李志军
浙江浙能镇海发电有限责任公司 315208
摘要：近年来，以大数据技术为核心所产生的“智能电厂”构想在电力行业中被频繁提及。智能电厂作为数字化电厂的进一步升级，能够带来可观的收益，是未来电厂的必然发展方向，将现有的发电厂升级转型为智能电厂是大势所趋。但与此同时，建设智能电厂也会面对一定的阻力，包括技术难题以及人才缺失等。本文就将浅析以大数据技术为主的智能电厂构想在发电厂的应用前景。
前言
而近十年来，随着信息技术的日臻成熟，对于大量数据的分析和处理技术（即“大数据技术”）也不断发展。由于大数据技术致力于数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析，从中创造新的价值，其应用价值已得到各个行业的高度重视。《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知（国发【2015】50号）》中明确要求“推动大数据在工业研发设计、生产制造、经营管理、市场营销、售后服务等产品全生命周期、产业链全流程各环节的应用、分析感知用户需求，提升产品附加价值，打造智能工厂”，同时党的十九大报告再次提出“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济的深度融合。”这一要求落实到电力行业中，便是要求现有电厂尝试打破技术壁垒，加速数据强国建设进程，依托大数据技术将数字化电厂改造建设成新一代的智能电厂。
一、什么是智能电厂
根据我国自动化学会发电自动化专业委员会等相关权威组织机构的联合探讨，智能电厂是广泛应用现代化信息处理技术，以现代化通信技术为作为前提，采用智能控制、管理决策技术等，实现环保、高效、节能、安全运行等目标，并与智能电网达成协调发展的发电厂。和数字化电厂的主要区别是，数字化电厂主要对于电厂的发电设备、材料属性、控制过程以及相关事务处理进行数字化，将原有的大部分需要手工监测计算的工作任务、业务决策转为数字化处理。而智能电厂是在数字化电厂发展的基础上，融入了互联网技术和大数据处理技术，从而达到减少生产和管理活动中人为因素的干预，进一步提高电厂的自动化和智能化水平的目标。和数字化电厂相同，智能电厂也以数字化技术贯穿了全部的生产过程，但由于智能电厂不但能实时监测电厂设备与系统运行，还能根据数据对设备进行智能调整，提供优化方案，其现代化和自动化程度更高、操作运行更为可靠。
二、智能电厂建设的必要性
随着电厂的发展，其在日常管理中遇到的问题以及困难会越来越多。电厂的规模不断扩大，所要消耗的燃料就越多，所消耗的燃料成本也就越来越高，如何对燃料的消耗进行合理管理，需要依托于大数据的计算，建设智能电厂之后，在大数据的背景下，电厂能做到对燃料的精细化管理，从最大程度上降低成本，并减少燃料在使用过程中的损耗。
于此同时，随着规模扩大，发电厂的发电机组出现不同的型号、类型。同时，就算发电机组型号一致，其运行参数也需要各自调整，发电机组所产生的运行数据、参数设置会体现出一定的多样性甚至是不完整性是正常现象。为保障不同的发电机组正常运行且优化其运行方案，发电厂需要建设统一的管理平台来对其进行统一调度、管理。其次，电厂需要对故障进行及时处理，而故障的排查需要耗费一定的人力物力，及时发现、排查故障的难度变得越来越大，而智能电厂提供的智能数据管理、监测系统能为解决这类困难提供较大的便利。
智能电厂的另外一个优势在于能实现生产流程的进一步自动化。建设智能电厂的其中一个目标是利用机器人代替部分工人的实地操作，使得工人从实地操作转为远程控制指挥。采用机器人进行自动化操作既能降低工人在工地工作产生工伤的风险，又能减少人工操作产生的失误。
三、建设智能电厂所能带来的优势
1、经济高效
智能电厂能带来的最主要的优势便是高效。这一点体现在两个方面，一是能够明确电力生产的流程，并且对电力生产的各个环节进行有效监管，通过统一的大数据平台能够对每一个生产环节进行监测管理，使得生产环节更透明。第二个方面是能有效收集电厂的经营数据和参数，能根据实际情况及时调整生产计划，管理控制方案等，从而实现经济效益的最大化。
2、安全
智能电厂的第二个优势便是安全。前文已经提到过，智能电厂能较快修复电厂故障，减少人为干预和影响。而与此同时，基于大数据，智能电厂能根据不同的环境条件、天气状况计算出不同的电厂运行方案，提高其承受自然灾害的抵抗能力。 例如地处沿海地区的发电厂，在夏季可能会受到台风影响。通过智能电厂的建设，电厂在台风天气中会运行独特的方案来确保设备的运行正常。
3、环保
前文中提到，智能电厂中有一套对于燃料的精细化管理系统。管理系统不仅能给出燃料燃烧的合理方案，还能对燃料的成分进行精细分析，做到对煤炭中含有的污染成分、含量进行估算，进一步对燃料在燃烧的过程中排放的气体进行成分预估。同时，为做到环保排放，智能电厂还可以实时监测在燃烧发电过程中的排放的气体成分数据，如果污染物超标则会提出预警并且进行燃料燃烧方案的调整，尽量将检测指标控制在允许排放的标准范围之内。
四、智能电厂应用于镇海发电厂的可行性及可能遇到的阻力
在建设大数据平台这一方面，主要实现性能计算与耗差分析、节能优化与环保数据监测、为全厂资源优化调配提供数据支持功能的大数据平台的组成部分较多。其中，实时监控功能需要利用HTML5技术，在网络以及移动客户端实现对于机组的集散控制系统（Distributed Control System, DCS）全部画面的监控；性能计算部分要求管理人员依据国家标准或者行业标准对设备、系统和机组性能进行数学建模，实现在线计算；分析统计功能要求大数据平台提供历史数据的查看、多维分析等功能，提供机组启动停止统计以及机组、电厂的性能指标计算分析并对重要测点在未来的趋势预测。该大数据平台的构建需要大量从事信息技术、统计以及电力工业方面的专业人才组成团队来进行规划建设，且大数据平台建成需要进行多种测试确保其能正常运行且有效提高发电厂效率，需要投入大量的人力物力财力。发电厂对于高科技人才的吸引力较弱，而发电厂内的技术人才又相对匮乏，因此，如何组建出建设智能电厂的核心团队是发电厂面临的主要阻力。
智能电厂的另外一个重要的组成部分是智能化的设备操作和检修系统。这种智能系统能充分利用图像处理和数字影像技术，与生产过程相结合，实现智能化设备操作以及检修维护。该智能系统的技术依据主要是增强现实（Augmented Reality, AR）以及虚拟现实（Virtual Reality, VR），这种基于数字化三维建模的各种应用技术已经相对成熟，但是发电厂如何应用也存在着不小的阻力。如何对发电机组进行三维建模，三维建模之后智能化操作系统与设备之间如何联动，普通工人如何使用这样的智能化操作系统等都是需要得到妥善解决的问题。
五、结语
在电力行业中，依托大数据技术的新一代智能电厂毫无疑问是未来发电厂的发展方向。对于发电厂来说，越早完成智能电厂的升级转型，其经济效益就会越早体现，对于电厂的进一步发展规划也越有利，且智能化后带来的各方面效益将会非常明显。虽然在升级进步的过程中不可避免地会遇到些许阻力，但依然不能阻挡其升级成为智能电厂的光明前景。
参考文献
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