智慧电厂建设与智能发电技术应用探讨

智慧电厂建设与智能发电技术应用探讨

王晓琳

中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 上海 200333

[摘要]：当前信息技术正引领电力建设，对发电企业和供电企业都产生了较大的影响，通过先进的信息技术、大数据技术和云平台技术，可以建设智慧电厂。智慧型电厂建设，能满足现代化发展需求，深入挖掘电力企业资源潜力，提升运营效率。文章围绕智慧电厂、智能发电技术展开讨论，仅供参考。

[关键词]：智慧电厂建设；智能发电；技术应用

引言

在当今社会，随着经济水平的不断提高，也使得电气自动化技术得到了发展，并且广泛地应用在各个行业中，尤其是电力行业。总体来讲，充分利用先进的设备，科学的装置，在电力系统等方面，可实现监控和管理，其实这就是电气自动化技术，进而运用在电力行业中，一定程度上，能使供电的质量获得提高，确保供电安全。基于此，从电力企业的角度上来看，在实际生产的过程中，要充分认识电气自动化技术，并意识到此技术在实际生产中的重要性，加大对电力行业电气自动化技术发展方向研究力度，进而为企业带来一定的经济效益。

1智慧电厂内涵与意义

智慧电厂基于数字化电厂发展，合理应用先进技术，例如物联网、云计算、大数据技术等，智能化调度和管理电厂生产运营。在规划设计期间，需要注重电厂信号、信息内容数字化，通过网络技术交换数字化信息，实时共享跨平台信息。通过专家系统，处理电厂运营问题，同时注重管理决策优化。智慧电厂注重研究工作对象、物理对象，基于电厂全生命周期发展，量化、分析和控制电厂信息，使电厂发电成本降低，全面提升电网电量，降低设备故障安全隐患。电厂运营过程中，实现安全化管理、节能增效的目标。通过建设智慧电厂，可以确保电厂运行安全与稳定，将数字化信号作为载体，借助网络系统、云平台、计算机、信息技术，对人力资源配置予以优化，全面提升生产效率，使投资成本、运营成本、维护成本降低，提升电力企业生产管理的信息化与智能化水平，进一步增加企业发电效益。

2智慧电厂的系统构成

智慧电厂的概念一经提出，建设者们纷纷提出自己的建设内容，主要围绕智能管理、智能控制和智能设备等要素开展了规划和设计，在各个要素上深度融合各种先进智能技术，充分利用火力发电厂内的各种资源，最大限度地提高发电效率。智能管理：建立数据集成平台，智慧型电厂运营期间，注重建立数据管理平台，对电厂设计、调试、采购与运维进行整合，尤其是各环节资料、文件、数据等，属于企业工程数据管理库，可以整合、共享、存储工程信息，属于重要载体。一般来说，数据集成平台涉及到工程信息检索、数据管理、电子档案维修、流程管理、资产可视化、生产可视化等。在数据集成平台上，数字化移交属于重要内容，能够为数据平台建设奠定基础。不同单位应做好协同工作。数据平台通过统一标识编码格式，将不同数据连接在一起，以三维数字模型、CAD图纸、Office文档方式提交，但是却无法通过电子文件方式提交，必须提交纸质版文件，通过数据集成管理平台，实现统一化录入和集成，发送至生产信息管控平台。所以，数据管理平台将数据作为核心可以准确抓取对象，在建立关系图示的同时做好导航。智能控制：基于先进控制系统平台，采用智能控制策略，对所有运行设备进行全过程监测，对运行数据进行统计、查询、汇总、分析等深度挖掘，形成具备“自分析、自诊断、自学习、自适应”的运行优化系统，利用机器学习与人工智能技术，实现机组高效环保运行、灵活调节、少人或无人值守、智能监视。如锅炉燃烧优化控制、锅炉智能吹灰优化控制、AGC优化控制、机组自启停控制、主再热汽温控制、冷端优化控制、脱硫脱硝控制等。智能设备：采用自身感知或在辅助系统、设备的协助下，具备自管理、自诊断能力的现场装备，如现场总线、智能照明、高压电气设备智能监控系统等。

