519060）

0 引 言

火電廠作為社會工業(yè)的重要組成部分，積極引入智能化技術(shù)已成為必然發(fā)展趨勢。智能化技術(shù)涵蓋多種先進(jìn)化技術(shù)內(nèi)容，如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及GPS/GIS技術(shù)。通過多種技術(shù)的合理統(tǒng)籌，成功將控制信息反饋到控制系統(tǒng)，切實(shí)確保火電廠安全、穩(wěn)定的良好運(yùn)行。如何穩(wěn)步、有序地促進(jìn)火電廠實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)變，已經(jīng)成為火電廠發(fā)展階段的重要問題。

1 智能化火電廠概述

火電廠技術(shù)在發(fā)展與進(jìn)步的同時，也在逐漸深化。火電廠的生產(chǎn)與經(jīng)營涉及眾多內(nèi)容，不僅包括日常的生產(chǎn)運(yùn)行，也包括成本核算、經(jīng)營管理以及事務(wù)辦公等多種內(nèi)容[1]。傳統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)已很難適應(yīng)當(dāng)前火電廠的生產(chǎn)與發(fā)展速度。通過融入智能化技術(shù)，火電廠信息平臺能夠有效利用智能化設(shè)備管理軟件、智能化數(shù)據(jù)管理軟件等內(nèi)容，對火電廠的設(shè)備實(shí)行實(shí)時操控，隨時隨地的開展信息化數(shù)據(jù)的搜集與共享，不僅避免人力物力資源的浪費(fèi)，而且利用大數(shù)據(jù)手段，將本火電廠的信息與市場中其他火電廠的信息進(jìn)行對比，搶占市場先機(jī)，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。數(shù)據(jù)搜集工作還可作為一種提供危機(jī)意識的手段，確保自身信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)時性性，起到?jīng)Q策優(yōu)化的作用。精細(xì)化的火電廠生產(chǎn)運(yùn)營，還能夠增強(qiáng)火電廠的安全防御性能，保障火電廠運(yùn)行的安全性。

2 智能化火電廠的特點(diǎn)

2.1 自主適應(yīng)性

自主適應(yīng)性是指火電廠中的智能化設(shè)備能夠切實(shí)結(jié)合火電廠的工作體系，針對工作內(nèi)容、工作環(huán)節(jié)以及工作狀態(tài)進(jìn)行自我調(diào)整，并根據(jù)內(nèi)部子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的統(tǒng)籌與變化，自主適應(yīng)火電廠工作的不同要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。

2.2 自主完善性

智能化自我完善是指在火電廠運(yùn)行與生產(chǎn)過程中，當(dāng)接收到某生產(chǎn)指令后，通過智能化設(shè)備調(diào)節(jié)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變，促使智能化系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)置不斷完善與轉(zhuǎn)變。智能化設(shè)備可以隨時隨地獲取信息，具備較強(qiáng)的獨(dú)特性與可靠性。

2.3 自主治愈性

自主治愈性是指當(dāng)火電廠智能化生產(chǎn)、管理設(shè)備出現(xiàn)故障后，可在不依賴其他幫助、沒有人或軟件主動干預(yù)的前提下，通過自主控制與自主治愈的手段，以最快速度找出系統(tǒng)中出現(xiàn)的沖突與故障，并及時恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.4 互動性

智能化系統(tǒng)是多個設(shè)備的集合體，是火電廠的核心組成。智能化火電廠能夠體現(xiàn)人與機(jī)器、系統(tǒng)與分支之間的互動，并可將互動的內(nèi)容切實(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際的生產(chǎn)之中，促成可視化發(fā)展[2]。同時，在火電廠的生產(chǎn)與管理中應(yīng)用智能化系統(tǒng)，可充分進(jìn)行信息交流、資源交流與資源共享，為火電廠信息數(shù)據(jù)管理、工作運(yùn)行等打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.5 安全性

