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智慧電廠是以物理電廠、數(shù)字化電廠為基礎，以發(fā)電過程的數(shù)字化、自動化、信息化、標準化為基礎，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、AR虛擬現(xiàn)實為平臺，集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制與優(yōu)化、智能管理與決策等技術，形成一種具備自學習、自適應、自組織、自趨優(yōu)、自恢復的智能發(fā)電運行控制管理模式，實現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產(chǎn)目標。達到智能感知、信息融合、智能算法、智能決策、管控一體化、全生命周期管理。采用系統(tǒng)性的理論和內(nèi)部資源配置優(yōu)化理念，重新對所有內(nèi)部資源再認識、再整合，使得電廠運行更加可靠，技術更加先進，系統(tǒng)更加合理，管理更加柔性，發(fā)展更加持續(xù)，經(jīng)濟效益和社會效益更加提高。

智慧電廠的建設包含基礎設備、實時控制、系統(tǒng)優(yōu)化、生產(chǎn)管理和電廠決策等。智慧化電廠在數(shù)字化電廠結構內(nèi)容的基礎上進行了不同程度的豐富和發(fā)展。在實時控制層面，包括汽機、鍋爐、電氣、輔機等的DCS一體化控制系統(tǒng)，保證火電廠的平穩(wěn)安全運行。智能化電廠在此基礎上，通過使用預測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制以及遺傳算法等各種智能控制和算法，實現(xiàn)機組的優(yōu)化控制，從而使機組更加高效和安全，達到節(jié)能降耗的目的。在系統(tǒng)優(yōu)化層面，數(shù)字化電廠與智能化電廠均具有廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），對廠級生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，分析和優(yōu)化控制系統(tǒng)和機組性能，并對下層的實時控制層進行指導。智能化電廠在此基礎上，還加入智能化煤場、數(shù)字化視頻監(jiān)控等。在生產(chǎn)管理層，數(shù)字化電廠與智能化電廠都以電廠資產(chǎn)管理為主線對電廠的機組性能指標進行優(yōu)化，實現(xiàn)電廠的經(jīng)濟、高效和安全地運行。此層根據(jù)從上層的電廠決策層取得的經(jīng)營指標制定生產(chǎn)計劃，并為下層的系統(tǒng)優(yōu)化層提供指導。智能化電廠在此基礎上，可結合移動互聯(lián)網(wǎng)技術搭建移動信息管理平臺，使火電廠的經(jīng)營管理者可以隨時隨地獲取電廠的相關信息，提高全廠的現(xiàn)代化管理水平。

智慧型電廠，主要是對現(xiàn)有SIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)的深度利用和升級優(yōu)化，建立歷史數(shù)據(jù)庫，增加大數(shù)據(jù)分析，達到自主分析，機組海量數(shù)據(jù)將極大地推動人工智能技術在智慧電廠中的落地應用。結合首鋼京唐公司自備電站2×300 MW機組實際情況，立足現(xiàn)場，需求導向，整合資源，先點后面，我們需要用簡單、省力、準確的方法解決現(xiàn)場問題，實現(xiàn)無紙化辦公，釋放勞動力，減少人為干預，可從以下五個方面進行智慧化建設。

3.1 智能監(jiān)盤

智能監(jiān)盤系統(tǒng)基于廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）平臺，在深入挖掘和分析SIS的海量歷史運行數(shù)據(jù)基礎上，建立各類參數(shù)的預測模型和評價模型，從設備安全性、系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟性、自動化水平、運行狀態(tài)五個維度對機組健康度進行實時量化評價，提前預警故障征兆，輔助并減輕運行人員繁重的監(jiān)盤工作。采用機組健康度分值顯示，畫面單一，監(jiān)控簡便。總-分系統(tǒng)健康值得分法，達到智能監(jiān)盤的目的，例如，在各個分系統(tǒng)均100分的健康情況下，機組的總體健康值100分，當某個分系統(tǒng)的健康值為95分時，則該系統(tǒng)的部分參數(shù)在控制線外，可點擊進入該系統(tǒng)，顯示異常參數(shù)。在健康值均100分的情況下，無需頻繁翻閱畫面，檢查參數(shù)。

3.2 智能運行

3.2.1 智能燃燒

通過自動調(diào)整風量、風速、氧量、風煤比等參數(shù)，實現(xiàn)智能燃燒。可減輕受熱面金屬高溫腐蝕、減少鍋爐結焦；提高負荷響應速度；降低穩(wěn)燃負荷、飛灰含炭量；降低排煙溫度；煙氣量減少的同時也降低了引風機出力，廠用電率可得到降低；提高鍋爐效率，降低污染物排放。