3智慧电厂智能发电技术要点

3.1控制策略和控制算法

智慧电厂涉及到较多的控制对象，系统复杂度高，且外部条件持续变化。为了响应国家节能发展目标，对于控制系统控制要求持续提升。通过传统控制策略与算法，无法满足发电控制、节能指标需求。在智能控制系统中，融入智能控制技术、控制算法、机器人技术、设备管理技术，同时制定节能优化控制方案，以此提升智慧发电水平。实施控制与优化算法，涉及到预测控制、内模控制、自抗扰控制、鲁棒控制等。同时涉及机器深度学习、多目标寻优算法，对算法功能进行实时优化。

3.2巡检机器人的软件开发技术

在巡检机器人的软件开发中，应根据智慧电厂的实际建设需求，对巡检机器人的软件控制系统进行开发设计。其中持续集成理论目前在软件系统开发中应用较为普遍，故在巡检机器人的软件开发中可以采用该技术。对于无线通信技术，在智慧电厂内部布置了多个传感器，各个传感器设备通过无线通信技术，将数据信息发送到智能控制模块中，同时将控制指令下发给控制装置也是通过无线通信技术加以实现。因此在巡检机器人的软件开发过程中，应和无线通信系统具有较好的数据通信功能，保证巡检机器人软件具有较好的应用性能。在巡检机器人软件进行持续部署之前，需要对巡检机器人中的软件代码进行测试，经过合格之后再进入到下一个阶段，最终完成巡检机器人软件控制系统的开发。

3.3智能燃烧控制技术

对于智慧电厂建设来说，其建设的主要目的就是对电厂的相关设备进行管理，这其中主要就是对先进化的控制进行充分利用，进而使得电厂机组的整体运行效果获得提高，最重要的一点就是实现经济和环保。尤其是在国家的相关政策下，提倡节能减排，现阶段对于国内有的电厂燃煤机组来说，针对机组的发电效率难以使得进一步获得提高，而且其运行工艺方面，不能实现改变。风力发电和太阳能发电正广泛应用，其电容量方面不断的增加，尤其是在调峰方面，如果在其需求量大的情况下，为了实现调峰，需要使用燃煤机组，特别是经济较为发达的地区，很少使用燃煤机组，基于此，在长时间下，使得燃煤机组处于低负荷状态，这直接影响到运行的效益。在电厂中，通过智能燃烧控制技术的使用，使得节能、减排更好地实现，进而将此技术与计算机运算能力以及检测技术联系起来，并把几者结合在一起，使得燃烧机组的经济效益获得提高。现阶段煤炭辨别燃烧技术等方面的优化方案有很多种。首先，针对氧量和煤量分配以及风门开度等，通过多种控制方式，并建立煤炭燃烧数字化模型，来控制电厂锅炉应用效率。然后，针对煤炭通过检测其质量，来对煤炭的燃放状态给予充分了解，在此基础之上，计算锅炉运行中的相关参数，而且还能将锅炉的效率准确计算出来。最后，检测煤炭的种类，对燃烧使用的燃煤种类进行明确，控制研磨煤炭机器的碳粉，并根据煤炭实际的种类，调整燃煤机组，并不断优化，进而使得运行的效率获得提高。燃气轮机燃烧技术优化方案，通常采用天然气热值分析仪在线检测燃料热值（华白指数），结合透平排气温度，控制燃料和空气进气量等，控制优化燃烧，达到排放指标和效率的平衡。

结语

综上所述，在本文研究中，提出科学化规划设计方案，电力工程开始进入到实践阶段。建立联合运营模式，可以确保生活服务费用缴纳便利性。我国注重建设和推广公共服务“多表合一”模式，并且将互联网技术应用到政务服务、智慧能源等领域，深入践行互联网+战略行动。在未来发展中，我国将深化推广“多表合一”抄收系统，通过应用验证结果，优化完善规划设计方案，以此支撑综合能源服务。

参考文献

[1]尹峰，陈波，苏烨，等.智慧电厂与智能发电典型研究方向及关键技术综述[J].浙江电力，2017，36（10）：1-6+26.

[2]熊远南.基于改进灰色-多元回归组合预测模型的燃煤电厂智慧水务研究[J].化工进展，2020，39（S2）：393-400.