論智慧電廠的建設(shè)問(wèn)題與實(shí)施構(gòu)想

張 強(qiáng) 崔建德 甄志廣 李軍彬 蘇朝宏

石家莊良村熱電有限公司 河北 石家莊 052165

最近幾年,國(guó)家在提出“大眾創(chuàng)業(yè),萬(wàn)眾創(chuàng)新”基本政策之后,在互聯(lián)網(wǎng)+、中國(guó)制造2025推出之后,就實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)扁平化的管理,同時(shí)也轉(zhuǎn)變了消費(fèi)概念與能源生產(chǎn)。這一系列的變化,最終就直接影響了傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)模式,并且也出現(xiàn)了全新的產(chǎn)品、技術(shù)等,從而讓發(fā)電企業(yè)能夠朝著智慧型企業(yè)不斷發(fā)展。

一、智能電廠的內(nèi)涵與意義

所謂智慧電廠,就是基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電廠的合理構(gòu)建,完成具體運(yùn)行之中的管理和調(diào)控等,并且利用這一部分操作滿足智能電廠的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行要求。基于智能電廠的應(yīng)用,就可以讓電能變得更加的安全與穩(wěn)定,以此來(lái)滿足實(shí)際的電能需求。在設(shè)計(jì)智慧電廠中,就要求了針對(duì)運(yùn)行階段的管理、信息等落實(shí)其數(shù)字化的處理,讓電廠能夠穩(wěn)定運(yùn)行,合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適當(dāng)交換數(shù)字化信息之中的各項(xiàng)信息內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息內(nèi)容的實(shí)時(shí)共享,并且在這一基礎(chǔ)上通過(guò)專家系統(tǒng)的使用,就可以在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)階段讓電廠能夠有效的處理各種問(wèn)題,保證優(yōu)化管理決策的基本目標(biāo)。

在分析智慧電廠中,其研究對(duì)象為工作與物理對(duì)象,在建設(shè)的實(shí)際過(guò)程中,基于電廠設(shè)計(jì)到最后的報(bào)廢階段就是為了實(shí)現(xiàn)每一項(xiàng)信息內(nèi)容的分析與控制,最終在實(shí)際運(yùn)行期間能夠有效控制成本,以此來(lái)減少設(shè)備故障在運(yùn)行階段的發(fā)生幾率,保障安全管理效果,盡可能減少能源方面的消耗,最終滿足經(jīng)濟(jì)效益的全面提高。換而言之,在電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上,就需要基于數(shù)字化信號(hào)作為基本載體,通過(guò)合理有效的方式來(lái)應(yīng)用云平臺(tái)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)等不同類型的先進(jìn)技術(shù),以便能夠?qū)崿F(xiàn)人力資源合理有效的配置,進(jìn)一步提升勞動(dòng)生產(chǎn)率,以此來(lái)減少電廠投資,降低運(yùn)行維護(hù)需要的成本,提升電廠運(yùn)營(yíng)過(guò)程之中的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

二、智慧電廠發(fā)展存在的問(wèn)題

針對(duì)智慧電廠發(fā)展而言,面臨的問(wèn)題主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:數(shù)據(jù)挖掘不夠,數(shù)據(jù)融合深度不足;未充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);疑難問(wèn)題缺少人工智能支持。

（一）數(shù)據(jù)挖掘不夠,數(shù)據(jù)融合深度不足

對(duì)于智慧電廠發(fā)展,重點(diǎn)在于能耗指標(biāo)分析、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整優(yōu)化等,這要求進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析,并且能夠針對(duì)模型和數(shù)據(jù)做好進(jìn)一步的修正處理,以此來(lái)尋找最優(yōu)的數(shù)據(jù)?；诨A(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)支撐設(shè)備的壽命管理,從而滿足狀態(tài)診斷與檢修的精準(zhǔn)性要求。但是針對(duì)這一系列的問(wèn)題,目前還沒(méi)有落實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè),缺少基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的智能分析系統(tǒng)的使用,還無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度分析,進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘度存在不足,并且數(shù)據(jù)融合的深度也達(dá)不到實(shí)際的要求,最終影響智慧電廠的建設(shè)與發(fā)展。

（二）未充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前,具體的經(jīng)營(yíng)管理、故障診斷、設(shè)備運(yùn)行、檢修維護(hù)等方式還相對(duì)簡(jiǎn)單,導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)的科技智慧還得不到有效的應(yīng)用,無(wú)法將工作業(yè)務(wù)與智能化的互聯(lián)網(wǎng)管控相互結(jié)合起來(lái),這樣就會(huì)影響自動(dòng)管控,無(wú)法得到技術(shù)層面上的支持。在實(shí)際的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)之中,針對(duì)問(wèn)題的解決措施相對(duì)較少,無(wú)法快速的反應(yīng),進(jìn)而影響的實(shí)際的工作效率。所以,在今后的智慧電廠建設(shè)與發(fā)展中需要格外關(guān)注對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用。

（三）疑難問(wèn)題缺少人工智能支持

由于傳感器與智能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)量有所不足,這樣就可能導(dǎo)致檢測(cè)控制偏向于粗放性的狀態(tài)。對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、高壓、腐蝕等危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)存在大量重復(fù)、周期、繁瑣的工作項(xiàng)目,還需要人工智能的支持,以滿足自動(dòng)化的預(yù)警與監(jiān)測(cè)要求,提高人員與設(shè)備的安全可靠性,并且能夠減少人員的勞動(dòng),實(shí)現(xiàn)工作效率的提高[2]。

