火力发电厂智慧电厂实施方案的探索

火力发电厂智慧电厂实施方案的探索

高洁

陕西秦龙电力股份有限公司   陕西省西安市    710075

摘要：智慧电厂的建设是当前火力发电厂管理者急需面对的新的挑战，本文主要从构建智能控制管理平台、构建智能生产管理平台、将分散控制系统同企业内部管理层监控信息系统相结合、不断升级智能发电设备与系统等四方面分别讨论智慧电厂的实施方案的探索措施，希望可以为各火电集团建设智慧电厂这一过程中遇到的问题提供一定参考。

关键词：火力发电厂；智慧电厂；智能控制

引言：智慧电厂这一新型电厂管理系统作为当前火力发电厂落实创新发展路线的重要方向，其在当前电力企业发展路线中的地位显然是不言而喻的。在其总体发展的过程中，应着重注意做好智慧化的管理工作，以智能管控作为这一阶段的技术基础，尽量满足发展所需的优化控制需求，使智慧电厂这一全新的管控程序得到不断优化。

一、构建智能控制管理平台

智慧电厂这一新型管理系统的基本应用原理就是将所辖范围内的各器械设备的各项数据通过借助采集设备传送到电厂的管控系统内部，管控系统在接收到数据之后对其进行再加工，使其形成控制信号，进而实现自学习、自适应的功能，与此同时还要向系统管控人员给出反馈，并借助页面这一形式展示反馈内容。根据这一基本应用原理不难看出，智慧电厂这一管理系统内最为重要的构成因素就是数据和数据的处理过程与处理过后系统给予的反馈。当前，火力发电厂的数据是呈“金字塔”形自下而上由生产层向管理层进行传输，生产和管理之间的数据传输是单向的，数据只能由生产层向管理层传输，管理层数据不能向生产系统传输，生产数据和管理数据分别在不同的数据平台上运行[1]。为了促进发电过程的智慧化与智能化，首先就要构建智能控制管理平台，借助这一举措将企业内采集数据的范围与渠道不断扩充变大、以达到对生产过程的完善与把握。在已建成的智能控制平台上依靠当前先进科技成果构筑企业内部生产元件的精确模型，在对其进行深入而精确的了解后再调取平台数据进行加工与利用。对待控制不同系统的不同机械设备，要对其使用不同的管理与应用模式，这样才能使其能够在对待不同的生产工作的过程中具有针对性地培养系统的计算、学习等特定能力。这样才能真正达到建设智能型、智慧型电厂的目的。

二、构建智能生产管理平台

    要想实现智慧电厂这一管理系统的应用和普及，就要做到在生产管理层构建智能化的生产管理平台。当前各大电气企业的生产管理系统中都存在着一定的闭塞性，信息在各部门间往往难以得到流通与共用。虽然少部分信息化管理系统对一些部门间的数据与资料做出了一定的整合，使得企业内部一部分生产环节与管理、经营等步骤得以协同合作，然而绝大多数企业内部的设备管理、巡检、缺陷管理、物资管理等多个部门间的数据与资料依然存在着较大的壁垒。这是因为部门与系统间没有利用智慧化与大数据的科技手段对各设备反馈回来的数据进行高效科学的分解与处理，也就难以为企业决策者与管理层提供真实有效的经营数据，所以就要构建智能化的共通的生产管理平台。企业可以将这一平台作为企业内统一且唯一的数据库平台，将各生产部门和各设备的计算数据都集成于此，这样才有利于实现集设备器械、生产安全管理、设备检修、基础物资等多方面管理与各部门之间的数据共享与互通，也有利于电厂的管理层能够实时了解经营动向，并依据平台反馈的数据为企业做出更加科学合理的决策。

三、分散控制系统同企业内部管理层监控信息系统相结合

    要构建智慧电厂智能控制平台，使控制系统具有自分析、自诊断、自学习、自适应的能力，必然要对设备运行状态进行分析、对设备和系统的性能进行计算、对各个系统的耗差进行经济分析，才能对各设备的运行进行优化，实现设备和系统具有自分析、自诊断、自学习、自适应能力的目的[2]。在当前市场内的火力发电厂环境内大部分的数据计算功能与提取分析功能权限都只存在于企业内部高层或管理层之中，根据企业内部当前分散控制系统和企业内部管理监控信息系统权限管理措施来看，各级各设备集成后收集的相关设备数据在处理后的成果缺乏递送至控制层参与自动控制的权利与功能。而当前的生产中投入使用的一切机械设备与控制设备的系统基本上还是依靠人工对其进行干预。所以要想强化系统处理数据与“思考计算”的性能，就要做到对分散控制系统和企业内部高层监控信息系统计算内容进行合理的规划与整合。这样才能够将性能计算、耗差分析、设备的运行优化等功能于生产控制系统内部实现整合与科学性的处理配置。

