張晉賓，周四維

智能電廠概念、體系架構(gòu)及核心技術(shù)

張晉賓，周四維

（電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

為規(guī)范智能電廠體系建設(shè)，本文首先辨析了“智能”與“智慧”、“smart”與“intelligent”的概念，分析比對(duì)了智能電廠的定義，界定了智能電廠的用語(yǔ)及內(nèi)涵。然后在分析ISA 95模型和信息-物理系統(tǒng)（CPS）功能層級(jí)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了包括生命周期、系統(tǒng)層級(jí)和智能功能3個(gè)維度的智能電廠參考體系架構(gòu)。建議在智能電廠建設(shè)中需強(qiáng)化智能儀表/設(shè)備、通信、建模、分析、控制、決策、安全等7個(gè)方面的核心技術(shù)。

智能電廠；概念；體系架構(gòu)；生命周期；系統(tǒng)層級(jí)；智能功能；核心技術(shù)

隨著國(guó)家《能源發(fā)展‘十三五’規(guī)劃》《電力發(fā)展‘十三五’規(guī)劃》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的先后發(fā)布，國(guó)內(nèi)逐漸展開(kāi)了智能電廠建設(shè)工作。自2016年以來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)智能電廠的科技創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，但各種與智能電廠相關(guān)的概念、技術(shù)較為混雜，亟需規(guī)范。

本文在辨析智能電廠相關(guān)概念和定義的基礎(chǔ)上，分析了智能電廠體系架構(gòu)，給出智能電廠核心技術(shù)和發(fā)展方向，以促進(jìn)中國(guó)智能電廠建設(shè)的健康發(fā)展。

1 概念與定義

1.1 “智能”與“智慧”

《辭?！分?，將“智慧”釋義為①對(duì)事物能認(rèn)識(shí)、辨析、判斷處理和發(fā)明創(chuàng)造的能力；②才智、智謀；③般若（佛教用語(yǔ)，指一種超越世俗認(rèn)識(shí)的特殊認(rèn)識(shí)，通過(guò)般若可到達(dá)涅槃彼岸，為成佛所必需）。將“智能”釋義為①智慧和才能，智力；②有智慧才能。

顯然，工程中的“智慧”對(duì)應(yīng)“智慧”的第1個(gè)釋義，而“智能”則強(qiáng)調(diào)的是“智慧和能力”。由此可見(jiàn)，工程界一部分人認(rèn)為智慧高于智能的認(rèn)識(shí)是片面和錯(cuò)誤的。智慧與智能無(wú)上下高低之分，只有視角和維度之別。《易經(jīng)》所言“形而上者謂之道，形而下者謂之器”。這里“道”指的是抽象、理論、共相，“器”指的是感性、實(shí)踐、各相?？梢岳斫狻爸腔邸睘椤暗馈?，“智能”為“器”。沒(méi)有器，無(wú)以載道；而無(wú)道，則不成器。

此外，從語(yǔ)義和用法角度辨析，“智慧”偏向于指生物體，常作為“智力”的代名詞，“智能”則有將能力發(fā)揮出來(lái)之意。從學(xué)術(shù)角度辨析，“智能”最重要的特征就是能感知環(huán)境并根據(jù)環(huán)境狀況進(jìn)行決策和執(zhí)行，對(duì)于應(yīng)用人工智能等技術(shù)或具有智能屬性并需發(fā)揮智能作用的對(duì)象，冠之以“智能”為妥。因此，筆者認(rèn)為，學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)宜用“智能電廠”，而不宜用“智慧電廠”。如在國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中也是采用“智能工廠”，而未采用“智慧工廠”的稱(chēng)謂。

1.2 “smart”與“intelligent”

