摘要：智能化电厂建设涉及电厂的基建和运营全过程，是一项综合性、全局性、长期性的系统工程。期建设方案应以提升电厂可靠性、经济性、负荷调节性能和环保运行水平为目标，坚持实效性与前瞻性、安全性与开放性、新技术应用与管理创新相结合，以保证建设取得长久实效。
关键词：智能化；电厂；建设
1智能化电厂概述
对于智能化电厂建设进行探索之前，首先要明白什么是智能化电厂。简单地说，智能化电厂就是运用先进的科学技术，例如自动控制技术、传感量测技术、信息通信技术等等，将电厂的基础设施进行高度集成，从而在数字化和信息化的基础上建设成新型的智能化电厂。智能化电厂一定是融入最先进的管理思想和技术策略，结合基础研究和电厂企业实际情况，运用计算机技术、网络软件技术、现场总线技术等智能化的信息处理技术，建立覆盖电厂生产经营以及管理等各个环节的系统平台，以此对电厂的经营维护和日常运行管理的信息化数据进行采集处理、分析控制和反馈决策，实现电厂生产经营管理的智能化和自动化，并且通过多媒体技术实现资源在可控范围内的有效共享，不断提升智能化管理水平。
2智能化电厂的建设基础
1997年，原电力规划设计总院在“2000年火电厂自动化”报告中，首次提出进入21世纪火电厂信息化（自动化）目标。近20年来，随着DCS、计算机、网络技术的应用，电厂信息化水平有了长足发展，为现阶段智能化电厂的建设奠定了坚实基础：
1）电厂“全厂主辅DCS一体化”方案实施使得每台机组有约万点信息进入DCS，信息的数字化采集已经全面覆盖到设备和工艺过程的方方面面。2）以AGC、APS为代表的机组自动化控制水平有了长足进步，集控人员数量减少了约一半。3）电厂已经形成以DCS+SIS+MIS/ERP为核心的多层次网络架构。电厂通过广域网与分公司、集团级的监管系统实现信息互联互通，网络化管控系统已经成为各电力集团内各级、各部门人员必不可少的工作工具。同时，互联网、物联网、机器人、人工智能、虚拟现实以及大数据处理等信息技术爆炸式发展，为智能化电厂的建设提供了澎湃的动力。
3智能化电厂的体系构架
从智能感知、智能控制和智能管理三个大的维度出发，智能化电厂的构架可以分为四个层次。
3.1现场设备与测量层
该层主要是通过现场总线技术、物联网技术及先进测量技术的应用，将电厂设备、人员、环境的状态和位置等信息转换为实时数字信息，提升泛在感知能力，为智能控制和智能管理提供依据。主要是通过现场总线技术实现对测控设备的智能管控；通过三维可视化、RFID、可穿戴设备等物联网技术的集成应用实现全方位的空间感知；通过数字化煤场等相关技术应用，为实现燃料透明化管理和实时成本等指标管控奠定基础；通过煤质测量、炉膛温度测量、飞灰含碳量、氨逃逸率等测量难题的突破为控制和管理提供支撑。
3.2实时控制与优化层
该层以DCS/FCS、SIS为主要依托，实现生产过程的数据集中处理，实时控制和在线优化。主要是通过APS提升机组全程自动水平；通过预测、模糊控制等先进控制技术应用提升对多输入多输出、大迟延、时变被控对象的控制精度；通过工业大数据分析技术应用实现诸如厂级负荷优化调度、燃烧在线优化、冷端优化、吹灰优化、在线仿真机等各种工况自动寻优技术，保证机组自动适应外部环境、工况等变化，维持在安全、经济、环保的综合最优边界线上运行。
3.3生产运营管理层
该层以SIS、ERP、MIS等作为主要依托，汇集、融合全厂的生产与管理数据，以安全生产、资产高效利用为目标，通过采用数据分析处理、流程优化等技术对全厂生产和经营进行智能管理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在现有技术条件下，主要指通过KKS码的深化应用和三维可视技术的实践，建立设备三维综合管理系统；通过工业Wi-Fi、RFDI、二维码、可穿戴设备等物联网技术与视频、门禁、两票等系统的集成应用，建立智能安全防护系统，实现实时人员地图、工单地图和智能两票等功能；通过对SIS、MIS、EPR、协同等各信息系统整合融合和移动终端的结合，建立基于员工岗位角色定制的员工一体化工作平台，消除信息孤岛，优化组织流程，实现管理的便捷高效；通过数据仓库技术和生产经营指标的梳理，建立基于多源数据库的自动报表系统，减轻人员工作量，推动建设“实时成本”指标体系。
