智慧电厂建设与智能发电技术应用分析

浙江电力建设工程咨询有限公司 胡群丰 国网浙江省电力有限公司建设分公司 钱叶骏

1 引言

近年来我国科学技术水平不断提升，对电厂建设起到一定促进作用，基于这一发展背景下，应将科学技术应用其中对智慧型电厂有效构建，降低电力企业的生产成本，帮助企业获得更多的经济效益[1]。本文从智慧电厂的概述、智慧电厂建设的必要性、智慧电厂与智能发电的研究方向，智能电厂的建设方案，智慧电厂建设与智能发电技术的应用五个方面进行阐述。

2 智慧电厂的概述

智慧电厂以数字化电厂，物理电厂为基础，运用物联网技术，云计算，大数据技术对电厂实施管控，通过智能技术形成一种自主适应、自主学习、自主恢复的发展方式，为电厂发展提供技术保障。建设智慧电厂可确保电厂运行的有效性与稳定性，并利用云平台，计算机系统对人力资源配置充分优化，大力提高电力企业的生产成本，降低维护的成本，促进电力企业效益的最大化。

智慧电厂建立在传统电厂的基础上，包括基础设备，系统优化，整体控制，生产管理与方案决策，与传统电厂相比差异较大，可实现一体化控制，确保电厂的安全运行。在这一基础之上，将预测控制模糊，或其他智能控制技术应用其中实现对电厂的全面管控，不仅能降低能源的消耗，还能提升电厂的经济效益[2]。从另一方面来看，智慧电厂还可采取智能化，数字化管理方式来开展生产管理，实现对电厂的优化指导，基于方案决策中来制定企业生产计划，对电厂提供科学的指导，促进电厂管理水平的全面提高。

通过对我国智能电厂与智能发电现状的研究发现，目前逐步取得了显著的成果，但与西方国家相比差距较大。随着大数据，互联网技术的发展，智能电厂得到了有效构建，成为我国未来电力系统发展的主要趋势。为了提升智能电厂的构建效率，还应充分利用有效的能源，遵循绿色环保，先进可靠，经济高效的管理原则。在智能发电工作中，还应以现有发电技术为基础，通过大数据分析，人工智能，数字孪生技术对电厂加强智能管理与控制[3]。为了实现智能电厂更好地发展与建设，还应通过多方的努力，包括科研院所，发电企业，电网公司，政府部门等，为智能发电与电厂建设提供技术支持。智慧电厂的无线网络应用数据见表1。

表1 智慧电厂的无线网络应用数据

3 智慧电厂建设的必要性

随着大数据，物联网技术的涌现，在电力企业采取传统技术无法满足时代的发展需求，严重影响智慧电厂的建设效果。就目前来看，建设智慧电厂满足本质安全需要，经济运行需要，智慧管理需要，以及员工生活的需要。

3.1 本质安全需要

建设智慧电厂可满足本质安全的需要，将电厂的生产管理要素纳入到电厂管理之中，对设备的运行状况统一管理，及时规范每个人员自身的职责与任务，确保责任制的有效落实，这也是促进电厂安全生产管理水平的关键。

3.2 经济运行需要

智慧电厂的建立同时也可满足经济运行的需要，通过对水情测报，高精度气象对水资源合理规划，从而实现节能、减排、增效的效益，提高资源的利用率，促进我国经济水平的飞速发展。

3.3 智慧管理需要

与在智慧电厂建设中，还应将信息技术应用其中，对电厂现有的体系、流程、技术各要素充分优化管理，对生产与管理各风险认真识别，促进管理者智慧能力的全面提升。

3.4 员工生活需要

不仅如此，智慧电厂的建设还可满足员工对美好生活的诉求，电厂可对无人电站，云端电厂进行构建，将大部分员工调离水电现场，充分改善员工的工作环境，提高员工的舒适度评分。

4 智慧电厂与智能发电的研究方向

在科学技术飞速发展的趋势下，智能发电受到了越来越多行业关注，为确保智能发电性能，还应将更多先进技术应用其中，坚持正确的研究方向。

4.1 燃烧控制方面智能化

智慧电厂在运行中离不开化石燃料，生物质的燃烧，难免会影响到电厂的运行效率，对电厂未来的发展起到关键影响。从电厂实际的情况看，应加强对燃烧控制方面的管理，提升机械设备的自动化水平。与此同时，还应对相关的参数合理优化，从而提升智慧电厂的运行效率。

4.2 电厂巡查方面智能化

众所周知，智慧电厂的运行与人们的生活联系密切。如果电厂在运行当中出现问题，便会增加故障的发生概率，从而带来显著的风险。为了改善这一现象，提高电厂的安全水平，还应将智能化技术运用到现场巡查工作当中，实现智能电厂的发展。智能技术的运用不仅可及时发现运行中存在的问题，还能实现安全巡检为后续工作提供保障。

4.3 信息互动方面智能化

值得注意的是电厂的运行难免需要相关信息的交流与互动，因此进厂还应根据实际情况对电厂运行进行科学的调整[4]。尤其是燃料的使用，直接影响到电厂的经济效益的获取，因此在实际工作当中，电厂应安排相关人员对各项信息展开严格的收集与分析，为提升工作效率可利用可视化技术图像识别系数来开展，从而降低工作的难度，为信息互动提供便捷的条件，推动我国智慧电厂的发展。