3.2.2 智能噴氨（脫硝系統(tǒng)）

采用NOx/O2濃度分布式巡測和混合采樣測量、氨氮摩爾比分區(qū)在線調(diào)平以及多維度決策的噴氨總量控制等技術，通過“總量控制閥+分區(qū)調(diào)平閥+支管調(diào)節(jié)閥”三級閥門的串聯(lián)控制和調(diào)節(jié)，使SCR性能適應NOx超低排放的要求。

3.2.3 凝汽器清洗機器人和冷端優(yōu)化

通過在凝汽器水側加裝在線清洗機器人，兩種運行模式：

一、可以實時在線清潔冷凝管管壁，使之時刻清潔，提高換熱效果，進而提高真空降低汽耗，對夏季尤為重要；

二、可以通過在線監(jiān)測凝汽器清潔系數(shù)，在判斷其低于某限值后自動觸發(fā)清洗系統(tǒng)。

3.3 智能設備

3.3.1 設備大數(shù)據(jù)臺賬

設備基礎臺賬、設備日常維護記錄、事故事件記錄、專項檢修記錄、設備異動記錄、特種設備記錄、技術監(jiān)督記錄、潤滑油脂記錄等，均系統(tǒng)錄入，具有可追溯性，可查詢，實現(xiàn)無紙化辦公。

3.3.2 精益檢修管理

固化檢修業(yè)務流程，實現(xiàn)管理復制，避免重復的事情重復做。按照A、B、C各級年修，根據(jù)年度機組檢修計劃，實現(xiàn)“一鍵啟動”檢修項目，機組檢修項目啟動，根據(jù)套用的模板，自動推送標項清單，同時關聯(lián)對應的標準規(guī)程和文檔。精益檢修管理，在線洞悉機組檢修工程范圍、進度、質(zhì)量、成本等要素變化。（可減少必要的檢修的會議。）

3.3.3 預知性維護

分專業(yè)統(tǒng)計預防性維護指標，包括執(zhí)行率、及時率、合格率等，并進行追溯挖掘。從被動維護，到預防維護，再到預測性維護。通過連續(xù)的測量和分析，預測性維護能夠預測諸如機器零件剩余使用壽命等相關指標。關鍵的運行參數(shù)數(shù)據(jù)可以輔助決策，判斷機器的運行狀態(tài)、優(yōu)化機器的維護時機，從而做到設備的可控、在控。做到檢修前心里有數(shù)，檢修時得心應手，檢修后高枕無憂。

3.4 智能巡檢

3.4.1 智能機器人、設備二維碼應用

在一些固定的區(qū)域，設置巡檢機器人，減少人員巡檢。使用機器人+視頻圖像結構化技術，實現(xiàn)關鍵區(qū)域巡檢和故障預警，關鍵區(qū)域如：輸煤皮帶、制粉、變壓器、GIS、汽機。

運用智能點檢儀，編制設備二維碼，實現(xiàn)智能巡檢，借助手機APP，對設備進行二維碼的掃碼，逐條進行設備巡檢項目的檢查，并進行數(shù)據(jù)的記錄和上傳。發(fā)現(xiàn)設備異常時，可直接通過手機APP進行缺陷登記，同時可上傳聲音、視頻、圖片等。智能識別、快速執(zhí)行巡點檢任務，集數(shù)據(jù)采集、分析于一身。

3.4.2 智能眼鏡（AR）應用

采用可穿戴智能眼鏡（AR），通過接口和無線通信服務，與ERP系統(tǒng)無縫對接。實現(xiàn)無紙化辦公，安全高效。建立完整的標準操作票庫，操作票實現(xiàn)全程標準化、流程化、移動化、可視化、實時化、智能化操作。通過二維掃碼與機械鎖結合，確保操作過程安全無誤，并且現(xiàn)場操作結果實時回傳ERP系統(tǒng)。

3.5 智能安全

智能安全管理主要是從技術手段上實現(xiàn)外來人員管控、智能安全防護、風險預控、關口前移，可作為實現(xiàn)本質(zhì)化安全的輔助功能。

3.5.1 智能安全識別與分析

(1) 智能門禁做到入場身份識別（人臉識別、指紋識別或語音識別、無線定位）可視化視頻、身份識別、智能鎖控、3D模型。通過人臉識別，對進入廠區(qū)人員身份比對，實名上崗實現(xiàn)認證合一驗證；

