智慧電廠關(guān)鍵技術(shù)分析及實戰(zhàn)探討

陳才程

【摘 ?要】在當(dāng)今新時代，新智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，如何順應(yīng)發(fā)展所需，建設(shè)智慧電廠成為我國電力發(fā)展面臨的一個全新課題。本文在對智慧電廠信息化的現(xiàn)狀和趨勢分析的基礎(chǔ)，提出智慧城市需要什么樣的智慧電廠的若干思考。

一、引言

我國已進入新時代，對生產(chǎn)發(fā)展和基建也提出新要求，正如習(xí)近平總書記在十九大報告中指出，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。眾所周知，2006 年美國 IBM 公司第一次宣告了“智慧電網(wǎng)”建設(shè)，隨后，作為世界第二大經(jīng)濟體的我國，在2009 年也提出了“建設(shè)堅強智能電網(wǎng)”。我們都知道，作為一座現(xiàn)代城市，供電是基礎(chǔ)，智慧電廠就是推動現(xiàn)代智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，其核心是在發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部有機應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、可視化與大數(shù)據(jù)、智能控制等技術(shù)，本文重點探討燃煤火電廠的智能化發(fā)展及智能化技術(shù)。

二、有關(guān)發(fā)電行業(yè)信息化現(xiàn)狀及趨勢分析

縱觀我國現(xiàn)今電力行業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展歷程，主要呈現(xiàn)以下3個特點：

1.經(jīng)過十幾年的探索和發(fā)展，所強調(diào)的信息化依然沒有擺脫以管控為中心的發(fā)展模式，沒有實現(xiàn)向市場經(jīng)營的有效過渡。

2.所強調(diào)的信息一體化是以一體化平臺為中心，沒有實現(xiàn)以應(yīng)用為中心的有效過渡。

3.就部署層面而言，雖然做到了集中部署，但是并沒有實現(xiàn)集中的技術(shù)管理和服務(wù)的有效過渡。

隨著智能化、信息化進程的加速推進，未來發(fā)電行業(yè)的發(fā)展的管理理念應(yīng)具有融合共享的精神，包括服務(wù)理念、技術(shù)、數(shù)據(jù)、市場等，智慧電廠的建設(shè)設(shè)計層面應(yīng)體現(xiàn)3方面：

1.實現(xiàn)大數(shù)據(jù)和人工智能的有效應(yīng)用與整個企業(yè)的完美融合。

2.需要借助物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人機計算，其終極目的是架構(gòu)人與機器全新的有機統(tǒng)一。

3.實現(xiàn)云上和云下的完美融合，在智慧電廠設(shè)計之初就對應(yīng)發(fā)電公司管理集團及各個子機構(gòu)兩個層面，對應(yīng)云上、云下兩個層面，形成融合統(tǒng)一的信息化體系架構(gòu)，這將是今后信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢所在。

三、智慧電廠建設(shè)的關(guān)鍵

我們要建好智慧電廠，關(guān)鍵是要從實現(xiàn)其經(jīng)濟、安全、環(huán)保、高效、先進等方面的更加有效進行考慮。概括而言，智慧電廠建設(shè)有3個關(guān)鍵，即第一是管理、第二是技術(shù)、第三是價值創(chuàng)造，在這3個關(guān)鍵因素中，管理的設(shè)計與完善是實現(xiàn)智慧電廠的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)選取應(yīng)用技術(shù)與實現(xiàn)價值創(chuàng)造的關(guān)鍵，至于技術(shù)，既是實現(xiàn)有效管理的支撐，也是創(chuàng)造價值的支撐，只有實現(xiàn)高效管理，才能發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢作用，也就是說沒有有效管理，一切都是空談。因此，在3個關(guān)鍵中，管理要排在第一位，也就是說只有管理、技術(shù)、價值創(chuàng)造，才可以建設(shè)較為完美的智慧型、智能型、全自動型電廠，這是不爭之事實。