由此可见，在智慧电厂建设中综合互联网技术、大数据资源，推进智慧运行管理、智慧检修安全、智慧新能源发电等举措，可进一步优化电厂自身的竞争力，推动电厂的持续发展。

5 智能电厂的建设方案

为了实现对智能电厂的建设，还应采取科学的建设方案，构建企业私有云平台，构建全生命周期数据集成平台，构建生产信息一体化管控平台，构建智能化独立子系统。

5.1 构建企业私有云平台

电厂应采用信息技术构建企事业私有云平台，为形成统一平台，还需无线网络，服务器，存储器，客户机，交换机等设备，通过该平台实现对电厂的统一管控。

值得注意的是，企业私有云平台的构建离不开信息系统的优化，因此电厂还应将信息管理子网接入企业内部，并对网络出口合理配置，将防火墙技术应用其中，提升网络平台的安全性。与此同时，还应对2个物理网络子系统进行建立，既加强对电厂生产的管理，实现信息的共享，又通过私有平台作出正确决策，这一手段应用可有效保障电厂的经济效益，还能促进电厂工作效率的全面提高[5]。

5.2 构建全生命周期数据集成平台

智慧电厂的建设还需对全生命周期数据集成平台进行构建，通过该集成平台可对电厂从设计，施工，采购，调试及维护各阶段的数据展开收集归纳，实现对电厂相关信息的存储，确保电厂运行的高效性。通常情况下，全生命周期数据集成平台的构建，还需涉及工程信息检索，工程数据管理，工程流程管理，模拟管理，电子档案的修复各个方面，从而实现各个系统的可视化，在全生命周期数据集成平台的构建中，数字化移交至关重要，这也是形成数字平台的重要前提。

5.3 构建生产信息一体化管控平台

为促进电厂的进一步发展，还应根据电厂的发展现状对生产信息一体化管控平台进行建设，通过该管控平台可实现对电厂业务信息的统一管理，及时了解电厂的信息流，物流资金流等。另外，在智能电厂的发展过程中，还应对资产价值，生产信息展开一体化处理，加强对电厂全面了解，提升电厂工作效率。除此之外，电厂还需对预算业务，财务业务及时处理，促进电厂更好地发展。

5.4 构建智能化独立子系统

以某电厂为案例，该电厂对智能化独立子系统进行构建，通过该系统的应用可实现对电厂生产情况，生产燃料的综合管控。对于电厂而言，生产燃料至关重要，为确保燃料的全面管理，还应将智能技术应用其中，做好科学的管理与规划。独立子系统的建立，还可将信息化，智能化理念与燃料管理有效融合，运用计算机网络技术来提升燃料管理的水平。

6 智慧电厂建设与智能发电技术的应用

随着我国经济转型升级继续深入推进，以及电力体制改革的大力实施，智慧电厂建设已经成为电厂发展新趋势。为了构建智慧电厂，还应将先进的发电技术应用其中，提高电厂的工作效率，常见的智能发电技术包括：智能燃烧控制技术，智能巡检技术，数据信息挖掘与诊断技术。

6.1 智能燃烧控制技术

为了提高智慧电厂的运行效率，实现管理水平的提升，电厂还应将智能技术运用其中，及时改善当前存在的生态环境问题。随着我国经济水平的飞速发展，现代社会对电力资源提出了更多需求，为确保电力资源的环保性，还应采取智能燃烧控制技术来达到目的，实现节能减排。现阶段常见的控制方案体现在以下方面：第一，与煤炭燃烧状态结合，对相关参数展开精密计算，从而得出详细数据；第二，对煤炭燃烧模型构建，提升锅炉的运行效率；第三，对煤炭种类展开严格检测，优化碳粉研磨步骤。就智慧电厂运行现状来看，将智慧能源与智能技术应用在智慧电厂构建中是一项关键技术，因此应加强与燃烧技术之间的有效结合。

6.2 智能巡检技术

为实现智慧电厂的建设，还需做好智能巡检的工作，将传感器技术，定位技术运用其中，通过相关技术的应用可在第一时间发现故障隐患，实现对设备运行状况全面的评估与检查。一旦检查到安全隐患，应及时上传至控制中心，立即作出调整处理。在智能电厂巡检工作中实施智能巡检技术可实现对工作流程的优化，对各类数据进一步收集归纳，为电厂生产环节打好基础。

目前，智能发电技术在我国电力事业中得到了高效应用，具有较高的发展空间，为促进智能发电更好地发展，还应增加更多的资源投入，全面提升智能发电的水平，深化智能发电与智慧电厂间的联系，为实现可持续发展奠定基础。

6.3 数据信息挖掘与诊断技术

目前我国大部分电厂均采用发电设备，可实现与电厂的及时监控，一旦运行的参数发现了异常便会立即报警，电厂工作便会立刻停止，长此以往会对电厂经济效益造成严重影响。为了保障电厂运行的安全性，应将数据信息挖掘与远程诊断技术应用其中，实现对发电机组故障的检测，发现问题应立即维修，通过这一手段可确保电厂的经济效益，同时降低风险事故的发生率。

通过上述技术的应用，可确保智慧电厂的有效建设，降低电厂运行中的各项成本，全面提升电厂的运行效率。

7 结语

本文主要对智慧电厂建设与智能发电技术应用展开了研究，更多的智能化技术在电力工程中得到了应用，提高了电厂的发展效率。现阶段，我国在智慧电厂与发电技术的研究中，主要集中在电厂巡查，燃烧控制等方面，运用先进的智能化技术，能充分实现智慧电厂的可持续发展。