探究数字化电厂的概念与方案

（河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450000）

探究数字化电厂的概念与方案

付俊芳

（河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450000）

随着经济的快速发展，城市化脚步的加快，人们生活生产所需要的用电量也在不断的攀升，对电力企业提出了越来越高的要求。建立数字化的电厂能够使电力企业具备先进的设计技术、管理技术以及控制技术，实现发电的数字化、智能化和透明化，将推动电力企业的快速发展。本文通过对数字化电厂概念的分析，研究电厂数字化工程、数字化控制以及数字化管理系统的建立方案。

数字化电厂；概念；数字化系统

一、数字化电厂的概念

随着科技的迅猛发展，数字经济也呈现出快速发展的趋势，逐渐覆盖到了政府、企业以及消费者等多个层面上。数字经济指的是在经济发展和参与的每个环节和每个要素中都广泛地采用软硬件技术及应用和通信技术。数字化工厂的出现就是数字经济发展的产物。对于数字化电厂的概念，目前还没有一个统一的定义。我国电力行业将数字化电厂的概念定义为电厂的各级控制和管理系统均进入数字化后称之为数字化电厂。可见，数字化电厂的建立要求电厂的数字化必须达到一定的程度，或者说数字化的全面覆盖。

二、数字化电厂建设的方案

（一）数字化工程

1数字化设计。这是指在整个设计的过程中都利用数字化方式来进行产品的设计。目前与建设数字化电厂有关的数字化设计包括了三维数字化的设计模型，电厂数字化的设计模型以及系统数字化的设计模型。其中三维数字化的设计模型是用来管理电厂建设时期的工程项目，在电厂的运行期，该模型会构成三维数字化的管理系统，将各个系统的信息加以整合，实现电厂运行和维护的统一管控。而电厂数字化的设计模型包括了数字化管理的设计方案，将确定数字化电厂在建立时的系统结构，建立起各个系统之间的关系，明确各项基本技术的要求，保证系统和软件平台的技术。系统数字化的设计模型包括了电厂整体的系统图、安装的仪表和管道图、现场的总线图，还包括了被控对象、控制设备、控制信号等的相关数据。这些数字化的信息将直接用在数字化管理当中。

2数字化采购。数字化采购是建立在数字化设计的基础之上的。在采购之前，要将工作进行步骤分解和编码，对工程物资也要进行编码，然后在采购的过程中按照工程的需要制定采购单，实施整体采购、分批交货的管理模式。数字化的工程采购实现了工程的规模化采购，是数字化工程的实施重点。

3数字化移交。这是数字化电厂建立的基础，是指在数字化的移交平台上将电厂建设中各个环节和阶段的相关数据、资料和信息进行收集、整理、分类，最后通过审批后移交给业主。通过数字化移交，对电厂建设时期数据的移交过程进行全面的管控，从而提高数据移交时的质量以及电厂的管理能力。

（二）数字化控制

传统的电厂工人能够有效监控的只有工艺的过程和设备的状态。而在数字化电厂中，锅炉、电气系统、汽轮机、现场仪表以及控制设备都将实现智能化，使设备的整定和维护信息能够以数字化的形式进行控制系统，从而让设备的运行和维护更加的轻松。电厂的数字化控制将包含了单元机组的分散控制系统、电气的控制系统和全电厂辅助车间的控制系统。

（三）数字化管理

在传统的火电厂中，管理系统一般是由管理信息系统MIS，即management inform ation system和厂级监控信息系统SIS，即supervisory information system共同组成，两个系统是相互独立的，但是系统中的功能却存在着重叠。数字化的管理系统中的数据具备了准确性和唯一性，运用了先进的设备来实现生产运营管理和控制的优化，使电厂的资产管理和决策支持等方面都能在数字化的管控下更加的科学。数字化的管理系统主要包括了以下四个部分：（1）生产运营管理系统；（2）财物资产管理系统；（3）优化控制管理系统；（4）决策支持管理系统。其中生产运营管理系统不但包含了对生成操作票和技术监督等方面的管理，而且还能够对电厂的重要设备进行早期的故障诊断、故障分析和故障预警，通过这类预测性的维护来帮助电厂降低生产成本，有效提高电力企业的效益。而决策支持管理系统也具备了非常重要的作用。它不但为电力企业的高效管理提供了技术支持，而且为电力企业的发展经营决策提供及时有效的信息和指标，使企业的决策能够更加的科学和可靠，有效提高企业的生产效益和盈利水平。

三、数字化电厂的优势

（一）数字化

利用先进的信息处理技术能够将电厂建设和发展各个阶段所反映的现象、本质、规律等的相关文字、符号、数字、声音、图像等模拟信息都转换成数字信息。

（二）信息化

信息化指的是在充分利用信息技术的基础上，对信息资源进行开发和利用，促进信息的交流和共享，从而提高经济增长的质量，并推动经济社会的发展和转型。我国政府一直努力将工业化和信息化进行深度的融合，而数字化电厂不管是在电厂的设计、施工，还是在电厂的生产、管理等多个环节都采用了信息技术，所以具备了信息化的优势，成为了推进我国信息化建设的重要部分。

（三）智能化

数字化电厂广泛地采用了现代先进的信息处理技术、通信技术、控制技术和智能测量技术、智能决策的支持技术，使电厂的运行实现了智能化、高效化。保证了电厂生产的经济、安全、环保，符合了社会和时代发展的要求，保障了电力企业的可持续发展。

（四）可视化

数字化电厂可以通过对现实进行虚拟，把电厂中的各类实体包括实体的特性用以三维立体等形式直观地呈现在用户面前，其表现形式还会随着时间和空间进行变化，建立用户的交互通道，使用户能够对电厂数字模型进行浏览、模拟、观察和计算，提高电厂设计和规划的效率，使电厂的设计和规划更加的方便快捷。此外，对电厂的设备运行、设备的维护和检修进行仿真模拟，能够有效地提高电力企业的工作效率。

结语

综上所述，建设数字化电厂是一项系统工程，这项工程中包含了多个方面，其构成非常复杂。建立数字化的电厂能够使电力企业具备先进的设计技术、管理技术以及控制技术，实现发电的数字化、智能化和透明化，将推动电力企业的快速发展，值得进一步的研究。

[1]危元华，任晓东，李智，等.数字化电厂的概念及方案研究[J].电力建设，2013，34（04）：51-54.

[2]燕辰凯.建设数字化电厂的思考[J].能源与节能，2014（01）：53-56.

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