王哮江

（國家電投集團協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224000）

0 引言

改革開放以來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛，尤其是能源電力需求量逐步增大。這給電力行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的機遇，同時也帶來了諸多挑戰(zhàn)，各項技術(shù)手段的不斷優(yōu)化，使得諸多新興技術(shù)體系不斷迸發(fā)，其中數(shù)字化智慧電廠便是主要的發(fā)展趨勢。根據(jù)自身實際水平總結(jié)建設(shè)經(jīng)驗，完善現(xiàn)有電廠的智能化體系結(jié)構(gòu)，可以有效提升電力企業(yè)的管理水平和工作效率。另外，現(xiàn)今社會大力推行信息化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，這就催生出全新的工作體系，這有助于社會經(jīng)濟發(fā)展，另外也促進了行業(yè)進步，數(shù)字化智慧電廠正是信息化在火力發(fā)電企業(yè)深入應(yīng)用的體現(xiàn)，因此，為了適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，滿足社會的需求，火力發(fā)電企業(yè)向數(shù)字化智慧電廠轉(zhuǎn)型是大勢所趨。

1 數(shù)字化智慧電廠的現(xiàn)狀和結(jié)構(gòu)

我國在完成十三五規(guī)劃后，對能源利用提出著重發(fā)展的建議，積極推動互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的發(fā)展。其中，煤電行業(yè)成為主要的優(yōu)化方向之一，力求在引進智慧化技術(shù)后，可以實現(xiàn)成本降低、效率增加的效果。同時，國家要求煤電行業(yè)工作人員要積極攻關(guān)智能控制技術(shù)，研發(fā)基于先進科學(xué)技術(shù)背景下的新型管理體系和工作系統(tǒng)，優(yōu)化自身技術(shù)手段降低工作過程中的環(huán)境污染和成本造價，滿足當(dāng)前日新月異的工作需求。還要利用科學(xué)手段建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，對整個工藝流程中的數(shù)據(jù)指標(biāo)進行全面把控，有效的提升生產(chǎn)穩(wěn)定性，確保企業(yè)發(fā)展具有良好的基礎(chǔ)。

現(xiàn)如今，我國相關(guān)專家學(xué)者已經(jīng)對智慧電廠的構(gòu)建提出初步計劃，并且一些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)開始落實，也明確了優(yōu)化方向，確?，F(xiàn)如今的煤電行業(yè)獲得了長足發(fā)展?，F(xiàn)階段的火電智慧電廠，其結(jié)構(gòu)通常是由智能傳感器、硬件設(shè)備，數(shù)據(jù)融合接入和應(yīng)用服務(wù)等多領(lǐng)域的先進技術(shù)手段不斷交融所形成的全新工作體系，不同的火力發(fā)電廠，根據(jù)自身需求可以選擇合適的模式，通常情況下，會將整體結(jié)構(gòu)劃分為數(shù)據(jù)、安全、生產(chǎn)、經(jīng)營和綜合五大領(lǐng)域，其具體的結(jié)構(gòu)情況如圖1所示[1]。

圖1 火電智慧電廠整體結(jié)構(gòu)圖

2 火電智慧電廠技術(shù)路線

2.1 數(shù)據(jù)路線

火電智慧電廠實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、一體化管理的數(shù)據(jù)工作模式是智慧電廠建設(shè)的基礎(chǔ)，在整體的設(shè)計和生產(chǎn)運營階段，需要重點注意數(shù)字化技術(shù)和數(shù)據(jù)平臺的有效融合，其中大致的發(fā)展方向主要包括兩種：