(2) 對進入廠區(qū)的人員行為進行智能識別，對未戴安全帽、高空作業(yè)未系安全帶、危險區(qū)域動火等進行識別后警告；

(3) 對重點區(qū)域進行人員行為的監(jiān)視、跟蹤、警告。

以上三項安全管理技術在各領域應用較多，技術相對成熟。

3.5.2 工作票電子化、移動化

智能兩票：利用物聯(lián)網(wǎng)平臺，將兩票系統(tǒng)與操作過程安全管控實現(xiàn)真正閉環(huán)。工作人員（戴安全帽或其他標簽）開票（移動端完成）-行走途中（安全路線指引，危險源提醒）-到達工作區(qū)域（人臉識別、穿戴識別）-門禁自動打開（防止走錯間隔）-到達工作地點做防護措施（啟動視頻錄像、自動識別措施是否完善）-開始工作（精確定位保證不走錯間隔，掃碼開柜門，操作過程智能監(jiān)控）-完成工作（結票，上傳記錄和自動分析結果）。

檢修作業(yè)票、動火票、臨時用水用電票、高空作業(yè)票、有限空間票等可在線辦理，減少人員跑辦手續(xù)，線上審批，實現(xiàn)無紙化辦公。

3.5.3 相關方安全管理

從資格預審、簽訂安全協(xié)議、特殊工種登記、入場證辦理、安全教育、安全技術交底、現(xiàn)場安全監(jiān)督等方面實現(xiàn)在線走流程，同時結合安全管理前三項內(nèi)容，實現(xiàn)對外包商安全管理無死角。

4.1 推進業(yè)務規(guī)范和標準化

推進業(yè)務規(guī)范和標準化，是“智慧電廠”建設的前提。近年來，首鋼京唐公司自備電站在生產(chǎn)管理標準化、規(guī)范化上開展了大量探索，也取得了良好成效。要求各部門進一步增強標準化意識，開展標準化梳理，把標準化工作與“智慧電廠”建設結合起來，形成“智慧電廠”建設的標準體系，為數(shù)據(jù)集成和平臺建設奠定基礎。

4.2 推進數(shù)據(jù)集成和信息化

推進數(shù)據(jù)集成和信息化是“智慧電廠”建設的基礎。在生產(chǎn)管理工作中進一步擴大數(shù)字化集成范圍，運用數(shù)字編碼、自動監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)等技術，在安全管理、設備運行、環(huán)境監(jiān)測、經(jīng)營管理等各個環(huán)節(jié)，有計劃地實施數(shù)字化改造，注重信息化系統(tǒng)的集成和融合，進一步發(fā)揮各個信息系統(tǒng)的整體合力。

4.3 推進管控集中和智能化

推進管控集中和智能化是“智慧電廠”建設的關鍵。在生產(chǎn)領域，積極應用智能設備設施、智能巡檢系統(tǒng)、移動應用設備等，不斷完善智能異常分析、智能運行優(yōu)化等功能，大力推動設備狀態(tài)監(jiān)測、故障預警、信息監(jiān)控與管理一體化等技術研究。在管理領域，要充分運用經(jīng)營報表指標平臺、管理標準化系統(tǒng)等，提升經(jīng)營、管理的智能化管控水平，利用好微信APP等各類便攜式智能終端，研究開發(fā)各類型業(yè)務的智能化應用，深化集中管控、大數(shù)據(jù)分析、遠程智能辦公等工作，提升管理效能和水平。

4.4 推進整體協(xié)同和智慧化

推進整體協(xié)同和智慧化是“智慧電廠”建設的目標。通過信息化的手段推動多業(yè)務集成，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運營全生命周期的協(xié)同管理和生產(chǎn)營銷全經(jīng)營過程的協(xié)同管理，建立起與之相適應的智慧化的技術與管理模式。智慧電廠的建設，不僅僅是標準化、信息化建設，而是依托信息化的深層次的管理意識和機制的變革，通過信息化、智能化的推進，使機制流程更加優(yōu)化、工作效率更加提升。

5 結論

隨著經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，智慧電廠已經(jīng)越來越受到企業(yè)的重視，其發(fā)展也是一種必然的結果，它的預期效果也是顯著的。作為電力主要來源的火電廠，智慧電廠的建設必將進一步深入。今后發(fā)電企業(yè)必將向著智慧電廠的方向發(fā)展。“智慧電廠”的建設未來可期。