“新基建”的本質(zhì)是數(shù)字化建設(shè)，即借助5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化。“新基建”的加速發(fā)展，無疑也將為水、電、燃氣等公共基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域注入新動能。

經(jīng)濟發(fā)展，電力先行。作為推動經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵因素，改革開放四十多年來，電力行業(yè)得到長足發(fā)展。然而，從發(fā)電環(huán)保性、電力備用率、供電可靠性等方面來看，我國電力行業(yè)還有很長的路要走。而智能電廠建設(shè)，是實現(xiàn)企業(yè)卓越運營和可持續(xù)性發(fā)展的必由之路。目前，典型的電力行業(yè)已經(jīng)具備較高的自動化水平，但尚未實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。隨著更加激烈的市場競爭環(huán)境和國家更為嚴格的安全生產(chǎn)與環(huán)保要求，實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的生產(chǎn)，是電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主題。

電力發(fā)展 智能先行

生產(chǎn)設(shè)備的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，是電力行業(yè)智能電廠建設(shè)的基礎(chǔ)。首先，智能化的生產(chǎn)設(shè)備能夠主動地感知環(huán)境的變化，并采取相應(yīng)的控制策略實現(xiàn)自身的調(diào)整，以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運行；其次，智能化的生產(chǎn)設(shè)備還可以將相關(guān)的信息通過工業(yè)數(shù)據(jù)總線或物聯(lián)網(wǎng)，及時、準確、完整地傳遞到其他設(shè)備和系統(tǒng)，不但實現(xiàn)單個設(shè)備的智能化，而且有助于整套生產(chǎn)工藝設(shè)備的智能聯(lián)動，確保整個生產(chǎn)工藝過程處于優(yōu)化運行狀態(tài)。在保證生產(chǎn)負荷的情況下，響應(yīng)速度更快、控制的更加平穩(wěn)以及能源損耗最低；再次，智能化的生產(chǎn)設(shè)備具有強大的自診斷能力，除了可實現(xiàn)有效的設(shè)備資產(chǎn)管理，而且可以借助大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)測性維護，降低非計劃停機的可能性。

生產(chǎn)層面上采用新技術(shù)，使企業(yè)運行更加安全、穩(wěn)定和高效成為可能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過捕捉過程信息，進行數(shù)據(jù)分析，一方面可以辨別過程中可能出現(xiàn)的問題，預(yù)先采取措施，將故障消滅在苗頭之中，以實現(xiàn)生產(chǎn)更加安全和穩(wěn)定，另一方面可以找到更優(yōu)的運行方式，實現(xiàn)最好的經(jīng)濟效益。

經(jīng)營層面上通過實現(xiàn)智能化，企業(yè)能夠根據(jù)市場波動不斷對生產(chǎn)計劃進行調(diào)整，能夠準確地掌握生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，跨領(lǐng)域進行團隊的高效協(xié)作，有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)、安全、環(huán)保以及低碳的發(fā)展。

智能化發(fā)展 新技術(shù)先行

目前，電力行業(yè)正在大力推廣智能電廠建設(shè)，已廣泛采用現(xiàn)代信息處理和通信技術(shù)、智能測量以及先進控制等技術(shù)，最大限度地實現(xiàn)電廠的安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)保、智慧運行。深度應(yīng)用“新基建”領(lǐng)域中的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的深度融合，消除信息孤島，實現(xiàn)智慧決策。

和利時結(jié)合近30年的電廠控制成熟經(jīng)驗，可通過生產(chǎn)智慧管控中心和生產(chǎn)智能控制中心的建設(shè)，形成一種具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自趨優(yōu)、自恢復(fù)、自組織的智能電廠，實現(xiàn)智能發(fā)電運營控制管理新模式，使得企業(yè)達到更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的經(jīng)營生產(chǎn)目標。

圖1 智能電廠系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

智能電廠建設(shè)不僅面向大型燃煤火電機組，還可面向中小型發(fā)電企業(yè)。以管控一體化平臺為基礎(chǔ)，建立電廠數(shù)據(jù)倉庫，實現(xiàn)三維實時信息監(jiān)視；

結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，建立生產(chǎn)、經(jīng)營和運行優(yōu)化系統(tǒng)；

通過先進的一次風(fēng)粉測控技術(shù)實現(xiàn)均衡燃燒、各噴口煤量煤質(zhì)的精準測控，通過先進的二次風(fēng)軟測量技術(shù)實現(xiàn)各噴口風(fēng)量的精準測控，利用鍋爐燃燒數(shù)值模型、大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)變負荷變煤質(zhì)下鍋爐安全、高效、經(jīng)濟、環(huán)保的智能燃燒；

通過智能感知技術(shù)，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+的安全管理系統(tǒng)；

通過將生產(chǎn)過程與管理過程深度融合，提高電廠管控一體化水平；

通過在線指標統(tǒng)計和分析，為企業(yè)管理者提供輔助決策，全面提升經(jīng)營管理水平和生產(chǎn)技術(shù)能力；提升機組負荷及燃料適應(yīng)性，減少污染物排放；減少非停，提升機組可靠性；依靠科學(xué)運行和精細管理實現(xiàn)節(jié)能減排、減員增效的目標。

管控中心部署在廠級信息化平臺，提供智能電廠各管理系統(tǒng)的入口和管理。管控中心功能運行的基礎(chǔ)是全廠數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，數(shù)據(jù)中心通過抽取生產(chǎn)、經(jīng)營、燃料、設(shè)備、信息和集團等系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建立全廠的數(shù)據(jù)中心平臺，實現(xiàn)信息高度融合。管控中心部署的主要模塊包括三維虛擬電廠、綜合信息管理、基于互聯(lián)網(wǎng)+的智能安全管理、智慧決策系統(tǒng)、移動應(yīng)用等，為電廠的精細化運營提供決策支持，形成全廠統(tǒng)一的決策指揮體系，實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的一體化創(chuàng)新管理模式。

圖2 控制層智能生產(chǎn)模式

智能電廠生產(chǎn)控制中心通過與原DCS一體化的高性能主控單元和高性能服務(wù)器組成的建設(shè)，在DCS控制層形成具有運算復(fù)雜算法能力的智能DCS。在操作員站與原畫面無縫融合實現(xiàn)智能燃燒調(diào)整、智能運行監(jiān)控。由于智能化的DCS與原控制系統(tǒng)無縫連接，未來可以依托該平臺實現(xiàn)原SIS系統(tǒng)中與生產(chǎn)密切相關(guān)的功能在控制層實現(xiàn)，整合行業(yè)先進的智能運行APP，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的能效大閉環(huán)控制，逐步實現(xiàn)“無人干預(yù)、少人值守”的智能化生產(chǎn)模式。

智能電廠的最終建設(shè)，將會面向電廠全生存周期，利用新一代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、檢測/控制/工程/運行/維護/管理技術(shù)，以發(fā)電系統(tǒng)為載體，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)或過程，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)，從而實現(xiàn)全局（包括發(fā)電產(chǎn)出、可利用率、效率、可靠性、可維修性、靈活性、損耗等）或局部優(yōu)化目標，實現(xiàn)安全、可靠、綠色、經(jīng)濟、靈活的電力可持續(xù)供給的電廠。