首先是數(shù)字化設(shè)計，智能電廠的數(shù)字化設(shè)計會在整個工藝流程中不斷的體現(xiàn)出來，它能夠為整個生產(chǎn)線提供清晰準(zhǔn)確的三維立體模型，確保設(shè)備零件的位置正確、各項數(shù)據(jù)指標(biāo)準(zhǔn)確、設(shè)備的狀態(tài)健康、實現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)和生產(chǎn)線的有機聯(lián)動確保生產(chǎn)穩(wěn)定。通常數(shù)字化設(shè)計會在檔案管理、數(shù)據(jù)交互、模型建立等方面體現(xiàn)其作用?，F(xiàn)如今火電智慧電廠中，需要重點解決的便是三維模型交互引擎和先進的三維模型建造技術(shù)，這兩點是數(shù)字化設(shè)計在火電廠中工作的核心技術(shù)手段，只有其支撐能力足夠穩(wěn)定，才能確保后續(xù)工作開展[2]。其中，三維立體交互技術(shù)通過算法、芯片技術(shù)、渲染技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云端儲存技術(shù)來實現(xiàn)功能的，普遍的交互引擎包括unity3d和ogre等等，合理的掌握這些引擎的使用方法，便可以推動數(shù)字化設(shè)計領(lǐng)域不斷進步。而且先進的數(shù)字化三維建模，主要包括特征建模和逆向建模，逆向建模主要是用于投運時間比較久的數(shù)據(jù)儲存組和特征建模相比，比傳統(tǒng)建模更能真實的反應(yīng)設(shè)備的情況，但所需要的數(shù)據(jù)量也是龐大的，必須經(jīng)過長時間不斷的數(shù)據(jù)收集，才能得到足夠準(zhǔn)確的立體模型。這些年國內(nèi)外各研究機構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)考慮將逆向建模手段和人工智能AI技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)特征建模和逆向建模的有機結(jié)合，降低所需數(shù)據(jù)量，提升工作效率。

其次便是一體化數(shù)據(jù)平臺，現(xiàn)階段各企業(yè)的生產(chǎn)速度龐大，如果不能進行有效的分類儲存，在未來后續(xù)工作開展時不能便利的檢索到所用信息，會嚴重影響工作效率，所以企業(yè)必須構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)平臺將各生產(chǎn)線反饋而來的數(shù)據(jù)進行分類儲存。在后續(xù)工作開展時，根據(jù)關(guān)鍵詞等信息，可以迅速的檢索到所需要的數(shù)據(jù)，建立儲存處理分析一體的數(shù)據(jù)平臺，避免過程時間損耗，以提升了工作效率，降低了成本造價。

2.2 安全路線

火電智慧電廠中的安全問題是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，在我國任何行業(yè)安全問題都要放在首位，無法保障安全的工作是無法通過國家審核的。所以根據(jù)實際時間階段和應(yīng)用空間范圍等指標(biāo)的不同，分類細化的進行安全保障工作是必要的，下面對其主體部分進行說明。

（1）基建管理。在火電廠基建時期，規(guī)章制度的建立有利于工作人員能力的培養(yǎng)，相關(guān)知識的培訓(xùn)以及設(shè)備的合理安裝和使用都會和安全問題直接掛鉤。所以在基建階段建立一套成熟的安全保障體系，合理的應(yīng)用智能化技術(shù)會為整個工程的安全水平帶來質(zhì)的提升。這就需要從工程建設(shè)階段的安全問題、質(zhì)量問題、工程進度、成本造價等影響因素進行全面考慮，將門禁安全防護設(shè)施、機械合理管理、外包人員統(tǒng)籌管理、精細化管理、車輛管理、違章管理等方面定為安全管理的主要控制內(nèi)容，將提升基建過程中的整體安全管理水平。人員的統(tǒng)籌管理要結(jié)合現(xiàn)場施工需求，考慮到定位精準(zhǔn)度和建設(shè)成本，選擇與之適配的工作人員進行工作，也要確保其本身具有足夠的專業(yè)能力，能夠應(yīng)對工作需求，同時保障自身安全。另外，還要借助新興的技術(shù)體系來保障安全，比如綜合的圖像識別技術(shù)，可以將反饋所得的數(shù)據(jù)制作成直觀的圖像，反饋給工作人員，實現(xiàn)過程精確識別，并且隨著其相關(guān)領(lǐng)域的不斷鉆研，許多技術(shù)手段在不斷更新發(fā)展，其效果也在不斷提升，算法日益成熟。信息化手段現(xiàn)已成為安全保障工作的重點研究方向[3]。

