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智慧電廠(chǎng)是以物理電廠(chǎng)、數字化電廠(chǎng)為基礎，以發(fā)電過(guò)程的數字化、自動(dòng)化、信息化、標準化為基礎，以管控一體化、大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、AR虛擬現實(shí)為平臺，集成智能傳感與執行、智能控制與優(yōu)化、智能管理與決策等技術(shù)，形成一種具備自學(xué)習、自適應、自組織、自趨優(yōu)、自恢復的智能發(fā)電運行控制管理模式，實(shí)現更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產(chǎn)目標。達到智能感知、信息融合、智能算法、智能決策、管控一體化、全生命周期管理。采用系統性的理論和內部資源配置優(yōu)化理念，重新對所有內部資源再認識、再整合，使得電廠(chǎng)運行更加可靠，技術(shù)更加先進(jìn)，系統更加合理，管理更加柔性，發(fā)展更加持續，經(jīng)濟效益和社會(huì )效益更加提高。

智慧電廠(chǎng)的建設包含基礎設備、實(shí)時(shí)控制、系統優(yōu)化、生產(chǎn)管理和電廠(chǎng)決策等。智慧化電廠(chǎng)在數字化電廠(chǎng)結構內容的基礎上進(jìn)行了不同程度的豐富和發(fā)展。在實(shí)時(shí)控制層面，包括汽機、鍋爐、電氣、輔機等的DCS一體化控制系統，保證火電廠(chǎng)的平穩安全運行。智能化電廠(chǎng)在此基礎上，通過(guò)使用預測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制以及遺傳算法等各種智能控制和算法，實(shí)現機組的優(yōu)化控制，從而使機組更加高效和安全，達到節能降耗的目的。在系統優(yōu)化層面，數字化電廠(chǎng)與智能化電廠(chǎng)均具有廠(chǎng)級監控信息系統（SIS），對廠(chǎng)級生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控，分析和優(yōu)化控制系統和機組性能，并對下層的實(shí)時(shí)控制層進(jìn)行指導。智能化電廠(chǎng)在此基礎上，還加入智能化煤場(chǎng)、數字化視頻監控等。在生產(chǎn)管理層，數字化電廠(chǎng)與智能化電廠(chǎng)都以電廠(chǎng)資產(chǎn)管理為主線(xiàn)對電廠(chǎng)的機組性能指標進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現電廠(chǎng)的經(jīng)濟、高效和安全地運行。此層根據從上層的電廠(chǎng)決策層取得的經(jīng)營(yíng)指標制定生產(chǎn)計劃，并為下層的系統優(yōu)化層提供指導。智能化電廠(chǎng)在此基礎上，可結合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建移動(dòng)信息管理平臺，使火電廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)管理者可以隨時(shí)隨地獲取電廠(chǎng)的相關(guān)信息，提高全廠(chǎng)的現代化管理水平。

智慧型電廠(chǎng)，主要是對現有SIS系統和MIS系統的深度利用和升級優(yōu)化，建立歷史數據庫，增加大數據分析，達到自主分析，機組海量數據將極大地推動(dòng)人工智能技術(shù)在智慧電廠(chǎng)中的落地應用。結合首鋼京唐公司自備電站2×300 MW機組實(shí)際情況，立足現場(chǎng)，需求導向，整合資源，先點(diǎn)后面，我們需要用簡(jiǎn)單、省力、準確的方法解決現場(chǎng)問(wèn)題，實(shí)現無(wú)紙化辦公，釋放勞動(dòng)力，減少人為干預，可從以下五個(gè)方面進(jìn)行智慧化建設。

3.1 智能監盤(pán)

智能監盤(pán)系統基于廠(chǎng)級監控系統（SIS）平臺，在深入挖掘和分析SIS的海量歷史運行數據基礎上，建立各類(lèi)參數的預測模型和評價(jià)模型，從設備安全性、系統安全性、經(jīng)濟性、自動(dòng)化水平、運行狀態(tài)五個(gè)維度對機組健康度進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評價(jià)，提前預警故障征兆，輔助并減輕運行人員繁重的監盤(pán)工作。采用機組健康度分值顯示，畫(huà)面單一，監控簡(jiǎn)便。總-分系統健康值得分法，達到智能監盤(pán)的目的，例如，在各個(gè)分系統均100分的健康情況下，機組的總體健康值100分，當某個(gè)分系統的健康值為95分時(shí)，則該系統的部分參數在控制線(xiàn)外，可點(diǎn)擊進(jìn)入該系統，顯示異常參數。在健康值均100分的情況下，無(wú)需頻繁翻閱畫(huà)面，檢查參數。

3.2 智能運行

3.2.1 智能燃燒

通過(guò)自動(dòng)調整風(fēng)量、風(fēng)速、氧量、風(fēng)煤比等參數，實(shí)現智能燃燒。可減輕受熱面金屬高溫腐蝕、減少鍋爐結焦；提高負荷響應速度；降低穩燃負荷、飛灰含炭量；降低排煙溫度；煙氣量減少的同時(shí)也降低了引風(fēng)機出力，廠(chǎng)用電率可得到降低；提高鍋爐效率，降低污染物排放。

