智慧电厂与智能发电研究方向及关键技术

李学亮

摘  要：智慧电厂的建设是以智能发电为基础，为了建立起具有现代化的能源电力系统，可以实现安全、绿色、高效、低碳的发电，其中包括信息化技术、智能化技术、大数据、可视化技术以及智能控制技术。智慧电厂能够进行信息采集、分析和判断，并且规划自己的行为，实现智能、在线、动态的优化配置设备以及参数。该文主要分析智慧电厂与智能发电的研究方向，并探究其中的关键技术，为我国电厂的发展提供参考。

关键词：智慧电厂;智能发电;研究方向;关键技术

中图分类号：TK39            文献标志码：A

1 智慧电厂与智能发电的研究方向

随着我国经济转型升级的持续推进，以及电力体制的大力改革，智慧电厂已经成为电厂的发展趋势。在现阶段节能减排、降耗高效的政策背景下，联结信息技术、大数据资源、互联网技术等，实现智慧管理、智慧运行、智慧检修以及智慧新能源发电等，促进电厂智能化发展。

1.1 锅炉燃烧控制实现智能化

在电厂的运行过程中，锅炉属于至关重要的设备，锅炉的燃烧情况关系到锅炉的运行效率，而且还会影响发电厂的正常发展。在智慧电厂中，锅炉燃烧控制实现智能化，主要是将智能技术应用于锅炉中，对锅炉进行系统检测，根据检测结果对锅炉的参数进行科学合理的分配，例如排放参数、煤粉分配参数以及炉内温度、含氧量、一氧化碳浓度等燃烧参数即你选哪个检测和配置，将这些参数不断的优化，实现锅炉燃烧的智能化控制，进而能够控制锅炉的燃烧效率，提高锅炉的运行水平。

1.2 电厂巡查实现智能化

电厂的运行水平与人们的生产和生活有紧密的联系，能够提供大量的电力支撑，然而在电厂的运行过程中，往往存在着各种问题，使得机器设备出现各种故障。在这种情况下，传统人力巡查往往不会发现一些细小的问题，无法对故障进行判断，无法估计其对之后的运行所带来的风险。而现在广泛使用的智慧电厂，不再需要人力进行巡查，而是利用智能化技术，使得电厂巡查实现智能化发展，能够检查出电厂各种设备的运行过程中出现的细小问题，并对问题进行判断和处理。智能化巡查主要是利用计算机技术中的软件和硬件以及其中的运算能力，对电厂进行三维建模，进而利用三维空间定位技术，将电厂中各类设备实现可视化，并结合巡查机器人、图像识别技术以及无线通信技术等，实现设备、管道、仪表和隐蔽工程等信息的可视化，不仅能够提高巡查效率，还能发现细小故障中存在的安全隐患，启动报警装置，对各种设备的参数进行比对，排除隐患，避免因故障使得电厂的运行过程中出现安全事故。

1.3 燃料信息互动实现智能化

在电厂的运行过程中，需要实现对各类信息的互动，结合信息的具体情况以及电厂的运行情况，对互动进行调整。其中电厂燃料作为电厂正常运行的必需品，燃料的燃烧效率直接关系到电厂的运行效率以及产生电能的效率，决定电厂的经济效益。例如，一般电厂在运行过程中需要使用大量的煤炭，就需要对堆放燃煤场所的信息进行综合性的收集，并根据收集的信息科学调整电厂运行情况。一般堆放燃煤的场所场地较大，信息收集较为复杂，管理内容较多，使得这项任务较为繁重，使得燃煤场所中信息收集、管理等内容存在一定的难度，特别是在煤炭种类较多的情况下，使得配煤掺烧工作存在较大的难度，而且调整工作也较为复杂。现阶段建设智慧电厂，能够有效解决上述问题，可以利用可视化技术以及图像识别技术，实现燃煤场所的4D管理模式，并且根据电厂的实际情况，对燃煤堆放场所进行优化调整，使得布局更加科学合理，使得燃煤场所与电厂锅炉之间能够实现智能化信息互动和交流，提高电厂煤炭燃烧的效率，实现电厂的可持续发展。