四、不断升级智能发电设备与系统

（一）对发电设备和工艺系统进行智能化完善

智慧电厂管理系统的建设需要设备数据的不断堆砌作为其计算与学习的基础。当前的测量技术与信息技术等尖端科技手段无一不在飞速发展，而大量更加精确的仪表设备和中央控制设备也是花样翻新层出不穷，这也为电厂系统和设备的实时状态的监控工作奠定了物质基础。在智慧电厂的建设过程中将更为精准的仪表设备等器械应用于日常的生产过程中就能够为智慧电厂的建设与数据库的收集提供科学而准确的数据保障。智能设备作为火力发电厂生产运行的基础性设施，能够低成本地将发电设备和系统的运行状态参数转化成数字化信息并及时反映在显示终端上。经过精确的计算与反复的学习与收集，数据库的规模日趋庞大，计算的精确度也会越来越高，这就直接使得数据库与管理系统的可信性不断提升。同时智能化的数据计算系统还具有一定的自我检查能力，能及时检测出故障的环节与原因，这也在一定程度上提升了维修人员的效率与企业经营的经济性。

（二）对发电设备和工艺过程的控制系统进行完善

    对发电设备和系统进行智能化重构，划分成单元，需在控制系统中设计对应的控制单元，通过控制系统对这些单元运行数据的分析和诊断，进而实现对这些单元的控制，确保运行安全、经济[3]。由于发展的需要，智慧电厂在经营与生产的过程中，应该做到不断提升控制水平，对基础单位上的发电设备与管理系统进行智能化的升级与更新。在已建成的控制系统具有学习、反思、进步这一不断提升自身精准性能的前提下，企业要模拟量控制系统与顺序控制系统的不断建设与革新，这样才能逐步降低人力资源的使用比重，最终达到机器对人工劳动力的全部替换，全面提升生产效率，保证工作人员在火力发电过程中会遇到的人身财产安全问题。控制系统在学习过程中逐渐形成了“思考”的习惯，这就有利于在生产过程中企业对智能化重构的设备和系统进行先知和预判，这样才能有效地控制变量，提升生产效率。

（三）对发电设备和工艺过程的控制系统进行完善

    在当前的企业内现有的发电设备状态监测与诊断系统主要包括：汽轮发电机组故障诊断监测、大型装机的故障诊断以及电气设备状态监测与诊断系统等。这些传统意义上的诊断系统的工作原理主要采用周期性、定期地排查设备与系统的故障与老化。利用这种系统进行设备的检修具有不够智能、不够及时、不够精准等弊端。设备状态管理系统的工作原理也只是基于可视化监控终端的观察对故障设备给出参考性的维修意见。然而智慧电厂不仅要实现智能精准的管理与服务，还要在故障检测结束后，针对故障类型给出精准可行的维修意见与方法。这就要求其构建完善精准的故障监测与对应元件的损坏监测体系，做到变周期为随时，变被动为主动。

结语：智慧电厂的建设不仅是一项系统性整体性较强的工程，更是一项建设规模较大、建设周期较长的革新性事业，其建设内容复杂而精细，在当前仍旧处于待完善待探索的初级阶段。然而毋庸置疑的是，智慧电厂的建设一定会大幅度提升火力发电厂的管理水平与工作效率，同时节约人力管理资源，为企业运营效率的提升贡献巨大的推力。

[1]李霄飞,朱梓傲.火力发电厂智慧电厂实施方案的探索与研究[J].科技与创新,2021(13):1-3.

[2]华伟.基于传统火电厂构建智慧电厂的架构体系研究[J].电气开关,2022,60(01):60-62+66.

[3]王星.火电智慧电厂技术路线探讨[J].能源与节能,2021(12):139-140.