浅谈智能电厂规划建设

浅谈智能电厂规划建设

陈广

（天津军粮城发电有限公司天津市300300）

摘要：智能化电厂将是火电厂未来的发展趋势，但因定义不清，缺少相关标准和规范支持，已建的智能发电厂在节能减排增效方面尚没有显露出其优势。本文就智能电厂规划建设方面的内容进行了简要分析，以供参阅。

关键词：智能电厂；规划建设

1智能电厂的概念

2015年8月，工信部中国信息化推进联盟电力专业委员会与中国自动化学会发电自动化专业委员会联合各发电集团，共同发起组建中国智能电厂联盟。并于2016年底发布了《智能电厂技术发展纲要》。纲要对智能电厂作如下定义：智能电厂，是指在广泛采用现代数字信息处理技术和通信技术基础上，集成智能的传感与执行、控制和管理等技术，达到更安全、高效、环保运行，与智能电网及需求侧相互协调，与社会资源和环境相互融合的发电厂。智能电厂的特征是泛在感知、自适应、智能融合和互动化。由此可以看出，智能电厂与数字化电厂同样强调信息技术和通讯技术的应用，但是智能电厂更为强调感知能力、思维能力、自适应能力和辅助决策能力。

2智能电厂的规划建设

2.1智能设备层

1）现场总线技术。通过现场总线设备的应用，在节省建设期大量电缆投资，减少故障节点的同时，通过底层设备数据的集成和智能通讯，实现安装在现场区域的智能设备（装置）信号与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信，为上层智能化管理与开发提供基础。2）智能测控技术。（1）对现场智能传感器进行在线远程组态和参数设置、零位飘移远程修正，精度自动标定，计算各类误差生成标定曲线和报告；自动跟踪并记录仪表运行过程中综合的状态变化等。（2）对智能化执行设备进行在线组态、调试、自动标定和阀门开度阶跃测试，判断阀杆活动性能、阀芯磨损程度等，通过阀门性能状况的全面评估，为实现预测性维护提供决策依据。（3）对重要转动设备状态，综合采用基于可靠性的状态监测多种技术，通过振动、油的分析以及电机诊断，快速分析和故障隐患识别，在隐患尚未扩展前发出报警，为检修提供指导和帮助。3）先进检测技术。现有的常规检测技术还不能完全满足智能电厂的需求，因此需研究开发和应用新的技术，如煤质在线测量技术、炉膛温度场测量技术、烟气及重要参数测量优化（包括软测量）技术等。

2.2智能控制层

1）现场总线控制系统。现场总线控制系统作为一种对生产过程进行建设、控制、操作和管理的典型控制系统，既具有监视功能，又具有控制功能，可以实现监测现场数据、遥控现场设备，还可以通过组态（编程）实现自动、连锁和顺序控制等功能。目前主流的总线协议包括PＲOFIBUS现场总线和FF现场总线。2）机组无人工确认断点。APS实现机组无断点一键启停，保证机组主、辅机设备的启停过程严格遵守规程，提高机组启停的正确性、规范性，减轻运行人员的工作强度，缩短启动时间，提高机组的运行经济效益，减少运行人员的误操作，增强设备运行的安全性。3）自动调节系统优化。根据智能电网对智能电厂的需求，通过机理分析和系统辨识相结合建模，釆用先进控制策略与技术，实现控制参数最优搜索和整定，完成过程重要参数的精细控制，最大限度实现机组全负荷范围的控制，保证其安全性和经济性。4）控制回路在线性能评估与优化系统。在智能化电厂的建设中，需要根据控制回路相关信息通过算法进行计算分析，并且传递给电厂工作人员，来判断被控变量是否满足指定的性能目标和响应特性，并且评估控制回路的控制性能，以明确当前系统运行性能是否良好，为接下来是否需要采取一定措施来对系统运行状态进行优化。维护这些回路运行在最佳的运行状态，可以极大地提高控制系统运行的经济性。通过控制回路在线性能评估与优化系统可以有效监测与评价控制回路的性能，评价控制回路的随机性与确定性性能并给出量化指标，给出诊断分析和调整建议，从而改善机组安全运行性能，提高机组的发电能力。5）工况自动寻优系统。根据现场运行参数变化，在满足安全、环保排放指标的要求下，以机组效率最高为工况寻优目标，在各种燃料特性、负荷区段小，获取历史上大概率程度达到的工况最优点，并记录相关的统计参数，为运行人员提供最优工况参考。

2.3智能生产监管层

智能生产层主要任务是厂内生产设备的智能运维管理，以及生产效能评估及优化系统。通过汇集全厂生产过程的实时和历史数据与信息，实现厂级负荷优化调度、生产过程寻优等功能。其包括各种设备诊断与管理系统、能量管理系统、仿真及优化系统。如，在线仿真系统、运行人员操作导航系统、控制性能管理系统等。

2.4智能管理层

智能管理层主要任务是厂内资产、财务、人力、供应链、安全生产等业务的智能管理，达到厂内资源合理分配和利用。其包括各种资产管理系统、财务管理系统、人力管理系统和供应链管理系统等。如，企业资源计划系统（EＲP）、企业资产管理系统（EAM）、智能安防及应急系统、智能燃料管理系统等。

2.5智能经营层

智能经营层主要任务是通过互联网或能源互联网与集团公司、产业链上下游进行连接，并进行数据交换，为电厂经营决策提供支持。其包括经营决策支持系统、备品备件虚拟联合仓储、燃料管理等。如，商务智能系统（BI）、虚拟仓库系统、需求侧响应系统等。

结束语

智能电厂是一个全过程控制、全生命周期的智能集成，也是一个跨平台资源信息共享的系统，更是一个随着科学技术的进步不断发展和完善的过程。因此，智能电厂的建设需遵循“统筹考虑、逐步智能；经济适用，适当超前”的原则，即基础性的设备和系统在基建期一次性建成；影响工程进度的成熟设备和系统在基建期预留接口，生产期实施；尚不成熟、不完善的设备和系统在生产期充分调研后逐步实施。智能电厂的建设应结合企业的内外部环境，做到有目的、有计划、有远见地分阶段实施，保证达到企业的经营目标，实现管理理念，从而提高生产效率，降低综合成本，提升市场竞争力。

参考文献：

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[2]陈世和.智能电站发展现状及展望[C].2013年智能化电站技术发展研讨暨电站自动化年会论文集，2013：30-39.

[3]朱晓星，陈厚涛，昌学年.火电机组风烟系统智能控制模块设计与应用[J].中国电力，2016，5.