“新基建”的本質(zhì)是數(shù)字化建設(shè)，即借助5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化。“新基建”的加速發(fā)展，無(wú)疑也將為水、電、燃?xì)獾裙不A(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域注入新動(dòng)能。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力先行。作為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，改革開(kāi)放四十多年來(lái)，電力行業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展。然而，從發(fā)電環(huán)保性、電力備用率、供電可靠性等方面來(lái)看，我國(guó)電力行業(yè)還有很長(zhǎng)的路要走。而智能電廠(chǎng)建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)卓越運(yùn)營(yíng)和可持續(xù)性發(fā)展的必由之路。目前，典型的電力行業(yè)已經(jīng)具備較高的自動(dòng)化水平，但尚未實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化。隨著更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境和國(guó)家更為嚴(yán)格的安全生產(chǎn)與環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)”的生產(chǎn)，是電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主題。

電力發(fā)展 智能先行

生產(chǎn)設(shè)備的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，是電力行業(yè)智能電廠(chǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。首先，智能化的生產(chǎn)設(shè)備能夠主動(dòng)地感知環(huán)境的變化，并采取相應(yīng)的控制策略實(shí)現(xiàn)自身的調(diào)整，以確保生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行；其次，智能化的生產(chǎn)設(shè)備還可以將相關(guān)的信息通過(guò)工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)或物聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地傳遞到其他設(shè)備和系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)單個(gè)設(shè)備的智能化，而且有助于整套生產(chǎn)工藝設(shè)備的智能聯(lián)動(dòng)，確保整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程處于優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)。在保證生產(chǎn)負(fù)荷的情況下，響應(yīng)速度更快、控制的更加平穩(wěn)以及能源損耗最低；再次，智能化的生產(chǎn)設(shè)備具有強(qiáng)大的自診斷能力，除了可實(shí)現(xiàn)有效的設(shè)備資產(chǎn)管理，而且可以借助大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)，降低非計(jì)劃停機(jī)的可能性。

生產(chǎn)層面上采用新技術(shù)，使企業(yè)運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定和高效成為可能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過(guò)捕捉過(guò)程信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，一方面可以辨別過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，預(yù)先采取措施，將故障消滅在苗頭之中，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)更加安全和穩(wěn)定，另一方面可以找到更優(yōu)的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)最好的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)營(yíng)層面上通過(guò)實(shí)現(xiàn)智能化，企業(yè)能夠根據(jù)市場(chǎng)波動(dòng)不斷對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，能夠準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，跨領(lǐng)域進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的高效協(xié)作，有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、安全、環(huán)保以及低碳的發(fā)展。

智能化發(fā)展 新技術(shù)先行

目前，電力行業(yè)正在大力推廣智能電廠(chǎng)建設(shè)，已廣泛采用現(xiàn)代信息處理和通信技術(shù)、智能測(cè)量以及先進(jìn)控制等技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保、智慧運(yùn)行。深度應(yīng)用“新基建”領(lǐng)域中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的深度融合，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)智慧決策。

和利時(shí)結(jié)合近30年的電廠(chǎng)控制成熟經(jīng)驗(yàn)，可通過(guò)生產(chǎn)智慧管控中心和生產(chǎn)智能控制中心的建設(shè)，形成一種具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自趨優(yōu)、自恢復(fù)、自組織的智能電廠(chǎng)，實(shí)現(xiàn)智能發(fā)電運(yùn)營(yíng)控制管理新模式，使得企業(yè)達(dá)到更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)目標(biāo)。

圖1 智能電廠(chǎng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

智能電廠(chǎng)建設(shè)不僅面向大型燃煤火電機(jī)組，還可面向中小型發(fā)電企業(yè)。以管控一體化平臺(tái)為基礎(chǔ)，建立電廠(chǎng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)時(shí)信息監(jiān)視；

結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，建立生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)；

通過(guò)先進(jìn)的一次風(fēng)粉測(cè)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)均衡燃燒、各噴口煤量煤質(zhì)的精準(zhǔn)測(cè)控，通過(guò)先進(jìn)的二次風(fēng)軟測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)各噴口風(fēng)量的精準(zhǔn)測(cè)控，利用鍋爐燃燒數(shù)值模型、大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷變煤質(zhì)下鍋爐安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的智能燃燒；

通過(guò)智能感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+的安全管理系統(tǒng)；

通過(guò)將生產(chǎn)過(guò)程與管理過(guò)程深度融合，提高電廠(chǎng)管控一體化水平；

通過(guò)在線(xiàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和分析，為企業(yè)管理者提供輔助決策，全面提升經(jīng)營(yíng)管理水平和生產(chǎn)技術(shù)能力；提升機(jī)組負(fù)荷及燃料適應(yīng)性，減少污染物排放；減少非停，提升機(jī)組可靠性；依靠科學(xué)運(yùn)行和精細(xì)管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、減員增效的目標(biāo)。

管控中心部署在廠(chǎng)級(jí)信息化平臺(tái)，提供智能電廠(chǎng)各管理系統(tǒng)的入口和管理。管控中心功能運(yùn)行的基礎(chǔ)是全廠(chǎng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，數(shù)據(jù)中心通過(guò)抽取生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、燃料、設(shè)備、信息和集團(tuán)等系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建立全廠(chǎng)的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息高度融合。管控中心部署的主要模塊包括三維虛擬電廠(chǎng)、綜合信息管理、基于互聯(lián)網(wǎng)+的智能安全管理、智慧決策系統(tǒng)、移動(dòng)應(yīng)用等，為電廠(chǎng)的精細(xì)化運(yùn)營(yíng)提供決策支持，形成全廠(chǎng)統(tǒng)一的決策指揮體系，實(shí)現(xiàn)以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的一體化創(chuàng)新管理模式。

圖2 控制層智能生產(chǎn)模式

智能電廠(chǎng)生產(chǎn)控制中心通過(guò)與原DCS一體化的高性能主控單元和高性能服務(wù)器組成的建設(shè)，在DCS控制層形成具有運(yùn)算復(fù)雜算法能力的智能DCS。在操作員站與原畫(huà)面無(wú)縫融合實(shí)現(xiàn)智能燃燒調(diào)整、智能運(yùn)行監(jiān)控。由于智能化的DCS與原控制系統(tǒng)無(wú)縫連接，未來(lái)可以依托該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)原SIS系統(tǒng)中與生產(chǎn)密切相關(guān)的功能在控制層實(shí)現(xiàn)，整合行業(yè)先進(jìn)的智能運(yùn)行APP，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的能效大閉環(huán)控制，逐步實(shí)現(xiàn)“無(wú)人干預(yù)、少人值守”的智能化生產(chǎn)模式。

智能電廠(chǎng)的最終建設(shè)，將會(huì)面向電廠(chǎng)全生存周期，利用新一代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、檢測(cè)/控制/工程/運(yùn)行/維護(hù)/管理技術(shù)，以發(fā)電系統(tǒng)為載體，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)或過(guò)程，形成具有一定自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通信與協(xié)調(diào)控制能力，能動(dòng)態(tài)地適應(yīng)發(fā)電環(huán)境的變化，并與智能電網(wǎng)高度協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)全局（包括發(fā)電產(chǎn)出、可利用率、效率、可靠性、可維修性、靈活性、損耗等）或局部?jī)?yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)安全、可靠、綠色、經(jīng)濟(jì)、靈活的電力可持續(xù)供給的電廠(chǎng)。