智能电厂自动化系统的建设构想分析

张东亮

(陕西德源府谷能源有限公司)

0 引言

无论是自动化技术还是智能技术，都是计算机技术发展的重要产物，新时期我国各个行业都在朝自动化、智能化方向发展，并且在多年研究当中取得了一定成绩。如今智能化、自动化技术已经成为了电厂工业系统的重要组成部分，有效提升了电厂的生产效能，通过融入自动化技术、数字化技术、AI技术等，提高了电厂系统运行效率和效益，减少了人工投入和人为因素的负面影响。智能电厂自动化系统具有运作便捷、操作方便，可以自动实现电气系统的操控，实时对运行系统监控，识别系统运行中的风险因素，保证整个电厂的运行效益。

1 智能电厂相关阐述

智能电厂是利用计算机技术、通讯技术、物联网技术、云计算、AI、大数据等，借助智能模型运算来满足用户的使用要求。智能电厂作为智能技术的衍生品，借助智能模型、自动化软件、大数据等分析电厂运作情况，其最大的特点就是自动化操作，无需人为过多干扰，其主要框架功能如图1所示。

智能电厂是我国发电行业的重要发展趋势，要满足智能化发展需求，必须要有完善的系统作为支撑。如借助AI操作逻辑，提高自动化系统运行的规范性、标准性，终端系统可以根据整个发电系统运行情况作出判定，调整系统运行参数，从而提高自动化系统运行安全、效能。还可以借助云计算、大数据挖掘整个系统运行中的问题，将信息推送给管理人员。虽然，我国智能电厂还处于初期发展阶段，但在实际应用中已经展现出了巨大价值。

2 智能电厂自动化系统构建设想

2.1 数据真伪识别系统

智能电厂自动化系统与传统自动化系统最大的区别就是“智能化”，其中数据真伪识别就是智能化技术展现[1]。特别是在大数据背景下，数据信息真伪难辨，这就要借助云计算技术对数据量、模拟信号进行识别，减少自动化系统运行失误率。中心控制系统通过下达简单指令，整个自动化系统就会进行相应操作。本自动化系统借助微电子处理器、模块化设计，实现系统功能的拓展，优化编程接口，提高编程效率。操控终端采用了Windows的PC平台，借助通信服务器实现信息传递。利用人工智能AI技术对传感器所采集的数据进行真伪辨别，或者分析自动化系统操作是否存在失误量，借助智能模型自动调整操作数据。并且将系统自动调节信息以窗口形式推动给人机交互界面，为用户呈现自动化系统运行状态。智能电气设备、自动化系统通过现场总线连接，可以双向传输数据信息，控制中心与传感器、电气设备上下连通，实时采集、传递电气设备运行信息，通过PLC、上位机完成数据处理，并下达操作指令，实现自动化生产流程优化，避免出现失误情况。

2.2 智能化模块拓展

借助模块化设计方案，可以拓展整个自动化系统的智能模块。智能电厂作为我国电气行业的重要发展方向，借助现场总线提高信息传递率，从而实现电气设备的实时操控。在自动化系统运行中，借助智能模型进行编程，提出符合电厂本身特点的生产模式，在总线系统中传递信息，保证信息传递效率。想要实现自动化生产模式并融入智能化操作逻辑，要拓展多个智能化模块，借助大数据、云计算、专家系统、模糊神经网络等，可以提出更加智能的操作逻辑，保障生产流程的完善性。如为了提高智能电厂自动化控制水平，借助专家数据库与大数据，根据电厂智能系统运行实际参数在大数据自动匹配信息，并通过专家数据库给出更贴近实际的操作逻辑方案，为自动化系统优化提供借鉴信息。本次系统设计中采用了统一的标准协议，有助于整个自动化系统功能集成，可以进一步提高智能电厂的经营效益。

2.3 goose虚端应用

goose虚端系统架构如图2所示，goose虚端能够有效改善自动化系统的运行方法，在很大程度上可以实现智能技术功能。为了能够加强整个自动化生产系统的保护与信息交流，需要采用完善的系统控制体系，goose虚端借助开发的信息通道，以多个管理渠道实现统一管理。考虑到传统控制方法的局限性，因此要注重技术融合，取代原有不合理的二次回路。通过应用goose虚端实现系统集成，也就是在每个操控系统中融入goose虚端，在保证每个单元相互不干扰的同时，加强各个模块的互联与联动。这样在自动化系统当中，即可在控制中心操控电气系统开关和参数。如在测控装置、智能终端信息交换中，通过goose虚端控制线路母线、开关，借助开启跳合功能加强不同装置信息沟通，对二次回路的档位、参数进行调控，执行操作非电量信息，确保整个自动化系统的运行安全性。goose虚端十分适用于智能终端操作，可以进一步优化goose虚端操作逻辑，保证整个自动化系统的运行性能[2]。