對于可以推進火電廠的智能化進程的關(guān)鍵技術(shù)很多，如主要包括：1.三維空間定位與可視化智能巡檢技術(shù);2.數(shù)字化煤場與燃料信息智能互動技術(shù);3.爐內(nèi)智能檢測與燃燒優(yōu)化控制技術(shù);4.信息挖掘與遠程專家診斷預(yù)警技術(shù);5.沉浸式仿真培訓(xùn)與 AR 輔助檢修維護技術(shù)等。以最后一項技術(shù)為例，其主要包括設(shè)備虛擬拆解培訓(xùn)、檢修操作可視化輔助技術(shù)，只有當(dāng)計算機運算能力能夠支撐設(shè)備細節(jié)、運行的基本保障下才可以實現(xiàn)有效運用，其是在于以 VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)發(fā)展為前提的，其關(guān)鍵在于在虛擬現(xiàn)實中設(shè)置現(xiàn)實中可能出現(xiàn)的具體情況，從而提升專業(yè)人員的培訓(xùn)真實感，提高設(shè)備檢修維護工作效率與操作規(guī)范性。

四、智慧電廠建設(shè)的實戰(zhàn)步驟

第一步：設(shè)備智慧維護。首先是管控一體化，很多人理解“連起來了”就是一體化，其實不然，業(yè)務(wù)之間、信息之間和數(shù)據(jù)之間都要保持高度的統(tǒng)一，這才能使企業(yè)內(nèi)部達到一個很高的協(xié)同水平，也就是說，要實現(xiàn)有關(guān)因素的有機結(jié)合或者必須實現(xiàn)相關(guān)信息的共享，這是建立管控一體化的基礎(chǔ)和前提。就MIS、SIS和機械生產(chǎn)而言，他們的關(guān)聯(lián)性和相互依存性很大，因為，有關(guān)設(shè)備實時監(jiān)管情況、生產(chǎn)經(jīng)營情況可以在這一平臺上體現(xiàn)，其他方面的有關(guān)成本實時信息情況和管理的信息情況，包括所有的監(jiān)視信息，可以在這一平臺上體現(xiàn)，其重要是不言而喻，也就是說這是實現(xiàn)管控一體化的前提，在建立這一堅實的基礎(chǔ)之上，進而為做好更加有效的管理優(yōu)化和升級奠定較為堅實的基礎(chǔ)。在管理信息和實時信息、設(shè)備信息、設(shè)備領(lǐng)域、數(shù)據(jù)之間是融合的，舉例而言，每一設(shè)備都有獨一無二的歸屬編碼，設(shè)備與之設(shè)備之間是依靠一種實時的可靠性強的狀態(tài)、參數(shù)、管理、預(yù)警等實現(xiàn)較為完美的高度融合。我們都知道對于普通電廠來說，所謂的管理就是管設(shè)備、管缺陷、管檢修、預(yù)防及維護，但是在智慧電廠的設(shè)備管理模式下，設(shè)備管理應(yīng)該是一個傳統(tǒng)的 EAM，加上智慧化的管理手段，舉例來說就是智慧維修、智慧作業(yè)、智慧檢測、智慧診斷，換句話說就是以傳統(tǒng)為基礎(chǔ)，對其有效改造，實現(xiàn)現(xiàn)代智慧設(shè)備與管理的完美融合，才能建立較為完整的設(shè)備智慧化管理。

第二步：主動安全風(fēng)險預(yù)控。不難理解，風(fēng)險防控是全方位的，要實現(xiàn)智能控制 +360°的防護，首先，需要執(zhí)行通用的安全標準，而且必須樹立安全第一意識，因為，如果企業(yè)不能保證安全生產(chǎn)標準化，其他的包括技術(shù)、設(shè)備、效益來說都存在極不穩(wěn)定因素，說的更直接一些，沒有安全作為前提，再多的智能化手段，都無法保障安全。其次，實現(xiàn)智能化的防護與主動安全風(fēng)險的控制的統(tǒng)一，需要從3個方面來做，一是主動防護設(shè)備;二是人員的保護;三是環(huán)境。每一方面都通過物聯(lián)網(wǎng)、移動計算的技術(shù)來做支撐。具體涉及的技術(shù)可能包含，如無線技術(shù)、GPS 技術(shù)、藍牙技術(shù)，有門禁、二維碼、智能鎖、智能攝像頭、視頻識別，還有一些手持終端，這些都是在這個領(lǐng)域里面用到的一些關(guān)鍵的技術(shù)。用 GPS 定位，GPS 定位的精度不夠?qū)挘粲脽o線定位，精度更不準，應(yīng)該采用的 2 種方式是基站定位 + 視頻識別。

