关于智慧电厂建设的探究

关于智慧电厂建设的探究

安晓明

（国家能源集团兰州热电有限责任公司甘肃兰州730020）

摘要：当前，智能技术的应用已成为趋势。在现代化城市的庞大用电需求背景下，智慧电厂建设成为国内电厂发展的重点，因此本文对智慧电厂进行了研究。

关键词：智慧电厂；智能发电；典型研究方向；关键技术

引言：

智慧电厂指的是发电领域中信息化与智能化技术的有效融合，包含大数据、可视化以及智能控制等技术。智慧电厂和智能发电技术迅猛发展，已经逐渐成为能源互联网技术发展过程中一项重要组成。智慧电厂的研究和应用主要领域仍集中在燃煤火电厂智慧化发展方面。智慧发电属于智能制造的一部分，本文就此展开了研究分析。

一、智慧电厂典型研究方向

（一）三维空间定位与可视化智能巡查

当前计算机运算能力和软件应用水平明显提高，三维空间设计建模的实现可能性越来越高。利用三维空间定位方式，能够提高设备、仪表以及隐蔽工程等方面信息可视化。以WIFI无线自组网技术三维定位为基础，与巡检人员的智能终端相结合，利用无线通信技术以及图像识别等技术，能够提高现场设备巡检水平，针对存在的缺陷展开自动化管理。另外，通过设备与人员定位等方式，还能够实现智能安防等智能管理功能。尤其在技术进一步发展过程中，可以应该各类机器人等，实现无人化智能巡检。其中，所包含的关键技术还有设备参数自动识别、异常数据归档、风险预警等。

（二）炉内智能检测与燃烧优化控制

以光谱、激光、电磁等为基础的先进检测技术，能够为炉内煤粉分配、参数分布、排放分析等全局闭环优化控制创造条件。尤其随着计算机技术的发展进步，智能控制技术实用性越来越高，在各类优化控制平台载体推广应用过程中，电站控制参数智能化技术迅猛发展，在此基础上，DCS功能得到优化和改进。通过对先进机理检测技术、燃烧器煤种在线识别、最优目标预测控制等技术手段的整合，能够在保证安全环保情况下使锅炉燃烧效率得到实时闭环最优控制，生产水平有了明显提升。

（三）数字化煤场与燃料信息智能互动

在燃煤电站中，原煤属于一项主要生产成本，煤场空间面积大，采集与管理工作任务繁重，涉及到多种不同煤炭种类，配煤掺烧以及适应性调整等工作操作难度非常大。图像识别和信息可视化等技术的应用，能够实现对整个煤场空间的4D信息管理，使煤场空间布局以及运行计划得到优化和改善，通过数据利用技术等，提高锅炉与煤场信息互动和交流有效性，提高煤种混烧智能化水平。

（四）信息挖掘与远程专家诊断预警

发电机组运行过程中会有故障和问题出现，通过对这些故障分析和操作的记录，可以作为一项宝贵的信息资源，与结构化储存以及检索等技术相结合，具有非常高利用价值。另外，利用这些信息资源，还能够实现对机组运行过程中实时数据、历史数据的分析诊断，提高故障诊断有效性，有问题出现时可以在线报警。通过远程专家AR互动平台系统，还能够跨区域实现数据和资源的共享，在现有的技术监督远程平台、知识信息管理平台等技术支撑下，与先进的数据挖掘与风险预测技术、全局风险预警设置等技术相结合，能够从区域或者集团角度出发，提高设备运行状态管理水平。

（五）智能门禁系统的应用

智慧门禁系统正在迈向集门禁管理、监控视频和安保系统的发展趋势，在开展设计工作中要注重结合软件和硬件的基本特征，保证能够实现整体发展。门禁系统由信息收集管理，识别软件系统、视频监控系统、安保报警软件等构成，信息收集软件是通过进行对工作人员进行信息采集实现的，对采集到的信息进行录入，要实现更改、删除等改变人员信息的功能。门禁软件识别系统是通过收集到的信息对监控的人员进行信息核对，并且还能够记录通信记录和查询记录等功能，按照不同的功能需求可以利用卡、指纹和虹膜等进行识别。视频监控软件是通过对采集的视频进行存储，确保能够进行查询。报警软件是在门禁系统发出警告信号时，可以快速及时的进行报警功能，让安保人员能够快速的到现场进行工作。

