以“兩化融合”引領智慧電廠發展

徐文進

習近平總書記指出，要“加快建設制造強國，加快發展先進制造業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”。對于已經進入工業化后期的江蘇而言，全面推進信息化和工業化深度融合，是貫徹新發展理念、提升發展水平、建設“強富美高”新江蘇的重大戰略選擇。盡管當前清潔能源迅猛發展，但在未來一定時期內，煤炭仍將是一次能源的重要依靠力量。煤炭的清潔高效利用，成為當前我國能源戰略的努力方向。火電企業具有良好的信息化基礎，借助“兩化融合”契機，推動智慧電廠建設，將進一步提升協同管理水平和資源利用效率，對我國能源發展具有深遠意義，也與我國的能源發展戰略相契合。

一、推進全省智慧電廠建設恰逢其時

智慧電廠是信息化與智能化技術在發電領域的高度發展與深度融合，主要體現為大數據、物聯網、可視化、先進測量與智能控制等技術的系統化應用。其基本架構包括智能感知層、智能控制層與智能管控層，其主要特征是泛在感知、自適應、智能融合與互動化，其主要目標是通過整合電廠運行監控、故障診斷、安全管理、物資供應和設備維護的全過程，利用數據挖掘、先進算法和預測控制等智能方法，實現事故的事前預警、事中控制，實現生產的優化控制、優化調度，讓經營分析更智慧、管理決策更科學、資源利用更高效。發展智慧電廠，即恰逢其時又意義重大，主要體現在以下三個方面。

重大發展戰略的引導，是智慧電廠發展的“指明燈”。2019年政府工作報告指出，要“打造工業互聯網平臺，拓展‘智能+，推動傳統產業改造升級”。國家發展和改革委員會也推出了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，推動化石能源生產清潔、高效、智能化。江蘇省以“兩化”深度融合為切入點，啟動實施了大中型企業智慧化推進工程，實現大中型企業電子商務應用全覆蓋和智能化裝備技術改造大提升，信息技術逐步融入工業研發設計、產品裝備、生產管理和市場服務。為響應政策號召，作為電力生產的主力軍，火電企業應因勢而謀、應勢而動，積極探索智慧電廠的發展道路。

信息技術和人工智能技術的突飛猛進，是智慧電廠發展的“助推器”。發電企業自存在以來便擁有大量的數據和繁雜的控制系統，需要通過記錄、監測、分析大量數據來進行設備的操作和控制。20世紀80年代以前，火電廠監控系統為常規儀表，監控系統只是實現簡單的監視和控制。80年代中后期，隨著計算機技術快速發展，集散控制系統（DCS）和汽機數字電液控制系統（DEH）逐步得到應用。20世紀90年代，機組控制和聯鎖保護功能得以完善，在線性能計算、指標分析等功能出現。進入21世紀以后，隨著通信技術、信息處理技術和芯片制造技術的進步，安全儀表系統（SIS）、管理信息系統（MIS）等管理系統的應用，電廠的管理水平和管理體制發生了根本變化。近年來，5G、云計算、物聯網、大數據等信息化前沿科技的興起與發展，成為智慧電廠發展強有力的“助推器”，給傳統火電企業向信息化、智能化發展奠定了堅實基礎。

火電企業自身轉型需要，是智慧電廠發展的“原動力”。在經濟新常態下，電力市場改革不斷深入，電力行業形勢不斷變化。火電企業發展呈現出兩個新的特征：一是機組利用小時數持續走低，靈活性調峰運行成為新常態;二是動力煤成本維持高位，摻燒劣質煤成為新常態。特別是電力輔助服務和電力現貨市場的快速發展，對火電企業快速響應電力市場變化、快速響應電網升降負荷需求提出了更高要求。近期，國務院推動完善燃煤機組上網電價形成機制，促進電力市場化交易，降低企業用電成本。這對正處于激烈競爭發展環境下的火電企業而言，處境更加艱難。依賴傳統管理方式和現有自動化模式，已經難以適應用電負荷需求快速變化的新形勢;通過傳統技術改造等途徑，在現有技術條件下挖潛增效空間已十分有限，新材料、新工藝應用也面臨瓶頸。因此，探索智慧電廠建設，利用人工智能、大數據分析和控制優化系統等信息化手段，使發電更安全、更清潔、更高效，成為火電企業的迫切需要。