在國(guó)際工程界和學(xué)術(shù)界，常采用“intelligent”和“smart”表示“智慧”或“智能”。在（《朗文英語(yǔ)聯(lián)想活用詞典》）中，“intelligent”釋義為“having a high level of natural mental ability so that you are good at thinking about and understanding thing”（擁有高級(jí)自然心智能力，故善于思考和理解事物）；“smart”釋義為“a word used especially in American English meaning good at learning and understanding things quickly”（美國(guó)英語(yǔ)常用詞，意指善于快速學(xué)習(xí)和理解事物）[1]。由此可見(jiàn)，“intelligent”傾向于指自然造物，與人或動(dòng)物關(guān)聯(lián)度高些，故有“artificial intelligence”（AI,“人工智能”或“仿人智能”）之說(shuō)；而“smart”則無(wú)論人或物，只要具備快速學(xué)習(xí)、思考或理解能力，則可稱(chēng)之“smart”。

當(dāng)前全球智能技術(shù)應(yīng)用程度均屬于弱智能、窄智能或應(yīng)用智能層級(jí)，還未達(dá)到強(qiáng)智能、廣智能或通用智能的水平。國(guó)際上包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）也是常采用“smart factory”（智能工廠）、“smart grid”（智能電網(wǎng)）、“smart manufacturing”（智能制造）等用語(yǔ)。

綜上，智能電廠的英文不宜采用“intelligent power plant”，而宜采用“smart power plant”。

1.3 “智能電廠”定義

在中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)與電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)2016年共同發(fā)布的《智能電廠技術(shù)發(fā)展綱要》中，將“智能電廠”定義為：“在廣泛采用現(xiàn)代數(shù)字信息處理和通信技術(shù)基礎(chǔ)上，集成智能的傳感與執(zhí)行、控制和管理等技術(shù)，達(dá)到更安全、高效、環(huán)保運(yùn)行，與智能電網(wǎng)及需求側(cè)相互協(xié)調(diào)，與社會(huì)資源和環(huán)境相互融合的發(fā)電廠”[2]。

在電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院2019年6月發(fā)布的《中國(guó)電力發(fā)展報(bào)告2018》中，將“智能電廠”定義為：面向電廠全生命周期，融合利用新一代信息通信、人工智能、檢測(cè)、控制、工程、運(yùn)維、管理等技術(shù)，以發(fā)電系統(tǒng)為載體，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)或過(guò)程，形成具有一定自主性的感知、學(xué)習(xí)、分析、決策、通信與協(xié)調(diào)控制能力，能動(dòng)態(tài)地適應(yīng)發(fā)電環(huán)境的變化，并與智能電網(wǎng)高度協(xié)調(diào)，從而達(dá)到全局（包括發(fā)電產(chǎn)出、可利用率、效率、安全性、可靠性、可維修性、靈活性、設(shè)備磨損/損耗等）或局部?jī)?yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)安全、可靠、綠色、經(jīng)濟(jì)、靈活的電力可持續(xù)供給的電廠[3]。該定義中電廠全生命周期活動(dòng)模型，參照ISO 15926國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)分為：概念流程設(shè)計(jì)，概念工程設(shè)計(jì)（前端），詳細(xì)流程設(shè)計(jì)，詳細(xì)工程設(shè)計(jì)，設(shè)備、材料及服務(wù)的采購(gòu)和控制，施工，調(diào)試，試運(yùn)，運(yùn)行，電廠及設(shè)備維護(hù)，退役，電廠拆除 和場(chǎng)地恢復(fù)等過(guò)程[4-5]。電廠全生命周期活動(dòng)模型如圖1所示。

圖1 電廠全生命周期活動(dòng)模型

總而言之，智能電廠是新一代AI、信息通信技術(shù)（ICT）、發(fā)電運(yùn)行技術(shù)（OT）、發(fā)電工程技術(shù)（ET）、發(fā)電管理技術(shù)（MT）等多種技術(shù)融合應(yīng)用的系統(tǒng)有機(jī)體。

新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、感知/認(rèn)知等新理論新技術(shù)的共同推動(dòng)，使得自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自組織等電廠高級(jí)智能功能的實(shí)現(xiàn)變?yōu)榭赡?。智能電廠是集成了技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新的先進(jìn)系統(tǒng)。

2 智能電廠體系架構(gòu)