3.4远程监管与服务层
该层利用互联网与工业大数据分析技术，打破地域界限，建立集团或区域公司的远程数据中心，发挥机组集群分析优势和专家技术力量，开展数据深度挖掘，实现数据价值创造。主要指开展诸如设备早期劣化预警、旋转机械振动数据远程监测分析、机组耗差分析、机群指标对标等诊断、监督类业务；开展诸如远程效率试验、模拟量控制品质测试试验等试验类业务；开展机组远程仿真机集控操作、设备3D模型检修演练等仿真培训类业务。
4新建工程基建阶段的主要建设内容
建立设备统一标识系统。智能化电厂的一项重要基础工作就是标识系统的编码。在电厂工程建设中，要从设计初始阶段就同步KKS编码工作，在工程设计数字化移交中完成全厂全专业设备的完整KKS编码系统。在此基础上要积极研究开展设备KKS码、物资编码和固定资产编码的相互映射关联，实现以设备码KKS为核心，对设备、财务、资产三方面数据的融合共享。
4.1三维数字化设计
三维数字化设计工作对全厂设备和厂区隐蔽工程开展建模，解决了在常规设计过程的常见病、多发病，消灭设计过程中“错、漏、碰、缺”等问题，在建设期图纸信息交叉校验、碰撞检查、优化设计与施工、对大宗材料和电缆精细化管理的目标。三维数字化设计同时建立一个完整的三维数字化现场模型。这是一个精确的虚拟现实的三维立体空间模型，通过三维模型展示平台可以实现形象逼真、感性直观的三维数字模拟电厂。这将为运营期的设备三维管理、虚拟仿真培训、主动安防系统、巡检机器人等应用奠定基础。
4.2工程数字化移交
发电企业需要在工程建设过程中和竣工时，同步得到在建设过程中产生的与电厂运行有关的数据，称为“工程数字化移交”。移交内容包含工程文件、工程模型和工程数据。工程文件有设计文件、设备文件、采购文件、安装调试文件和工程竣工文件；工程模型主要指三维模型，主要包括：主厂房三维模型和厂区的地下管道模型，包括管道模型、烟风道模型、阀门模型、设备模型、主厂房结构模型、主厂房模型、封闭母线模型、共箱母线模型、电缆桥架模型等。工程数据有设计数据、标识及编码数据、建设管理数据等。工程数字化移交宜采用“设备三维综合管理系统”建设依托。该系统能够以设备KKS为主键，以设备三维模型为核心，将设备设计、建设、运行期间的各项资料、数据与设备三维模型、二维动态图纸强关联查询展示。该系统还可以进一步集成实时过程数据、设备缺陷记录等运行数据，实现对设备全生命周期透明化管理目标。
结束语
智能化电厂建设是在各信息管理系统的基础上，通过数据中心对各类信息进行分类过滤和分析整理，从而成为集生产经营和科学管理一体化的智能化系统。借助智能化的管理，实现电厂建设运行的制度化和规范化，使各项管理有序统一。智能化电厂建设随着科学技术的发展进步和新产品新材料的创新，需要不断改进和完善，需要通过实践最终保证智能化电厂建设的顺利实施。
参考文献：
[1]苏志雄.智能变电站的设计与相关问题研究论述[J].企业技术开发，2017，36（09）：78-80.
[2]孙辉.广电新大楼智能化实施方案[J].西部广播电视，2017（07）：209.
[3]寇元培.无人值守电厂的可行性研究及智能化完善[J].通讯世界，2017（04）：190-191.
论文作者:包海龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/1
标签：电厂论文; 设备论文; 模型论文; 数据论文; 技术论文; 工程论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第17期论文;