只有保障火電廠的安全，才能夠順利促進(jìn)各項(xiàng)工作的高效率開展。智能化火電廠在實(shí)際運(yùn)行過程中，通過智能化維護(hù)系統(tǒng)、智能化狀態(tài)檢測系統(tǒng)、智能化遙控監(jiān)視系統(tǒng)以及智能化避災(zāi)系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的共同作用，可及時檢測火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的溫度、空氣密度與生產(chǎn)環(huán)境，防止火電廠生產(chǎn)層面災(zāi)害的出現(xiàn)。此外，智能化系統(tǒng)能夠有效降低物理和網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險，并通過自身預(yù)防攻擊能力的優(yōu)化，確保在受到惡意攻擊后，能及時做出合理應(yīng)對，切實(shí)避免火電廠管理層面災(zāi)害的發(fā)生，使系統(tǒng)更加安全。

3 智能化火電廠的內(nèi)在結(jié)構(gòu)組成

3.1 智能化火電廠基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)層

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是火電廠智能化建設(shè)的重要基礎(chǔ)建設(shè)內(nèi)容。當(dāng)前，我國很多火電廠都已經(jīng)積極開展火電廠數(shù)字化技術(shù)建設(shè)，為智能化技術(shù)的應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。智能化火電廠基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠利用FCS裝置，高效采集發(fā)電場設(shè)備系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，促使生產(chǎn)設(shè)備層直接實(shí)現(xiàn)智能化[3]。此外，火電廠智能化基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)積極引用了在線煤質(zhì)或油質(zhì)檢測技術(shù)、激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)、雙能γ射線技術(shù)，種子活化技術(shù)以及微波技術(shù)等多種科學(xué)手段，切實(shí)、有效地為智能化技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建打下良好基礎(chǔ)，保障了智能技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用。

3.2 智能化火電廠實(shí)時控制層

在火電廠的生產(chǎn)作業(yè)中，必不可少的設(shè)備有鍋爐、汽機(jī)、電氣、輔機(jī)以及DCS一體化控制系統(tǒng)。只有將多種控制手段進(jìn)行高效的統(tǒng)籌與控制，方能有效保障智能化火電廠的安全、順利運(yùn)行。在火電廠智能化發(fā)展過程中，必須積極運(yùn)用預(yù)測控制、模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等多種技術(shù)與算法保障職能控制的有效性，切實(shí)利用模糊神經(jīng)的優(yōu)勢，保障機(jī)組的優(yōu)化，以期提高智能化系統(tǒng)的安全性與實(shí)際效率，處理好節(jié)能與耗電的問題，促進(jìn)火電廠實(shí)現(xiàn)長期發(fā)展。

3.3 火電廠智能化系統(tǒng)優(yōu)化層

火電廠智能化系統(tǒng)的優(yōu)化層最能體現(xiàn)我國火電廠的發(fā)展與進(jìn)步。在火電廠開展智能化建設(shè)工作時，應(yīng)結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展的實(shí)際情況，不斷優(yōu)化熱電廠工作職能和管理內(nèi)容，并建立內(nèi)在控制機(jī)制，嚴(yán)格控制電熱廠生產(chǎn)。在實(shí)際工作過程中，還要定期完善智能化系統(tǒng)，通過自身信息組織的優(yōu)化，實(shí)時捕捉燃料市場中的數(shù)據(jù)，同時動態(tài)加入智能生產(chǎn)、智能化檢測等多種內(nèi)容，切實(shí)保障火電廠智能化開展的實(shí)際效益，優(yōu)化火電廠運(yùn)營。

3.4 火電廠智能化系統(tǒng)管理層

生產(chǎn)與管理工作是火電廠運(yùn)行的重要內(nèi)容，對火電廠的運(yùn)營起著決定作用。傳統(tǒng)火電廠在經(jīng)營與管理環(huán)節(jié)，多秉承“先生產(chǎn)、后管理”理念，為企業(yè)開展管理工作帶來一定隱患。智能化運(yùn)作火電廠離不開管理人員科學(xué)的管理與編排，在開展智能化系統(tǒng)管理工作時，要求管理人員合理制定出符合火電廠智能化發(fā)展的管理內(nèi)容，自上而下地為火電廠的生產(chǎn)與經(jīng)營打下良好基礎(chǔ)與優(yōu)化深層指導(dǎo)，同時需積極利用網(wǎng)絡(luò)手段構(gòu)建完善的實(shí)時管理與指揮渠道，切實(shí)提高全國現(xiàn)代化管理工作的實(shí)際效率。