2.4 智能程序化操作

智能程序化操作主要是采用了智能终端的调度命令为基础，通过PLC系统实现电气设备的自动化操作。在智能终端上输入调度命令，根据系统提供的数据参数，将优化调度信息输入到智能终端中，从而实现自动化调度。在实际操作中，通过设定设备操作界面，借助PLC调度系统控制电气设备开关、阀门开度等，实现功能体统的远程操控，保证电气设备可以正常运作。也可以采用调度模型，这样无需工作人员操作即可实现自动化操作功能[3]。智能模型在不断优化、改良中，自动化系统处理精度也会随之提升，信息共享度进一步提高，为了能够发挥整个智能终端的各项功能，要简化整个系统的操作流程，减少系统的冗余程序，提高系统的操作效率、降低操作延迟，从而实现无人值守的操作目标。

3 智能电厂智能化系统可实现的功能

3.1 智能化操控

智能电厂的核心功能就是可以实现智能化操控和智能化管理，由于电厂生产系统十分复杂，有可能产生运行参数瞬变情况，所以智能化操控必须要保证灵敏性。借助高精度电流、电压传感器，在采集电气设备信息中，可以快速判定故障点，将故障线路及时切除，并向智能终端推送消息。而借助专家系统可以自行判定故障的最优解决方案，整个智能终端具备学习功能，可以对遇到的所有问题进行分类，让智能电厂的操作逻辑更加完善。电厂自动化操作系统中有很多机柜，作为重要的电气终端，必须要保证机柜安全。传感器负责采集机柜的运行信息，时刻对比采集信息与标准信息参数，专家系统可以根据数据采集量针对性提出防范措施[4]。电厂生产系统线路繁多，故障排查难度大，借助智能终端可以根据每个采集线路的信息变化判定故障线路或故障范围，对于漏电、短路线路等，系统可以自动切除故障电路，保证系统运行安全性。智能化操作系统全天24h对自动化系统进行监测，以智能化管理模式保障生产效益。

3.2 智能诊断

智能电厂自动化系统构建需要有集成终端作为支撑，具有涉及专业多、结构复杂，并且要融入AI、大数据、物联网、专家系统、模糊系统等，复杂的系统也造就了强大的功能，可以有效实现智能诊断，判定整个自动化系统运行故障。模糊系统可以融合大数据判定电厂生产中的故障种类、故障程度等信息，将故障信息上传给专家数据库，数据库结合大数据自动挖掘相匹配的解决方案，特别是发电机、变压器等重要设备诊断中，可以起到良好的保护作用。由于不同故障的表现形式不同，借助数据差异性即可精准判断，通过专家数据库对这些信息分析，根据传感器信息确定故障点，向用户推送相关信息[5]。如变压器故障，智能终端检测数据判定为变压器故障，则自动打开保护开关，同时推动报警信息，判定出故障部位、类型、严重程度、原因等。而如果是自动化系统故障，智能系统会得出错误运行参数，智能模型可以直接对自动化系统参数进行调节，完成系统的自动修复，无需用户手动修复。

3.3 高精度管控

本文所提出的智能电厂系统实现了多项智能技术集成，有效降低了系统冗余度，保证系统运行安全性。智能电厂的系统功能十分丰富，包括智能操控、远程指令操控、定时操控等，无需用户实时调整运行参数，实现了无人值守功能。传统的自动化系统会出现批量操作错误问题，系统一旦出现错误，依然会按照软件编程逻辑操作，增加了错误量[6]。通过采用红外视觉系统，智能系统可以定位各个电气设备位置，模仿人脑操作逻辑，如发电机运行中功率小，系统调节之后依然无效，则智能会判定为硬件故障，推送信息报警提醒用户更换硬件。二次设备控制可以实现功能集成、动态管理，如果周围有干扰电磁波，则系统会自动打开屏蔽系统，保证生产系统可以正常运行。

4 结束语

综上所述，智能电厂自动化系统的应用，有助于完善电厂的自动化生产体系，提高生产效率和质量，更好满足社会发展需求。智能化作为一种新兴技术，具有效益高、逻辑性强、可靠性强等优势，这就需要加强智能电厂自动化系统的研究和发展，不断加强技术突破，促进电厂的智能化升级进程。