2.1 ISA 95層級(jí)

ANSI/ISA 95是國(guó)際自動(dòng)化學(xué)會(huì)（ISA）發(fā)布的“企業(yè)-控制系統(tǒng)集成”系列標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已成為IEC/ISO 62264國(guó)際系列標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中定義的企業(yè)技術(shù)和業(yè)務(wù)過(guò)程模型層級(jí)簡(jiǎn)稱(chēng)ISA 95層級(jí)[6]。該層級(jí)基于20世紀(jì)90年代美國(guó)普渡大學(xué)學(xué)者提出的普渡企業(yè)參考架構(gòu)（PERA），故也稱(chēng)普渡模型[7]。

ISA 95層級(jí)結(jié)構(gòu)從下至上共分5層。

第0層：物理過(guò)程層

第1層：傳感和操作層 涉及對(duì)物理過(guò)程對(duì)象的傳感、測(cè)量、操作、執(zhí)行等活動(dòng)。

第2層：監(jiān)視和控制層 涉及對(duì)物理過(guò)程對(duì)象的監(jiān)視和控制活動(dòng)，包括分散控制系統(tǒng)（DCS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、可編程邏輯控制器（PLC）等。

第3層：工作流層 涉及生產(chǎn)所期望產(chǎn)品的工作流活動(dòng)，如制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。

第4層：業(yè)務(wù)層 指管理生產(chǎn)運(yùn)行所需的與業(yè)務(wù)相關(guān)的活動(dòng)，如企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）。

ISA 95層級(jí)已在工業(yè)界成功應(yīng)用近30年，但隨著新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、信息-物理系統(tǒng)（cyber-physical systems，CPS）、工業(yè)4.0、智能工廠等技術(shù)的興起，該層級(jí)結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)新形勢(shì)的需要，因此ISA也在著手對(duì)該層級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修訂。

2.2 CPS功能層級(jí)

CPS通過(guò)計(jì)算(computation)、通信（commu- nication）、控制(control)即3C技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，構(gòu)建信息世界和物理世界的有機(jī)融合體，實(shí)現(xiàn)大型發(fā)電等工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。CPS包含泛在環(huán)境感知、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、智能控制等先進(jìn)技術(shù)，是具有廣闊應(yīng)用前景的下一代智能系統(tǒng)。因此，德國(guó)推出的工業(yè)4.0即以CPS為基石。

CPS包括感知、網(wǎng)絡(luò)和控制3大部分，圖2為CPS 5C功能體系架構(gòu)。由圖2可見(jiàn)，CPS 5C功能體系架構(gòu)[8]從低到高是由智能感知/連接層（connection level）、信息挖掘?qū)樱╟onversion level）、網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層（cyber level）、認(rèn)知層（cognition level）和配置層（configuration level）等組成。

圖2 CPS 5C功能體系架構(gòu)

第1層：智能感知/連接層 包括人員、物體、材料、過(guò)程等的智能感知、智能傳感以及信號(hào)的采集、調(diào)制和處理等。

第2層：信息挖掘?qū)?包括多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，對(duì)發(fā)電機(jī)組、主輔機(jī)設(shè)備部件等的健康和狀態(tài)分析，發(fā)電系統(tǒng)和設(shè)備衰退與性能預(yù)測(cè)等。

第3層：網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層 包括電廠數(shù)字雙胞胎（digital twin）及基于時(shí)間機(jī)的變化特征識(shí)別與提取、數(shù)據(jù)挖掘、優(yōu)化控制、智能控制等。

第4層：認(rèn)知層 包括仿真與綜合分析、遠(yuǎn)程可視化、協(xié)同診斷和決策等。

第5層：配置層 包括自配置、自調(diào)整、自?xún)?yōu)化等。

2.3 智能電廠參考體系架構(gòu)

在ISA 95基礎(chǔ)上，借鑒CPS和工業(yè)4.0等智能體系架構(gòu)，智能電廠參考體系架構(gòu)可分為生命周期、系統(tǒng)和智能功能3個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)包含5個(gè)要素。圖3為智能電廠包含對(duì)象及其關(guān)系的智能電廠參考體系架構(gòu)[9]。

圖3 智能電廠參考體系架構(gòu)