（2）生產(chǎn)安全管理。生產(chǎn)安全顧名思義就是生產(chǎn)過程中的智慧安全管理，主要的手段包括人臉識別、智能門禁、外包管理和安全提示等等。這些都是為了保障員工在生產(chǎn)過程中，不會因為突發(fā)事故導(dǎo)致自身生命財產(chǎn)安全受到損害，同時也是依靠門禁的防護措施，實現(xiàn)人員管控，避免內(nèi)部出現(xiàn)非專業(yè)性人員，減少突發(fā)事故的發(fā)生頻率。

（3）網(wǎng)絡(luò)安全?，F(xiàn)階段我國火電廠中大量使用了信息化、智能化技術(shù)，大幅提升了工作效率，但也帶來了更多的風(fēng)險來源。因為網(wǎng)絡(luò)信息安全無法得到保障，進而影響生產(chǎn)的情況不在少數(shù)，所以電廠要部署專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系，推動技術(shù)應(yīng)用進程，避免風(fēng)險發(fā)生，提升安全保障能力。網(wǎng)絡(luò)安全主要分為軟件和硬件兩方面，軟件安全要通過對其內(nèi)部數(shù)據(jù)和使用情況進行多層加密，避免外來人員輕易破解獲取數(shù)據(jù)。硬件防護則需要通過加裝防護設(shè)施，避免非專業(yè)性人員事物碰觸設(shè)備，并利用先進的加密技術(shù)和安全框架對訪問權(quán)限進行統(tǒng)籌管理，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全，終端安全。

2.3 生產(chǎn)路線

通過對火電生產(chǎn)不同階段工藝流程的分析，拿供熱系統(tǒng)來說可以將生產(chǎn)路線分為控制，檢修，供熱三個方面。通過應(yīng)用先進的科學(xué)技術(shù)，可以優(yōu)化當(dāng)前設(shè)備的運行模式，確保其具有足夠的安全性，經(jīng)濟性和環(huán)保，最終保障生產(chǎn)質(zhì)量。借此首先要對控制工作進行優(yōu)化，明確控制的目的是利用先進手段來對工藝全過程進行合理的測量和把控，利用智能終端來測量難以獲得的重要參數(shù)，進而提升工作水平，再優(yōu)化當(dāng)前算法，不斷提升工作系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用[4]。從技術(shù)應(yīng)用和工藝流程角度來看，可以將智能化控制分為設(shè)備控制和數(shù)據(jù)控制等等，企業(yè)應(yīng)用的智能測量技術(shù)，主要是指在線測量，通過紅外檢測技術(shù)等多種手段，打破傳統(tǒng)的測量模式，獲取更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。其次，智能檢修便是通過先進的手段對設(shè)備的故障情況進行及時診斷預(yù)判，以組織實時的合理化檢修，杜絕過修，降低成本造價，并且在工作過程中實現(xiàn)全面的智能預(yù)警，遠程診斷和狀態(tài)監(jiān)測。這就需要工作人員合理安排檢修周期，提升工作規(guī)范性，確保經(jīng)濟收益和安全性。最后是供熱問題，因為整個火電智慧電廠工作需要多種能源，聯(lián)合供應(yīng)來實現(xiàn)整體穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，因此，確保能源供應(yīng)穩(wěn)定，促進多樣功能有機融合便是主要的發(fā)展方向。在這過程中，便要將熱能供應(yīng)來源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)站使用者和收費端等多種系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)整合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的共享，促進相互之間的聯(lián)動性發(fā)展，做到各個點位的實時調(diào)度，實現(xiàn)智能供熱[5]。

3 結(jié)語

通過分析和研究得知，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，電力能源需求量日益增大，火電智慧電廠的合理構(gòu)建是必要的，同時也是行業(yè)發(fā)展的需要?；诖?，本文對火電智慧電廠的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行詳細論述，明確實際工作中的技術(shù)路線。旨在幫助電力企業(yè)明確管理難點和優(yōu)化方向，為未來行業(yè)發(fā)展和社會進步保駕護航。