三、智慧電廠建設(shè)管理實(shí)施構(gòu)想

針對(duì)智慧電廠建設(shè)的實(shí)際管理,需要了解其整體的架構(gòu),然后通過(guò)具體的管理建設(shè)方案的落實(shí)來(lái)滿足智慧電廠的實(shí)際發(fā)展需求。

（一）整體架構(gòu)

對(duì)于智慧電廠的建設(shè),主要是涉及到發(fā)電企業(yè)的各個(gè)部門(mén),囊括了業(yè)務(wù)信息,覆蓋了人、財(cái)、物等基本要素。在面對(duì)復(fù)雜的要素時(shí),智慧電廠是否能夠有效建設(shè)的關(guān)鍵就在于建設(shè)項(xiàng)目的架構(gòu)體系。針對(duì)智慧電廠的實(shí)際建設(shè)而言,基本架構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

圖1 智慧電廠建設(shè)整體架構(gòu)

（二）智慧電廠建設(shè)方案

基于智慧電廠建設(shè)整體架構(gòu)的實(shí)施,在智慧電廠建設(shè)的具體方面需要重點(diǎn)考慮到落實(shí)全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的建設(shè)、生產(chǎn)信息一體化管控平臺(tái)的建立、三維數(shù)字化移交三個(gè)方面的內(nèi)容與要求,這樣才能夠真正迎合智慧電廠的實(shí)際建設(shè)所需。

1.落實(shí)全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的構(gòu)建

基于智能化系統(tǒng)的使用,這樣就可以滿足全生命周期的有效控制與監(jiān)測(cè),最終構(gòu)建對(duì)應(yīng)管道集成數(shù)據(jù)平臺(tái),這樣就能整合電廠數(shù)據(jù),如電廠的設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)、調(diào)試等多個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)與文件整理。針對(duì)全生命周期數(shù)據(jù)集成平臺(tái),其本身的系統(tǒng)囊括了電子檔案、工程數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)管理等一系列的內(nèi)容,其中,核心在于數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的數(shù)字化移交,同時(shí)也是數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)所在,這就需要各個(gè)參建部門(mén)能夠一起努力。另外,電廠也需要針對(duì)相關(guān)的信息做好交互處理,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)之中各個(gè)數(shù)據(jù)的相互連接,并針對(duì)不同的文檔進(jìn)行編號(hào)處理,然后通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的存儲(chǔ)、集成、分類,將其相關(guān)的信息統(tǒng)一送達(dá)一體化管控平臺(tái),最終滿足數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的構(gòu)建[3]。

2.構(gòu)建生產(chǎn)信息一體化管控平臺(tái)

構(gòu)建生產(chǎn)信息一體化的管控平臺(tái),基于SIS、MIS一體化就可以滿足對(duì)于設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況的有效掌控,以此來(lái)分析設(shè)備,提升設(shè)備的可靠性。通過(guò)生產(chǎn)信息一體化平臺(tái)的建立和完善,實(shí)現(xiàn)電廠知識(shí)、財(cái)務(wù)信息的一體化處理,這樣就可以滿足電廠各項(xiàng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào),為電廠的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)條件,更好地促進(jìn)電廠的健康發(fā)展。

3.三維數(shù)字化移交

在智慧電廠建設(shè)中數(shù)字化移交作為基礎(chǔ),在進(jìn)行智慧電廠的基建過(guò)程中主要是包含從規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始一直到后期的運(yùn)行維護(hù)幾個(gè)階段,具體見(jiàn)圖2所示。而其大部分都是依靠人工制度來(lái)完成,因?yàn)樗麄冎g的信息交互能夠保持準(zhǔn)確性和及時(shí)性,對(duì)于整個(gè)工程的進(jìn)展、質(zhì)量的控制都能夠產(chǎn)生極大的影響。通過(guò)三維數(shù)字化移交的應(yīng)用,能夠促成統(tǒng)一展現(xiàn)平臺(tái)的健全,并且基于三維可視化技術(shù)的使用直接呈現(xiàn)出真實(shí)線路等相應(yīng)的信息,提高線路的實(shí)際建設(shè)效果,讓工作人員能夠直觀了解三維場(chǎng)景之中的設(shè)施設(shè)備與對(duì)應(yīng)的地形,進(jìn)而讓施工技術(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備模型等對(duì)應(yīng)的信息統(tǒng)一數(shù)據(jù)與展現(xiàn)平臺(tái),隨著工作一同移交。不難看出,三維數(shù)字化的實(shí)際應(yīng)用不僅可以通過(guò)信息技術(shù)的合理使用來(lái)滿足移交管理的需求,同時(shí)也可以將管理水平提上去,為智慧電廠的建設(shè)提供良好的信息技術(shù)支撐條件[4]。

圖2 三維數(shù)字化移交

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,智慧電廠技術(shù)直接轉(zhuǎn)變了原本的生產(chǎn)方式,從而更為便捷的獲取相應(yīng)的信息,讓管理模式變得更加高效,讓能源消耗變得更加綠色與低碳。目前,隨著智慧電廠各個(gè)方面的理論與技術(shù)的不斷完善,就要求我們掌握行業(yè)發(fā)展的基本趨勢(shì),能夠基于綠色、低碳、智能的基本發(fā)展方向,進(jìn)一步加快對(duì)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用,以滿足商業(yè)模式與技術(shù)的有效創(chuàng)新,推動(dòng)電廠朝著智慧電廠持續(xù)快速發(fā)展。