2.3.1生命周期維度

智能電廠生命周期維度由設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)維、退役等組成。

1）設(shè)計(jì) 指根據(jù)電廠的所有約束條件以及所選擇的技術(shù)來(lái)對(duì)需求進(jìn)行的構(gòu)造和優(yōu)化。設(shè)計(jì)類(lèi)別一般包括需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等。工程設(shè)計(jì)階段有可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖設(shè)計(jì)階段、竣工圖設(shè)計(jì)階段等。

2）制造 指通過(guò)將物料進(jìn)行加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等活動(dòng)生產(chǎn)發(fā)電機(jī)組及其設(shè)備等的過(guò)程，通常包括加工、裝配、運(yùn)送、檢驗(yàn)等過(guò)程。

3）安裝 指按照規(guī)定的方法、程序、步驟等把發(fā)電設(shè)備、系統(tǒng)等固定在電廠范圍內(nèi)，使其能正常運(yùn)行的過(guò)程，包括發(fā)電機(jī)組、設(shè)備、管道等工程安裝，也包括發(fā)電機(jī)組及其設(shè)備的調(diào)試、試運(yùn)行等活動(dòng)過(guò)程。

4）運(yùn)維 指電廠正式投入商業(yè)運(yùn)行后的全部運(yùn)行、維護(hù)、檢修等活動(dòng)過(guò)程。

5）退役 指電廠永久退出運(yùn)行、發(fā)電設(shè)備拆除和場(chǎng)地復(fù)原等活動(dòng)過(guò)程。

2.3.2系統(tǒng)層級(jí)維度

智能電廠系統(tǒng)層級(jí)維度表示與發(fā)電過(guò)程相關(guān)的結(jié)構(gòu)層級(jí)劃分。結(jié)合國(guó)內(nèi)電廠組織結(jié)構(gòu)，智能電廠系統(tǒng)層級(jí)維度由發(fā)電系統(tǒng)及其設(shè)備層、監(jiān)控裝置層、車(chē)間（分場(chǎng)）層、電廠層、互聯(lián)世界層構(gòu)成。

1）發(fā)電系統(tǒng)及其設(shè)備層 包括發(fā)電工藝、電氣、測(cè)量和控制等設(shè)備或系統(tǒng)以及電廠建（構(gòu)）筑物等，如發(fā)電機(jī)組、主輔機(jī)系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)、管道、設(shè)備、材料等，也包括傳感器、圖像/視頻采集設(shè)備、執(zhí)行器、斷路器、開(kāi)關(guān)柜、主廠房等。

2）監(jiān)控裝置層 指電廠中用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)、過(guò)程及設(shè)備等的監(jiān)視、控制和監(jiān)督的計(jì)算機(jī)控制裝置，如DCS、PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、功能安全系統(tǒng)、邊緣計(jì)算系統(tǒng)等。

3）車(chē)間（分場(chǎng)）層 指實(shí)現(xiàn)車(chē)間或分場(chǎng)的生產(chǎn)管理的層級(jí)，如對(duì)應(yīng)化學(xué)車(chē)間、燃料車(chē)間等。

4）電廠層 指實(shí)現(xiàn)電廠廠級(jí)或企業(yè)級(jí)，面向電廠經(jīng)營(yíng)管理的層級(jí)，包括電廠計(jì)劃、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)等管理系統(tǒng)。

5）互聯(lián)世界層 指電廠內(nèi)外與電廠關(guān)聯(lián)的某一資產(chǎn)或資產(chǎn)組合體與另一資產(chǎn)或資產(chǎn)組合體之間的關(guān)系。如車(chē)間（分場(chǎng)）之間組成的電廠內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（intranet），電廠產(chǎn)業(yè)鏈上下游不同企業(yè)間組成的外聯(lián)網(wǎng)（extranet）等，可實(shí)現(xiàn)發(fā)電設(shè)計(jì)協(xié)同、發(fā)電生產(chǎn)協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同、售電服務(wù)協(xié)同等。

