深度｜1000MW级火电机组智慧电厂建设研究

3 预期效果

将智能生产与智慧决策技术相融合，使方家庄智慧电厂建设能够达到高效环保运行、灵活调节、少人值守、智能监视、智能检修、智能安保、智慧燃料、智慧经营、智慧物资、智慧党建、可视化培训、设备全生命周期管理、集团级监控与移动应用等效果，具体内容如下。

(1)实现智能运行。通过应用重要参数在线软测量、应用机炉协调预测控制优化、全厂机/电/炉/辅控控制系统、DEH 系统与 DCS 系统一体化等功能，及应用智能设备管理、机组全程自动启停控制，实现对所有运行设备的全过程监督、统计、查询、汇总、分析、深度挖掘，形成具备“自分析、自诊断、自管理、自趋优、自恢复、自学习、自适应、自组织、自提升”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、少人值守、智能监视。

(2)实现智能检修与维护。应用智能点/巡检管理、智能缺陷管理、智能两票管理等功能，与设备、管道状态智能监测功能模块联动，实现设备检修、缺陷处理过程的管理、统计分析及其处理方法的归纳总结，为设备预防性检修提供依据。

(3)实现智能安保。①人员、设备主动安全管控。应用基于物联网的人员定位管控功能、基于人员定位的设备在 DCS 系统操作管理、门禁管理与智能视频等功能，结合三维可视化、电子围栏等技术，与智能巡检、智能两票等功能进行联动，实现人员安全与设备操作主动安全管控。

②信息安全管控。全厂工业监控系统和管理系统布置信息安全防护产品，动态分析与监控网络及主机的运行情况，增强全厂工业监控系统和管理系统的网络健壮性，使整体系统防护能力等级达到三级，提高系统抵御病毒和非法入侵的能力。

(4)实现智慧燃料管控。通过自动化燃料采制、数字化煤场建设、实时经济配煤掺烧等功能实现智慧燃料管理，全面管控燃料管理价值链所涉及的全要素，保证燃料相关环节数据真实、实时、准确，保证安全生产，实现燃料管控智慧化。

(5)实现智慧经营。应用智慧物资、燃料成本实时分析、预算分析与管理、指标分析与管理、竞价上网辅助决策等功能，实现发电生产成本的预控与动态分析，提升电厂竞价上网分析报价能力，保证效益的最大化。最终达到实现企业全部资源和经营行为的可控、在控，有效促进资源整合，提升运营能力，为企业提供智能分析、决策支持。

(6)实现智慧营销。通过构建智慧营销系统，实现电量管控、利用小时对标、报价辅助决策、 客户关系管理等功能，实现对度电变动成本、度电固定成本、度电财务成本、度电完全成本与边际电价、资金平衡电价、盈亏平衡电价、目标利润电价等的智能 汇总分析，达到指导企业智慧营销的目的。

(7)实现智慧物资。通过构建智慧物资管理系统，采集库存信息对物资计划、采购、验收、出入库、盘点、财务成本管控、动态货位、动态库存、库存报警、联合仓储进行分析判断。实现采购流程清晰可查、采购管理规范高效，减少管理和采购成本，提高效益，实现企业高速运转。

(8)实现智能风险管理。建立风险应急预案库，实现对生产、市场、财务、运营、法律五大风险的智能在线管控。对安全生产、经营管理中的突发事故和潜在的风险进行分析和预警，逐步实现从事后管理，向事中、事前管控的转变，及时预警，提供准确的应急预案，提高决策效率，减少事故风险。

(9)实现移动化办公。以信息技术为支撑，将传统工作与互联网+理念相结合， 应用移动应用功能，在确保信息安全的前提下，可实现一部手机管理一个电厂的目标，可以移动办公、移动管理和远程监视，解决了管理过程中的难点和痛点。

(10)实现可视化培训。应用全激励仿真系统、三维可视化工艺系统和设备操作与检修仿真培训功能，对运行人员、检修人员可以进行三维可视化的、与现场实际情况完全一致的培训，增强培训效果。

(11)实现设备全生命周期管理。采用三维建模技术，通过设计图纸或对设备进行三维扫描，构建与实际电厂一致的虚拟电厂。在此基础上，应用设备全生命周期管理功能，从设备的资产价值属性、物理属性、能效利用 3 个方面，实现电厂设备全生命周期管理。

(12)集团级监控。通过区域、集团级系统的大数据分析平台，实现对电厂运行工况和污染物排放的监控、优化指导与统筹经营，提高集团整体运行与经营管理水平。

4 结语

与传统电厂相比，本项目提出的智慧电厂的建设可提高设备的可靠性、经济性，延长设备生命周期，加强生产过程的安全管理，提高维修效率，减少设备停机时间，确保清洁排放，降低企业运营成本等，逐步建设成为智慧型发电企业，能够灵活应对新的电力市场环境对发电企业的要求，同时本项目开发具有可复制性、可推广性，项目实施后也可为后续其他单位智慧电厂的建设提供可借鉴的解决方案，起到示范工程的作用。

参考文献：

国务院办公厅. 国家标准化体系建设发展规划 (2016-2020年)[EB/OL]. (2015-12-17)[2017-02-10]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2015-12/30/content_10523.htm.