二、智能发电技术的典型应用

（一）智能燃烧优化控制技术

智慧电厂的建设主要是为了充分利用各类智能优化技术以及高效节能控制策略等，提高机组整体运行经济性。尤其是在国家节能减排政策力度不断增大情况下，国内很多新的燃煤机组从工艺改进角度出发提升机组发电效率已经很难再有大的突破。当前风电、水电、光伏发电等可再生能源发电容量不断增大，但是在大量调峰需求方面仍需要通过煤电机组实现，尤其在一些经济相对较为发达的沿海地区，在特高压电方面外来电占有非常大比例，燃煤机组平均利用小时数不断下降，很多机组长时间处于低负荷运行状态，很难取得理想的运行效益。智能燃烧优化控制技术主要是起到高效节能作用，在实际应用中能够充分发挥其价值和作用，与先进的智能算法和检测技术相结合，在控制投资成本前提下，使整个机组取得更多的经济效益。

当前应用较为广泛的煤种辨识燃烧优化方案具体有以下几种：第一，通过控制氧量、煤量分配以及风门开度等方式，建立相应的燃烧简化数字模型，实现对机组锅炉效率的优化控制；第二，利用对煤质的在线检测，了解当前燃烧煤种状况，以此为基础，结合锅炉各项运行参数实现对锅炉效率的准确计算；第三，利用煤质在线检测，明确各层燃烧器当前所燃烧的煤种，对磨煤机煤粉细度和出口温度展开动态性控制，结合具体的煤种对设备状态进行调整和优化，提高整体运行水平；第四，利用免疫遗传等算法优化模型，获取最大参数信息，实现对整个燃烧过程的优化和完善，提高锅炉运行有效性。

（二）基于智能终端和机器人应用的智能巡检、运维系统

发电厂智能巡检系统融合有传感器技术、定位技术、图像识别技术、机器人等先进技术手段，提高发电厂设备检测有效性。智能巡检系统在结构方面包含有数据库服务器、图像识别等智能终端和管理系统。智能巡检过程中，巡检设备需要在移动和巡检的同时实现对各类数据的处理和交互，必须要有稳定的无线网络等作为支撑。系统在移动智能终端方面可以选择多种形式，比如，智能采集终端、巡检机器人等。智能巡检机器人可应用在全厂各个范围开阔平坦地带，能够实现对重要和危险设备的准确分析，部分空间智能机器人无法进入，可选择巡检人员使用智能采集终端完成检测。

（三）智慧电厂工控系统信息安全技术

智慧电厂工业控制系统信息安全能够使设备和系统的可用性、完整性等得到有效保证，以此为基础，提高整个智慧电厂控制与管理系统运行安全水平，避免恶意代码或者黑客入侵等所造成的攻击和破坏，降低发电厂系统事故和各类安全事故发生率。

智慧电厂工业控制系统具备可管、可控、可知、可信等特点，其中，可管指对智能电厂信息安全管理机制进行优化，提高领导水平，健全各类防护管理制度；可控指提高网络边界安全防护水平，做好系统安全域的划分，保证各网络设备能够满足安全域保护要求；可知指利用的大数据信息安全事件实现对信息安全控制的深入发掘，及时发现存在的异常情况，健全安全态势感知体系；可信指根据当前国家信息安全等级保护方面要求，加强在主机、终端、数据等安全防护水平，使计算机环境安全得到保证。

结语

在电力市场转型和发展过程中，智能发电技术的发展主要集中在清洁、高效、安全等方面，尤其随着先进检测技术、人工智能、信息可视化技术的发展，智能发电技术将会产生更为重要的价值和作用，促进火电厂智能化。智能化技术的发展将会实现对电厂传统面貌的优化，发展为智能电网重要组成，促进社会的持续稳定发展。

参考文献：

[1].管理+技术+价值创造打造全新智慧电厂[J].中国设备工程,2018(11):23-27.

[2]钱澄浩,张静.智慧电厂建设研究[J].四川电力技术,2017,40(05):87-90+94.