這些新的技術(shù)會用到我們安全風(fēng)險的主動控制上面，例如在電廠中，從三維的角度對把人進入的時間和他的信息全顯示出來。人員的自動識別、工作門禁，再與人臉識別的設(shè)備進行關(guān)聯(lián)，從開票到簽發(fā)，一直到現(xiàn)場作業(yè)，對整個過程進行安全的控制。還包括風(fēng)險的主動預(yù)警，智能穿戴設(shè)備即將進入到我們的發(fā)電企業(yè)里面來，如手持終端與現(xiàn)場風(fēng)險的預(yù)警進行關(guān)聯(lián)，自動提醒等等。

第三步：強化管理與提升效能。從經(jīng)營的角度來對電廠經(jīng)營進行優(yōu)化，從成本的數(shù)據(jù)開始，包括建模、規(guī)則、分攤到整個過程，把每天、每小時、每分鐘的成本算出來。管控一體化是做實時成本很重要的基礎(chǔ)，因為要用到很多的數(shù)據(jù)，而且要把數(shù)據(jù)拿過來進行計算，可以針對成本進行實時設(shè)置，可以讓發(fā)電企業(yè)實時監(jiān)察發(fā)電成本到底是多少。同時，燃料的智能化管控，從燃料的進、耗、存全過程實現(xiàn)無人職守。

第四步：設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化與改進。優(yōu)化是做智慧電廠必不可少的環(huán)節(jié)，從汽輪機的優(yōu)化、鍋爐的優(yōu)化逐步過渡到能效的優(yōu)化，進而實現(xiàn)企業(yè)效益的再提升。

第五步：推動實現(xiàn)高效作業(yè)。目前，大數(shù)據(jù)和 AI 已經(jīng)走進了發(fā)電企業(yè)，人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用到語音識別、語義解析、圖片識別、視頻識別、指紋等方面，這些都會應(yīng)用到管理過程中。對現(xiàn)場，畫像是對人的刻畫，要對所有的人、機、料、法、環(huán)刻畫出來，基于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來進行分析，用人工智能算法自動進行分析，搭建模型平臺。在人工智能發(fā)電領(lǐng)域，建設(shè)全系統(tǒng)的全文檢索，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)門戶信息的直觀展現(xiàn)。

五、結(jié)論

智能化是時代發(fā)展的大趨勢，智慧電廠的建設(shè)也已成為時代趨勢，其與智慧電網(wǎng)、智慧城市以及智慧能源提出的實際要求相吻合，然而，隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)的更新?lián)Q代，到底建成什么樣的智慧電廠需要與實際需求想配套，其本身也是需要不停的探索、完善與改進。目前，智慧電廠在我國依然處于創(chuàng)新與探索發(fā)展的初級階段，本文的一些探討希望可以為相關(guān)研究者起到拋磚引玉的研究作用。

參考文獻：

[1] 王 箏.設(shè)備智能診斷技術(shù)系統(tǒng)在智慧電廠的應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用，2018，（2）：113-114.

[2] 周慎學(xué)，朱曉瑾.智慧電廠建設(shè)中設(shè)備特性認知及能效提升關(guān)鍵問題研究 [J].電力與能源，2017，38（6）：718-723.

[3] 劉吉臻，胡 勇，曾德良，等.智能發(fā)電廠的架構(gòu)及特征 [J].中國電機工程學(xué)報，2017，37（22）：6463-6470.

（作者單位：華能洋浦熱電廠）