2.3.3智能功能維度

智能功能維度是為實(shí)現(xiàn)電廠的自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自預(yù)測(cè)、自組織等功能的智能層級(jí)劃分，分為感知/執(zhí)行、通信、信息、功能、業(yè)務(wù)等5層，每一層都對(duì)下一層的信息進(jìn)行精煉、增值和升華，提升了信息的智能利用程度。

1）感知/執(zhí)行層 對(duì)應(yīng)CPS的智能感知-連接層，是對(duì)電廠物理世界進(jìn)行測(cè)量、感知并輸入信息世界，將信息世界中的決策指令輸出到電廠物理世界操作執(zhí)行的層級(jí)。除智能測(cè)量?jī)x器儀表外，也包括虛擬測(cè)量、射頻識(shí)別（RFID）、機(jī)器視覺(jué)（包括二維碼、虛擬現(xiàn)實(shí)VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR、混合現(xiàn)實(shí)MR等）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、無(wú)線定位跟蹤系統(tǒng)等。

2)通信層 指通過(guò)無(wú)線或有線通信媒介，實(shí)現(xiàn)電廠內(nèi)機(jī)器-人員-過(guò)程-物料等資源之間全方位交互與集成以及電廠產(chǎn)業(yè)鏈中不同企業(yè)之間通信互聯(lián)的通信層級(jí)，包括橫向通信互聯(lián)、縱向通信互聯(lián)和端到端通信互聯(lián)等。

3）信息層 指用于表示其功能所需的資產(chǎn)信息的層級(jí)。大體對(duì)應(yīng)CPS的第2層（信息挖掘?qū)樱┖偷?層（網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容管理層）。信息層可利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、專(zhuān)家系統(tǒng)等手段，采用描述性分析、預(yù)測(cè)性分析、規(guī)范性分析等方法，遵循觀察、分析、行動(dòng)的流程，在感知/執(zhí)行層、通信層基礎(chǔ)上，為發(fā)電系統(tǒng)/設(shè)備功能和性能異常及性能衰退的早期預(yù)測(cè)、健康狀態(tài)分析及故障分析診斷處理，提供管理、控制方面的決策支持。

4）功能層 對(duì)應(yīng)于CPS的第4層（認(rèn)知層）和第5層（配置層），發(fā)電資產(chǎn)的全部邏輯功能和服務(wù)均被分配至功能層。本層從信息層的數(shù)據(jù)中獲取信息，并進(jìn)行深度處理后形成決策執(zhí)行信息，再返回信息層，直至通過(guò)感知/執(zhí)行層最終執(zhí)行。通過(guò)上下級(jí)各層的高度協(xié)同，從而使發(fā)電運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等高級(jí)智能功能。

5）業(yè)務(wù)層 指電廠業(yè)務(wù)流程及其框架性要求的層級(jí)。該層雖來(lái)源于ISA 95第4層（業(yè)務(wù)層），但卻高于ISA 95第4層，是緣于本層憑AI賦能而具有商業(yè)智能，可將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)信息，進(jìn)而做出適時(shí)的行為決策，執(zhí)行適時(shí)的業(yè)務(wù)管控。本層可包括法律法規(guī)要求，與資產(chǎn)特性相關(guān)的業(yè)務(wù)，如供應(yīng)鏈、營(yíng)銷(xiāo)管理等，也可通過(guò)企業(yè)間價(jià)值鏈的整合，形成新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)、業(yè)態(tài)。

3 智能電廠核心技術(shù)

智能電廠核心技術(shù)主要包括以下方面。

1）智能儀表/設(shè)備 包括智能感知（傳感、測(cè)量等）、執(zhí)行等智能儀器儀表和智能工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)無(wú)人機(jī)、智能汽輪機(jī)、智能鍋爐、智能水泵等智能設(shè)備以及VR、AR、MR等智能穿戴。一個(gè)對(duì)象不能被感知測(cè)量，就不能對(duì)其進(jìn)行控制管理優(yōu)化。