3.2.2 智能?chē)姲保撓跸到y）

采用NOx/O2濃度分布式巡測和混合采樣測量、氨氮摩爾比分區在線(xiàn)調平以及多維度決策的噴氨總量控制等技術(shù)，通過(guò)“總量控制閥+分區調平閥+支管調節閥”三級閥門(mén)的串聯(lián)控制和調節，使SCR性能適應NOx超低排放的要求。

3.2.3 凝汽器清洗機器人和冷端優(yōu)化

通過(guò)在凝汽器水側加裝在線(xiàn)清洗機器人，兩種運行模式：

一、可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)清潔冷凝管管壁，使之時(shí)刻清潔，提高換熱效果，進(jìn)而提高真空降低汽耗，對夏季尤為重要；

二、可以通過(guò)在線(xiàn)監測凝汽器清潔系數，在判斷其低于某限值后自動(dòng)觸發(fā)清洗系統。

3.3 智能設備

3.3.1 設備大數據臺賬

設備基礎臺賬、設備日常維護記錄、事故事件記錄、專(zhuān)項檢修記錄、設備異動(dòng)記錄、特種設備記錄、技術(shù)監督記錄、潤滑油脂記錄等，均系統錄入，具有可追溯性，可查詢(xún)，實(shí)現無(wú)紙化辦公。

3.3.2 精益檢修管理

固化檢修業(yè)務(wù)流程，實(shí)現管理復制，避免重復的事情重復做。按照A、B、C各級年修，根據年度機組檢修計劃，實(shí)現“一鍵啟動(dòng)”檢修項目，機組檢修項目啟動(dòng)，根據套用的模板，自動(dòng)推送標項清單，同時(shí)關(guān)聯(lián)對應的標準規程和文檔。精益檢修管理，在線(xiàn)洞悉機組檢修工程范圍、進(jìn)度、質(zhì)量、成本等要素變化。（可減少必要的檢修的會(huì )議。）

3.3.3 預知性維護

分專(zhuān)業(yè)統計預防性維護指標，包括執行率、及時(shí)率、合格率等，并進(jìn)行追溯挖掘。從被動(dòng)維護，到預防維護，再到預測性維護。通過(guò)連續的測量和分析，預測性維護能夠預測諸如機器零件剩余使用壽命等相關(guān)指標。關(guān)鍵的運行參數數據可以輔助決策，判斷機器的運行狀態(tài)、優(yōu)化機器的維護時(shí)機，從而做到設備的可控、在控。做到檢修前心里有數，檢修時(shí)得心應手，檢修后高枕無(wú)憂(yōu)。

3.4 智能巡檢

3.4.1 智能機器人、設備二維碼應用

在一些固定的區域，設置巡檢機器人，減少人員巡檢。使用機器人+視頻圖像結構化技術(shù)，實(shí)現關(guān)鍵區域巡檢和故障預警，關(guān)鍵區域如：輸煤皮帶、制粉、變壓器、GIS、汽機。

運用智能點(diǎn)檢儀，編制設備二維碼，實(shí)現智能巡檢，借助手機APP，對設備進(jìn)行二維碼的掃碼，逐條進(jìn)行設備巡檢項目的檢查，并進(jìn)行數據的記錄和上傳。發(fā)現設備異常時(shí)，可直接通過(guò)手機APP進(jìn)行缺陷登記，同時(shí)可上傳聲音、視頻、圖片等。智能識別、快速執行巡點(diǎn)檢任務(wù)，集數據采集、分析于一身。

3.4.2 智能眼鏡（AR）應用

采用可穿戴智能眼鏡（AR），通過(guò)接口和無(wú)線(xiàn)通信服務(wù)，與ERP系統無(wú)縫對接。實(shí)現無(wú)紙化辦公，安全高效。建立完整的標準操作票庫，操作票實(shí)現全程標準化、流程化、移動(dòng)化、可視化、實(shí)時(shí)化、智能化操作。通過(guò)二維掃碼與機械鎖結合，確保操作過(guò)程安全無(wú)誤，并且現場(chǎng)操作結果實(shí)時(shí)回傳ERP系統。

3.5 智能安全

智能安全管理主要是從技術(shù)手段上實(shí)現外來(lái)人員管控、智能安全防護、風(fēng)險預控、關(guān)口前移，可作為實(shí)現本質(zhì)化安全的輔助功能。

3.5.1 智能安全識別與分析

(1) 智能門(mén)禁做到入場(chǎng)身份識別（人臉識別、指紋識別或語(yǔ)音識別、無(wú)線(xiàn)定位）可視化視頻、身份識別、智能鎖控、3D模型。通過(guò)人臉識別，對進(jìn)入廠(chǎng)區人員身份比對，實(shí)名上崗實(shí)現認證合一驗證；

(2) 對進(jìn)入廠(chǎng)區的人員行為進(jìn)行智能識別，對未戴安全帽、高空作業(yè)未系安全帶、危險區域動(dòng)火等進(jìn)行識別后警告；