3.5 智能化火電廠決策層

戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)略計(jì)劃是智能化火電廠運(yùn)營與管理工作的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，決定著火電廠實(shí)際的發(fā)展與運(yùn)行方向。在決策層中，主要包括監(jiān)管、考核與管理相關(guān)內(nèi)容[4]，需保障火電廠的合理生產(chǎn)與各部門之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，切實(shí)利用智能化相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)手段分析火電廠自身數(shù)據(jù)與市場數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)火電廠自身經(jīng)營與生產(chǎn)活動的交互，確定數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，總結(jié)出火電廠的必然發(fā)展趨勢。此外，在挖掘火電廠發(fā)展規(guī)律的同時，應(yīng)借助數(shù)據(jù)分析及時把握自身存在的問題，并予以解決，切實(shí)保障火電廠決策的準(zhǔn)確性。

4 火電廠智能化轉(zhuǎn)型策略

4.1 在智能火電廠中融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)化中的應(yīng)用已成為當(dāng)前工業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型中的重要手段。通過將互聯(lián)網(wǎng)手段融入到智能火電廠，可以通過VPN手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可將火電廠的生產(chǎn)與運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時傳送至智能火電廠系統(tǒng)終端，由于其具有傳輸速度快、覆蓋面積廣的特點(diǎn)，能夠不受時間與空間的約束最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔谩Ｍㄟ^引入互聯(lián)網(wǎng)，即使管理人員不在現(xiàn)場，智能終端也能夠隨時隨地掌握火電廠設(shè)備的運(yùn)行情況與管理情況，及時采取處理措施。同時，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可快速搜集、傳輸火電廠數(shù)據(jù)信息，為火電廠運(yùn)作奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

4.2 在智能火電廠中融入大數(shù)據(jù)與云計(jì)算

應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)可及時梳理與計(jì)算智能火電廠中的數(shù)據(jù)，在海量數(shù)據(jù)中挖掘出能夠服務(wù)于火電廠生產(chǎn)與經(jīng)營的內(nèi)容，規(guī)避不必要的數(shù)據(jù)，保證將有效信息及時反饋至火電廠的管理與決策者[5]。同時，在火電廠經(jīng)營與運(yùn)行過程中，需將火電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)存入至云備份中。憑借服務(wù)器對有效數(shù)據(jù)的挖掘，不僅促進(jìn)火電廠管理工作的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行，也做得云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的高效組合，節(jié)省大量的人力、物力，且不需要開展定期維護(hù)，促進(jìn)智能火電廠實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益最大化。

4.3 在智能火電廠中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上延伸出的一種新型技術(shù)內(nèi)容，著眼于將“物”與“物”進(jìn)行連接。例如，在火電廠生產(chǎn)過程中，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配合射頻識別技術(shù)與GPS技術(shù)，做到不同技術(shù)之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與設(shè)備之間的高效結(jié)合，為火電廠運(yùn)行奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。此外，鑒于部分火電廠的數(shù)據(jù)共享能力相對較弱，很多數(shù)據(jù)與技術(shù)無法發(fā)揮出自身功能，應(yīng)積極促成智能火電廠運(yùn)行與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密的聯(lián)結(jié)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)化智能火電廠中設(shè)備之間的內(nèi)在信息交流，最大程度上發(fā)揮出不同設(shè)備、不同技術(shù)最大的作用，實(shí)現(xiàn)“1+1＞2”的愿望。同時，通過互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的有效整合，可保障信息傳輸與流通更加精細(xì)化，加強(qiáng)火電廠的信息流通，提升信息交互質(zhì)量和火電廠的整體管理水平。

5 結(jié) 論

火電廠實(shí)現(xiàn)智能化是社會發(fā)展的必然，更是火電廠發(fā)展與進(jìn)步的重大體現(xiàn)。當(dāng)前，多數(shù)火電廠已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，而智能化發(fā)展是數(shù)字化基礎(chǔ)上的又一大進(jìn)步。智能化火電廠能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的自主適應(yīng)、自主完善、自主治愈，不僅提升火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的安全性，也可促進(jìn)火電廠內(nèi)部設(shè)備信息之間的交互。在開展智能化轉(zhuǎn)型過程中，必須嚴(yán)格完善智能化內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各組成部分，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等智能化技術(shù)融入到火電廠運(yùn)行之中，確保火電廠各環(huán)節(jié)的科學(xué)、現(xiàn)代化運(yùn)行，增強(qiáng)其綜合競爭力。