2 智慧电厂与智能发电的关键技术

2.1 智能燃烧控制技术

建设智慧电厂的目的是为了充分利用各种先进优化技术以及控制技术，实现对电厂各种设备的管理，从而提高电厂机组的整体运行效率，实现经济、绿色、环保。特别是在当前的国家政策下，要求从节能减排出发，现阶段，国内一些电厂的燃煤机组难以再进一步提高机组的发电效率，无法改变运行工艺。尽管风力发电、水力发电和太阳能发电等应用较为广泛，电容量也在不断增加，但是在大量调峰需求方面，依旧需要使用燃煤机组实现调峰，尤其是一些经济发达的沿海地区，其中特高压电一般使用外来电，燃煤机组的使用较少，因此使得燃煤机组很长时间处于低负荷状态，运行效益不理想。在电厂中使用智能燃烧控制技术，能够达到高效、节能、减排的目的，利用空间较大，将这项技术与计算机运算能力以及检测技术结合起来，同时以控制成本为基础，提高燃烧机组的经济效益。

现阶段，一般使用煤炭辨别燃烧技术的优化方案有很多种。 1）可以控制氧量、煤量分配以及风门开度等方式，建立煤炭燃烧的数字化模型，对电厂锅炉的应用效率进行控制。  2）可以检测煤炭的质量，了解煤炭的燃烧状态，并以此为基础，对锅炉运行过程中的各项参数进行准确的计算，并且准确计算锅炉的效率。 3）可以检测煤炭的种类，确定机组燃烧使用的燃煤种类，对研磨煤炭机器所研磨的碳粉进行控制，确定碳粉的细度以及出口的温度，根据实际的煤炭种类对燃煤机组进行优化调整，提高运行效率。 4）可以通过算法，对模型进行优化，从而获取最大的参数信息，将燃煤机组的燃烧情况以及过程进行完善和优化，保证锅炉能够高效运行。

2.2 智能巡检技术以及智能预警、诊断技术

在电厂的不断发展过程中，很多电厂开始使用智能机器人完成巡检工作。智能机器人中结合了GPS定位系统、传感器技术、RFID技术、信息技术、图像识别技术以及机器人技术等，实现智能化的巡检，从而提高电厂巡检的效率。随着各种智能化技术的不断创新，在机器人巡检中也逐渐使用智能预警技术以及故障诊断技术，通过分析检测出来的震动信号，对电厂各种机器设备的运行情况进行精准的判断，并对判断的数据进行研究和分析，对电厂的整体运行进行综合性的评估，从而及时发现其中存在的安全隐患，再利用故障诊断技术以及故障分析技术，实现电厂运行过程中的智能化检测、诊断、预警等，不管是已经发生的故障，还是潜在的安全隐患，都会上传至信息控制中心，方便设备维护人员展开维修，将损失降低，保证电厂的运行安全性。例如利用智能预警和诊断技术，能够对设备进行智能化的检测，发现其中的安全隐患，并结合检测的数据分析出问题具体的所在位置以及问题的大小，及时解决。另外，还能够实现电厂运行的动态监控，对电厂的负荷情况、能耗情况以及燃料的使用情况进行整理和分析。

3 结语

总而言之，在信息技术快速发展的背景下，智能技术、信息技术在不断的发展和创新，使得电厂也向着智能化发展。智慧电厂与智能发电能够实现高效、清洁、环保、安全的发电。随着智能控制技术、智能检测技术以及智能预警和诊断技术不断的优化发展，智慧电厂的价值能够最大限度地体现出来，改变传统电厂的运作方式，成为智能电网的关键部分，促进我国电力行业的稳定发展。

參考文献

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