[1]《中国能源》编辑部. 国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见[J]. 中国能源, 2015(9): 11.

[2]中国国电集团公司. 中国国电集团公司智慧企业建设指导意见(国电集生〔2017〕289 号)[Z]. 2017.

[3]钱澄浩, 张静. 智慧电厂建设研究[J]. 四川电力技术, 2017, 40(5):87–90, 94.

QIAN Chenghao, ZHANG Jing. Research on construction of smart power plant[J]. Sichuan Electric Power Technology, 2017, 40(5):87–90, 94.

[4]邵凤文. 浅议智慧电厂建设[J]. 山东工业技术, 2017(20): 198–199. [5]刘吉臻, 胡勇, 曾德良, 等. 智能发电厂的架构及特征[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(22): 6463–6470.

LIU Jizhen, HU Yong, ZENG Deliang, et al. Architecture and feature of smart power plants[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(22):6463–6470.

[6]田宁. 智慧电厂顶层设计的研究[D]. 秦皇岛: 燕山大学, 2016.

[7]张帆. 智慧电厂一体化大数据平台关键技术及应用分析[J]. 华电技术, 2017, 39(2): 1–3, 7.

[8]尹峰, 陈波, 苏烨, 等. 智慧电厂与智慧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.YIN Feng, CHEN Bo, SU Ye, et al. Discussion on typical research directions and key technologies for smart power plants and smart power generation[J]. Zhejiang Electric Power, 2017, 36(10): 1–6.

[9]吴国潮, 滕卫明, 范海东, 等. 智能化电厂建设中的问题与功能探讨[J]. 自动化博览, 2016(8): 82–85.WU Guochao, TENG Weiming, FAN Haidong, et al. Discussion on problems and functions in the construction of intelligent power plants [J]. Automation Panorama, 2016(8): 82–85.

[10]赵成澎. 数字电站一体化信息管理整合平台顶层业务架构设计及应用[D]. 北京: 华北电力大学, 2015.

[11]侯子良. 中国电厂信息化第二次飞跃 — 智能化电厂建设[J]. 自动化博览, 2016(1): 34–36.

[12]赵锐刚. 关于智慧电厂建设的探究[J]. 内燃机与配件, 2018(4):233–234.

[13]闫凤奎. 智能化火力发电厂探讨[J]. 发电与空调, 2015(5): 41–44.YAN Fengkui. Discussion of thermal power plant intelligentialize[J].Power Generation and Air Condition, 2015(5): 41–44.

[14]李志刚. 智慧电厂系统解决方案——以鑫光发电有限公司为例[J].

工业技术创新, 2017, 4(3): 170–172.

LI Zhigang. A perfect solution for intelligent power plant——A case study on Xinguang Power Generation Co., Ltd.[J]. Industrial Technology Innovation, 2017, 4(3): 170–172.

葛志伟, 刘战礼, 周保中, 等. 火力发电厂数字化发展现状以及向智能化电厂转型分析[J]. 发电与空调, 2015(5): 45–47.

GE Zhiwei, LIU Zhanli, ZHOU Baozhong, et al. Current situation of digitized coal-fired power plants and analysis of it transformation to the intelligent power plant[J]. Power Generation and Air Condition,2015(5): 45–47.

[16]

郭鹏, 朱赫, 凌荣华, 等. 全寿期数字化电厂建设现状及其解决方案[J]. 节能技术, 2016, 34(1): 73–76, 86.GUO Peng, ZHU He, LING Ronghua, et al. Construction actuality and solutions of the whole lifecycle digital power plant[J]. Energy Conservation Technology, 2016, 34(1): 73–76, 86.

[17]杨新民, 高海东, 陈丰. 数字化电厂概念的解析及探讨[J]. 热力发 [18]电, 2015, 44(5): 98–101.

YANG Xinmin, GAO Haidong, CHEN Feng. Discussion on concept of digital power plant[J]. Thermal Power Generation, 2015, 44(5):98–101.

国家发展和改革委员会. 电力监控系统安全防护规定 [EB/OL].(2014-08-01)[2017-02-10]. http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbl/2014 08/W020140814639049688238.pdf.

[19]国家能源局. 《电力监控系统安全防护总体方案》(国能安全〔2015〕36 号)[Z]. 2015.

[20]作者简介：

韩华锋 (1969—)，男，高级工程师，从事智慧电厂建设研究，E-mail: hanhuafeng1033@dingtalk.com;

马玉娟(1992—)，女，硕士，助理工程师，从事智慧电厂建设研究，E-mail:1107605297@qq.com。