二、江蘇智慧電廠建設存在的問題

總體來看，江蘇省火電企業智慧電廠建設開局良好。然而，一方面伴隨著能源供給側結構性改革和電力市場改革的不斷深入，智慧電廠建設遇到了一些新情況、新變化。另一方面，江蘇智慧電廠建設仍處于起步和探索階段，距離實現安全、高效、綠色、智能的目標仍有一定差距。當前，全省智慧電廠項目的發展普遍存在以下問題。

對智慧電廠的認知不足，項目建設缺少標準規范。一是片面理解智慧電廠概念。智慧電廠建設主要圍繞三個方面，即感知、協同、優化，分別對應智能感知、智能控制和智慧管控三個層級。優化是最終目的，感知是基礎，協同是手段。有些企業不能正確理解三者之間的關系，在建設智慧電廠的過程中本末倒置，一味強調信息集成、智慧管理，而忽視了生產過程的優化。二是缺乏標準規范引導。智慧電廠是隨著信息技術發展而產生的新生事物，其建設的構架、模式尚缺乏相應的標準和規范。雖然國家層面頒布了一些鼓勵引導政策，但大多數還屬于意見建議或方向性的指引，并未對智慧電廠的建設提出詳細具體的標準與規范。因此，目前智慧電廠建設存在較大隨意性，存在盲目和混亂等問題。

對智慧電廠建設急于求成，脫離企業自身生產實際。一是項目缺乏系統性謀劃。智慧電廠的建設橫向涵蓋設計、制造、基建、運營、退役全過程，體現全生命周期管理，縱向上還要打通設備制造商、安裝檢修公司、集團級層面之間的信息交互和數據聯通。然而，當前智慧電廠建設出現盲目一擁而上的情況，基本沒有系統性謀劃，忽視底層基礎和層級互通，也跟不上自動化、信息化領域出現的新技術、新動向，在建設過程中既走了彎路，又造成了資金浪費。二是忽視企業自身需要。不少電廠急于追求各種新名詞，熱衷于打造形象工程，沒有立足于解決火電機組迫切需要解決的實際問題。有的認為搞智慧電廠就是進行自動化升級，用技術手段堆砌智慧概念，用虛擬現實、無線定位、生物識別等技術的簡單運用來定義智慧電廠，而沒有與主機、主設備緊密關聯，以實現生產過程的優化。對于火電靈活性調峰、低負荷下環保設備穩定性提升、主輔設備運行優化、重要設備事故預警診斷等提升火電企業核心競爭力的關鍵問題關注明顯不夠。

對智慧電廠關鍵技術掌握不夠，缺少優秀復合型人才。一是關鍵技術應用存在“痛點”。在實際運用中，有兩個關鍵問題影響著智慧電廠有效發揮作用。首先是大數據樣本的修正和補充能力較差。火電企業浩如煙海的數據測點不可避免地會失效，并反饋回錯誤數據或造成數據缺失。大數據平臺如何剔除異常數據、補充缺失數據，為系統正確判斷設備狀態，是目前數據感知方面的“痛點”。其次是數學模型與人工智能算法缺乏有效融合。智能算法通常需要海量數據進行預學習，而傳統數學模型與人工智能算法融合能極大提高火電企業對數據的分析處理能力，但數學模型與人工智能算法的有效融合，仍是目前應用過程中的痛點。二是相關人才十分緊缺。智慧電廠旨在減少重復勞動、簡化操作流程，但并非完全取代人的能動性。相反，在智慧電廠的建設和使用過程中，對高端人才的需求反而更加突出。智慧電廠的成功建設，關鍵在人才。智慧電廠是信息化、智能化與發電企業深度融合的產物，對人才的要求也大大提高，既要精通發電技術，又要深諳信息技術，但擅長兩個學科的復合型人才目前十分緊缺，這在很大程度上阻礙了智慧電廠的快速發展。