2）新一代通信技術(shù) 傳統(tǒng)的通信技術(shù)不能兼顧電廠控制和電廠管理等不同任務(wù)對(duì)時(shí)間敏感性的要求，處理VR、AR等高吞吐任務(wù)時(shí)時(shí)效性差，通信的互操作性、可信性等指標(biāo)也較低?；诳尚庞?jì)算機(jī)的時(shí)間敏感網(wǎng)（TSN）、5G等新一代通信技術(shù)的互操作性、可信性等指標(biāo)則大大提升。

3)建模與仿真 digital twin指物理資產(chǎn)的虛擬數(shù)字表示，包括功能、性能、結(jié)構(gòu)、商務(wù)、位置等方面。digital thread指將設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)維等全生命周期的數(shù)字資產(chǎn)互聯(lián)互通，集成一體。digital twin和digital thread是建模與仿真的核心，也是構(gòu)成數(shù)字電廠、智能電廠的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)僅停留在電廠的數(shù)字化，而未深入到數(shù)字電廠、智能電廠的核心。

4)數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析將大量的電廠生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)化為有用的信息集，使得電廠用戶(hù)可以識(shí)別發(fā)電運(yùn)行和維護(hù)中的隱性知識(shí)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電資產(chǎn)性能衰退和健康預(yù)測(cè)等高級(jí)功能。數(shù)據(jù)分析包括描述性分析、預(yù)測(cè)性分析、規(guī)范性分析等層級(jí)。目前國(guó)內(nèi)做得較好的電廠也僅達(dá)到描述性分析層級(jí)。

5)智能控制 指應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯概率、模糊邏輯、多變量模型識(shí)別及預(yù)測(cè)、智能體、機(jī)器學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、進(jìn)化計(jì)算和遺傳算法等人工智能計(jì)算方法的控制技術(shù)。通過(guò)智能控制在電廠的深度應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）等各類(lèi)復(fù)雜控制的自主運(yùn)行[10]。

6)自主決策或決策支持 對(duì)發(fā)電過(guò)程的監(jiān)控、資產(chǎn)的運(yùn)維/檢修/管理進(jìn)行自主決策或提供系統(tǒng)性、可視化、預(yù)知性的決策支持。

7)可擴(kuò)展的多層次安全體系 包括功能安全和信息安全等。

4 結(jié) 語(yǔ)

由新一代AI、ICT、OT、ET、MT等有機(jī)融合而成的智能電廠，終極目標(biāo)是構(gòu)建具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織等高級(jí)智能功能，具有高度韌性、魯棒性和安全性（包括功能安全和信息安全）的新型發(fā)電運(yùn)營(yíng)和管理模式。

智能電廠作為具有代表性的發(fā)電顛覆性技術(shù)，具有一定的前沿性。只有做好頂層設(shè)計(jì)，建立科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，堅(jiān)持政府推動(dòng)、科技引領(lǐng)、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、市場(chǎng)主導(dǎo)原則，才能使智能電廠技術(shù)釋放所積蓄的巨大能量，成為電力發(fā)展新的強(qiáng)大引擎，推動(dòng)發(fā)電生產(chǎn)力的整體躍升。

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Concept, architecture and core technology of smart power plant

ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei

(China Electric Power Planning & Engineering Institute, Beijing 100120, China)

To normalize the development of smart power plant, this paper specifies the term of smart power plant, based on differentiating and analyzing “Zhineng” and “Zhihui” in Chinese, “smart” and “intelligent”. It establishes the reference architecture of smart power plant including three dimensions about life cycle, system level and smart function after analyzing ISA 95 model and cyber-physical system (CPS) function level. Finally, the core technologies, including smart device, communication, modeling, analysis, control, making decision, safety and security, are explained.

smart power plant, concept, system architecture, life cycle, system level, smart function, core technology

TM621

A

10.19666/j.rlfd.201907146

2019-07-20

張晉賓(1967—)，男，碩士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榘l(fā)電新技術(shù)，jbzhang@eppei.com。

張晉賓, 周四維. 智能電廠概念、體系架構(gòu)及核心技術(shù)[J]. 熱力發(fā)電, 2019, 48(9): 9-13. ZHANG Jinbin, ZHOU Siwei. Concept, architecture and core technology of smart power plant[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(9): 9-13.

（責(zé)任編輯 杜亞勤）