智慧电厂关键技术发展现状及发展趋势

智慧电厂关键技术发展现状及发展趋势

秦丽华

中国大唐集团有限公司重庆分公司 重庆市

【摘要】社会经济和科学技术的快速发展，催生出了高度智能化的智慧电厂。作为能源系统的重要组成部分，智慧电厂汇集了大数据和云数据的作用，体现了未来发电厂发展的必然趋势。在先进设备和技术的支持下，智慧电厂可以采集、汇总和分析各类信息，不仅可以完成无人化的生产，更可以实现多电厂间的数据共享、远程操作等。

【关键词】智慧电厂；发展现状；发展趋势

【引言】当下，国家除了大力推动经济发展之外，也越来越重视环境保护，制定了严格的环保标准。基于此，不论发电企业的管理模式，还是生产技术，都更为严苛。推动互联网技术、智能发电措施和传统发电技术的融合，打造节能减排的发电模式，是增强发电厂竞争力的有力手段。

1 智慧电厂组成

智慧电厂由智能控制层、智能设备层、智能管理层与智能生产监管层四部分组成，这四部分共同协作，组成了智慧电厂的主体部分。智能设备层是组成智慧电厂的基础，可以进行工业控制，由数字智能仪表及智能设备组成。其中智能仪表可以支持各种类型的数据设备，完成高精度的数据采集，收集大量现场数据，给发电厂的运行和管理提供有力依据。智能控制层则是整个智慧电厂的核心，其除了应用传统的分布式控制系统及现场总线系统之外，还加入了互联网技术的应用，从而将各系统之间紧密结合在一起，以便实行集成控制。智能生产监管层作为信息控制系统，可在所有控制网络的基础上，全面监测发电厂的生产管理和运行。智慧管理层囊括了数据分析中心、人财物管理信息及业务流程等多个信息系统，能够实现监控作用。

2 智慧电厂的关键技术

2.1 智能控制技术

虽然现在已经出现了风力发电、光伏发电等新兴的清洁能源发电技术，但这类技术都尚处于起步阶段，并未完全成熟，并且深受季节、地形等因素的限制，不确定性较大。就我国近年来能源局发布的数据来看，如今的在役机组中，水电机组占了较大比例。就我国能源储存结构来看，水力资源占有量非常丰富，这也就意味着在今后很长时期，中国发电市场水力发电依旧会占据重要市场。虽然水电机组在发电机组中的应用十分普遍，但相关统计数据也显示，水电机组的平均利用小时数正在逐步降低，甚至有一些机组一直处于低负荷运行中，并未获得任何经济效益。智能水电控制技术，应用了最新的智能算法与检测技术，对各项参数进行了多次优化，可以对水力发电进行智能控制，从而优化机组的发电效率，给发电厂营造良好的经济效益。

2.2 智能预警技术

智能检测技术，指的就是利用三维建模，并融合新兴的检测技术与定位技术，从而让发电厂能够实现三维可视。应用这一技术，就能够实时监测发电过程中的每一细节，提升发电厂检测的智能化水平。智能预警技术，则是融合智能检测技术和大数据，借助计算和分析实时参数，对发电厂中潜在的安全隐患或故障进行清查。一旦发现发电厂中存在重大的生产安全隐患，就可以即刻激活报警系统，立刻做出应对措施，从而避免机组设备产生重大故障，给发电厂造成严重的经济损失。借助智能预警技术，能够对发电厂中所有处于运转的系统和设备进行统一监控，除了可以对工作流程加以监视之外，更可以及时检测发电设备的各项异常问题，尽可能地将安全事故扼杀于摇篮中。当发现异常时，可以全面获取异常参数，对异常演变的趋势加以预估，采用合理有效措施解决异常问题，确保发电设备运行的可靠和安全。

2.3 智能巡检技术

当定位技术、AI技术、图像识别技术和传感器技术等新兴技术不断涌现和完善时，在建设智慧电厂中应用这些技术显然已经成为了必然趋势。用摄像头代替人力，来巡检发电厂工作，不仅可以更有力地检测发电厂的发电工作 ，更可以节省人力投入，节约生产成本。所谓智能巡检技术，即使用Wi-Fi或RFID无线自组网技术来完成三维定位，可以和图像识别分析、智能终端及无线通信技术联合起来，自动检测现场设备，及时发现发电设备的缺陷。完全成熟的智能巡检技术，可以完成无人化的生产现场，发挥AI的作用，完成无人值守。这一技术包含了自动识别设备参数、实时存档异常数据、定位检查人员、预警现场风险等各项技术。

3 智慧电厂的发展趋势

3.1 生产管理智慧化

对智慧电厂来说，其可以对发电过程中的所有数据进行全面分析，以此来判断现场真实状况，从而推断发电的机械设备、物料等状况。此外，还可以在准确预估电网用电需求的基础上，对自身运行状态加以改进，确保可以制定更加准确、科学的管理决策，为高效、科学管理奠定有力基础。随着智慧电厂的不断发展，其拥有的功能愈发显著，包括自主分析、协调和决策等。

智慧电厂的管理层和互联控制层，都是通过以太网来完成数据信息的传输的，因此在实际应用中对计算机网络技术有着极强的依赖性。一旦数据传输中断或是遭到破坏，就会直接影响到发电厂的生产和运行，情况严重时，极易产生生产事故。所以，智慧发电厂为了保障信息安全，应该从自身实际出发，制定高效的信息安全方案，如防火墙加密等。同时，智慧发电厂管理人员也需要对厂内的设备、网络情况高度熟悉，一旦发现运转异常，就要及时修复，并通过合理方式进行维护。

3.2 电厂互联控制

智慧发电厂发展的另一大趋势，就是电厂互联控制，互联控制由人员管理、设备管理和环境检测三方面共同组成。智能化的主动安防是电厂互联控制的重要基础，利用监测设备来获取人员、设备及现场环境的信息，再通过图像识别技术对这些数据信息加以分析，获知现场具体情况，从而加以高效管理。例如，通过穿戴智能设备，就可以和门禁、人脸识别系统连接到一起，从而将人员信息呈现在智慧电厂的三维模型中，不论是其开票，还是现场作业过程，都会被全程监控下来。

智慧电厂的设备管理模式，吸取了传统电厂的经验，并增添了智慧化的管理方式，如智慧诊断、智慧检测、智慧作业和智慧维修。和传统电厂设备管理模式相比，智慧电厂的管理更加开放，设备与互联网结合起来，共同组建成了云平台，可以对设备的整个生命周期加以管理。

3.3 数据云平台

通过AR互动平台系统导入数据，来对云平台资源深度挖掘，使得跨区域的专家和数据都能够共享。在厂级数据监督平台、专家共享平台等各项技术的基础上，通过风险预估、预警机制等技术，对这个区域内的设备实行智能化控制，以提升发电厂的运转效率。

4 总结

总之，在智能化和信息化高速发展的时代背景下，智慧电厂的发展是必然的，这也是传统电厂转型升级的必然趋势。研究智慧电厂关键技术发展现状，预测其今后发展趋势，推动智慧电厂的长远发展，对我国社会经济的可持续发展具有重要意义。

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