三、推進江蘇智慧電廠建設的對策建議

智慧電廠建設是一個“學習—實踐—再學習—再實踐”的過程，不能一蹴而就，必須緊緊依托江蘇省“兩化融合”的政策環境，久久為功。

加強政策引導，樹立示范標準。建議把智慧電廠建設上升為江蘇省能源發展重要試點方向，融入兩化融合整體布局，加強對智慧電廠建設的有序引導，統一建設目標、實施流程、評價指標，結合江蘇實際制定相應規范與標準。同時建議對在智慧電廠建設中取得實效、有良好示范作用的企業予以宣傳，對達標的“兩化融合”貫標企業，給予信息化投入費用加計扣除的稅收優惠政策，參照高新技術企業享受所得稅優惠稅率等扶持政策，激發企業持續推進智慧電廠建設的動力。火電企業自身要加強與有關部門的溝通協調，積極參與智慧江蘇、智慧園區等示范工程試點，參加相關管理體系貫標評定，梳理總結建設進程中的成熟經驗與失敗教訓。

從困擾企業的實際問題出發，有序推進項目發展。一是堅持問題導向。智慧電廠的重點是服務于生產發電，建議集團公司和發電企業要牢牢把握智能發電這個核心，以生產過程的關鍵問題、機組運行的核心設備、企業管理的重點業務為突破點，以優化設備控制、優化設備預警診斷、優化設備運維和優化經營決策為導向。既要勇于創新、大膽突破，也要穩扎穩打、逐步發展，著力解決火電企業在新常態下追求高質量發展的“痛點”、難點。二是堅持有序發展。智慧電廠建設覆蓋火電企業生產管理的全系統、全過程，涉及面廣、任務量大，建議集團公司按照政府引導政策，積極構建智慧電廠標準體系、研發體系和生產體系，健全智慧電廠建設交流合作機制，提前謀劃布局，按照“數字化建設、物聯網建設、模型化建設、智能一體化建設”四個步驟有計劃推進，使各個電廠之間信息融合，各個功能模塊之間協調配合，以點帶線，以線帶面，避免出現無序、無效的投資。

以創新破解關鍵技術難題，注重人才引進培養。一是堅持創新發展。在智慧電廠的建設過程中，創新是第一推動力。建議整合政府、企業、科研院所和高校等優勢資源，不斷完善以政府為主導、以企業為主體、以院校為支撐的技術創新體系，打造高質量的產業技術創新聯盟、產品創新聯盟與行業技術推廣平臺。要為關鍵共性技術、前沿引領技術、顛覆性創新技術提供“試驗田”，用創新破解制約智慧電廠推進的技術性難題。二是堅持以人為本。建議各級政府進一步加強對復合型人才的引進，為智慧電廠相關的復合型高端人才提供優厚政策條件。利用好江蘇高校多、企業多的先天優勢，打通高端人才和優秀企業之間的壁壘，讓人才進得來、留得住。集團公司和發電企業要用好現有技術人才資源，加強對內部人才的多元化培養，“送出去”學，“請進來”教。不僅要學習發電技術，而且要學習先進的信息技術，以智慧電廠建設助推復合型人才成長，以復合型人才成熟促進智慧電廠建設。

突出數據集成，堅持集中管控和整體協同。數據集成是智慧電廠建設的基礎。在火電企業全生命周期內，要堅持擴大數字化集成范圍，注重信息系統的集成和融合，運用智能設備、物聯網等，在安全生產、設備運維、指標監測、經營管理等各個環節實現信息化、數字化、智能化。對于建設初期未納入數字化范圍內的設備，有計劃地實施數字化改造，努力將各種設備歸集在數據一體化平臺。管控集中是智慧電廠建設的關鍵。在生產環節，要結合實際利用好數據一體化平臺，積極應用智能設備和先進人工智能算法，不斷提升智能優化、智能診斷、智能檢修、智能運營、智能安防和網源協調能力。在管理環節，充分運用數據一體化平臺、管理標準化系統等，增強經營管理的智能化管控能力，利用好各類便攜式智能終端，開發各類型業務的智能化應用，提升集中管控、大數據分析和遠程智能辦公水平。整體協同是智慧電廠建設的目標。應注重通過信息化、自動化手段推動多業務集成，實現火電企業生產運行、市場營銷和經營決策全過程的協同管理，并建立起與之相適應的智慧化技術與管理模式。使之既能實現個體目標最優，又能實現綜合目標最優，進而實現管理流程、決策機制的優化與變革。

（作者系中共江蘇省委黨校第18期中青年干部培訓一班學員，江蘇國信揚州發電有限公司黨委書記、董事長）

責任編輯：劉志剛