(3) 對重點(diǎn)區域進(jìn)行人員行為的監視、跟蹤、警告。

以上三項安全管理技術(shù)在各領(lǐng)域應用較多，技術(shù)相對成熟。

3.5.2 工作票電子化、移動(dòng)化

智能兩票：利用物聯(lián)網(wǎng)平臺，將兩票系統與操作過(guò)程安全管控實(shí)現真正閉環(huán)。工作人員（戴安全帽或其他標簽）開(kāi)票（移動(dòng)端完成）-行走途中（安全路線(xiàn)指引，危險源提醒）-到達工作區域（人臉識別、穿戴識別）-門(mén)禁自動(dòng)打開(kāi)（防止走錯間隔）-到達工作地點(diǎn)做防護措施（啟動(dòng)視頻錄像、自動(dòng)識別措施是否完善）-開(kāi)始工作（精確定位保證不走錯間隔，掃碼開(kāi)柜門(mén)，操作過(guò)程智能監控）-完成工作（結票，上傳記錄和自動(dòng)分析結果）。

檢修作業(yè)票、動(dòng)火票、臨時(shí)用水用電票、高空作業(yè)票、有限空間票等可在線(xiàn)辦理，減少人員跑辦手續，線(xiàn)上審批，實(shí)現無(wú)紙化辦公。

3.5.3 相關(guān)方安全管理

從資格預審、簽訂安全協(xié)議、特殊工種登記、入場(chǎng)證辦理、安全教育、安全技術(shù)交底、現場(chǎng)安全監督等方面實(shí)現在線(xiàn)走流程，同時(shí)結合安全管理前三項內容，實(shí)現對外包商安全管理無(wú)死角。

4.1 推進(jìn)業(yè)務(wù)規范和標準化

推進(jìn)業(yè)務(wù)規范和標準化，是“智慧電廠(chǎng)”建設的前提。近年來(lái)，首鋼京唐公司自備電站在生產(chǎn)管理標準化、規范化上開(kāi)展了大量探索，也取得了良好成效。要求各部門(mén)進(jìn)一步增強標準化意識，開(kāi)展標準化梳理，把標準化工作與“智慧電廠(chǎng)”建設結合起來(lái)，形成“智慧電廠(chǎng)”建設的標準體系，為數據集成和平臺建設奠定基礎。

4.2 推進(jìn)數據集成和信息化

推進(jìn)數據集成和信息化是“智慧電廠(chǎng)”建設的基礎。在生產(chǎn)管理工作中進(jìn)一步擴大數字化集成范圍，運用數字編碼、自動(dòng)監測、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，在安全管理、設備運行、環(huán)境監測、經(jīng)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節，有計劃地實(shí)施數字化改造，注重信息化系統的集成和融合，進(jìn)一步發(fā)揮各個(gè)信息系統的整體合力。

4.3 推進(jìn)管控集中和智能化

推進(jìn)管控集中和智能化是“智慧電廠(chǎng)”建設的關(guān)鍵。在生產(chǎn)領(lǐng)域，積極應用智能設備設施、智能巡檢系統、移動(dòng)應用設備等，不斷完善智能異常分析、智能運行優(yōu)化等功能，大力推動(dòng)設備狀態(tài)監測、故障預警、信息監控與管理一體化等技術(shù)研究。在管理領(lǐng)域，要充分運用經(jīng)營(yíng)報表指標平臺、管理標準化系統等，提升經(jīng)營(yíng)、管理的智能化管控水平，利用好微信APP等各類(lèi)便攜式智能終端，研究開(kāi)發(fā)各類(lèi)型業(yè)務(wù)的智能化應用，深化集中管控、大數據分析、遠程智能辦公等工作，提升管理效能和水平。

4.4 推進(jìn)整體協(xié)同和智慧化

推進(jìn)整體協(xié)同和智慧化是“智慧電廠(chǎng)”建設的目標。通過(guò)信息化的手段推動(dòng)多業(yè)務(wù)集成，實(shí)現企業(yè)生產(chǎn)運營(yíng)全生命周期的協(xié)同管理和生產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)全經(jīng)營(yíng)過(guò)程的協(xié)同管理，建立起與之相適應的智慧化的技術(shù)與管理模式。智慧電廠(chǎng)的建設，不僅僅是標準化、信息化建設，而是依托信息化的深層次的管理意識和機制的變革，通過(guò)信息化、智能化的推進(jìn)，使機制流程更加優(yōu)化、工作效率更加提升。

5 結論

隨著(zhù)經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智慧電廠(chǎng)已經(jīng)越來(lái)越受到企業(yè)的重視，其發(fā)展也是一種必然的結果，它的預期效果也是顯著(zhù)的。作為電力主要來(lái)源的火電廠(chǎng)，智慧電廠(chǎng)的建設必將進(jìn)一步深入。今后發(fā)電企業(yè)必將向著(zhù)智慧電廠(chǎng)的方向發(fā)展。“智慧電廠(chǎng)”的建設未來(lái)可期。