智慧電廠發(fā)展現(xiàn)狀

1、精選文檔1、智能電廠的發(fā)展歷程2010年前后，發(fā)電企業(yè)先后完成了集團(tuán)化ERP建設(shè)，也誕生了一批集團(tuán)所屬的信息化技術(shù)公司。在完成職能管理系統(tǒng)的升級(jí)改造后，越來越多的人開始將目光投向電力的生產(chǎn)過程，希望通過信息技術(shù)進(jìn)一步提升電力生產(chǎn)運(yùn)維管理水平，智能電廠的概念開始被提出。在發(fā)展之初，智能電廠的概念并不明確，某個(gè)電廠應(yīng)用信息技術(shù)做了某個(gè)功能模塊便稱之為“智能電廠建設(shè)”，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在這一階段，各類相關(guān)技術(shù)百花齊放，在市場中起主導(dǎo)地位的有幾個(gè)方向：1. 以設(shè)計(jì)院及工程公司為主要推動(dòng)者的三維數(shù)字化移交：設(shè)計(jì)院及工程公司在2004年前后就已逐步進(jìn)行了三維設(shè)計(jì)，來提升設(shè)計(jì)工作的進(jìn)度與質(zhì)量。當(dāng)智能電廠大潮興

2、起之時(shí)，設(shè)計(jì)院自然希望通過數(shù)字化三維設(shè)計(jì)成果為客戶創(chuàng)造更多價(jià)值，并延伸自己的業(yè)務(wù)鏈，加之在發(fā)展之初，大家對(duì)數(shù)字化、智能化電廠并無概念，三維帶來的可視化效果迎合了市場快速發(fā)展的需要。2. 以電廠及相關(guān)信息技術(shù)企業(yè)為主要推動(dòng)者的移動(dòng)應(yīng)用及現(xiàn)場WiFi：早期的手機(jī)看報(bào)表，批工單，為7x24小時(shí)的電廠管理工作帶來了便捷；隨后就深入了電廠實(shí)際巡點(diǎn)檢過程，通過現(xiàn)場懸掛的二維碼，查找后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中的檢維修數(shù)據(jù)，錄入巡點(diǎn)檢記錄（后期部分項(xiàng)目甚至可查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史曲線），也為現(xiàn)場巡點(diǎn)檢工作帶來了一定便利。此外還有智能五防鎖等，通過與后臺(tái)工單的確認(rèn)開啟相應(yīng)鎖具，增加安全性。3. 以外資設(shè)備廠家及技術(shù)密集型企業(yè)、院

3、校為主要推動(dòng)者的生產(chǎn)、檢修智能化：實(shí)際上狀態(tài)檢修的方法論自80年代就已提出，但長期以來并未能實(shí)現(xiàn)，發(fā)電廠一直還在沿用一年一小修、三年一大修的傳統(tǒng)定期檢修維護(hù)模式。雖然管理責(zé)任劃分明確，但普遍存在過修現(xiàn)象。各大企業(yè)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷開啟了新的市場，圍繞設(shè)備的預(yù)警和診斷提供了一系列的產(chǎn)品。此外，關(guān)于運(yùn)行優(yōu)化方面，在調(diào)試單位、廠家及發(fā)電企業(yè)的不懈努力下，火電APS的斷點(diǎn)越來越少，大量采用順序操作，逐漸向燃?xì)鈾C(jī)組靠攏；吹灰優(yōu)化、汽溫優(yōu)化等優(yōu)化控制軟件使用范圍越來越廣，也為電廠帶來一定幫助。4. 最后需要提一下的就是現(xiàn)場總線：2010年后建設(shè)的電廠普遍采用了現(xiàn)場總線，且覆蓋率不斷提升，從建設(shè)的角

4、度上將減少了線材和橋架投入。但是在運(yùn)行階段，通過現(xiàn)場總線從智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)及儀表上收集的新增數(shù)據(jù)，大多數(shù)未能參與到傳統(tǒng)的控制邏輯中，而是直接進(jìn)入了歷史庫。整體而言，現(xiàn)場總線的普及為智能化電廠建設(shè)奠定了數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)，但在智能電廠發(fā)展早期，也有不少電廠將現(xiàn)場總線的應(yīng)用作為智能電廠建設(shè)的標(biāo)志性特征，在此應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)場總線僅僅是解決了傳輸問題，現(xiàn)場總線對(duì)前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，也僅僅是提供了數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行。但在沒有智能化決策應(yīng)用的情況下，并無實(shí)際功能，電廠的運(yùn)行管理模式與此前并無二致。近年來，智能電廠的市場也在不斷發(fā)展，三維不再滿足于只要能看或者能起到培訓(xùn)的作用，三維開始作為以UWB為代表的人員定位技術(shù)

5、的可視化界面，并與機(jī)器視覺進(jìn)行攝像頭行為識(shí)別等技術(shù)結(jié)合，逐漸成為與電廠現(xiàn)場行為相關(guān)的可視化界面。市場也普遍更加關(guān)注能為發(fā)電企業(yè)帶來實(shí)際收益的應(yīng)用。2、智能電廠的現(xiàn)狀與此前百花齊放的發(fā)展歷程不同，目前五大發(fā)電集團(tuán)及地方性大型發(fā)電企業(yè)基本均已對(duì)智能化發(fā)電進(jìn)行了試點(diǎn)與定義，雖然各家的側(cè)重點(diǎn)仍有不同，但是從國際上的IEC、IEEE，到國內(nèi)的設(shè)計(jì)、自動(dòng)化方面的行業(yè)協(xié)會(huì)均已出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。2017年后，新建火電項(xiàng)目較少，而且每個(gè)項(xiàng) 目都希望根據(jù)自身實(shí)際情況突出特點(diǎn)，因此均在不同程度上進(jìn)行了數(shù)字化建設(shè)。舉個(gè)例子，為了進(jìn)一步提升火電廠競爭力，華潤電力希望利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，對(duì)分布在全國各地的電廠實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)

6、警、分析、診斷、優(yōu)化和調(diào)度。西門子與華潤電力合作，將共同建設(shè)基于MindSphere混合云技術(shù)的集中監(jiān)視與分析專家系統(tǒng)。這套系統(tǒng)應(yīng)用西門子的數(shù)字化電廠和人工智能技術(shù)，融合華潤電力多年的經(jīng)驗(yàn)，通過持續(xù)學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有價(jià)值的洞察。該系統(tǒng)將具備設(shè)備預(yù)警、設(shè)備診斷、能耗分析、自動(dòng)品質(zhì)評(píng)估、燃料分析、負(fù)荷優(yōu)化、技術(shù)監(jiān)控和以可靠性為中心的檢修等能力，幫助電廠降低煤耗，提高設(shè)備可靠性，在滿足環(huán)保要求的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益。這將助力華潤電力在運(yùn)營管理方面創(chuàng)造更大的價(jià)值。在項(xiàng)目數(shù)字化建設(shè)過程中，除了前文介紹的各項(xiàng)投入，也有部分老廠針對(duì)輸煤棧橋等特殊環(huán)境進(jìn)行軌道式機(jī)器人巡檢等試點(diǎn)。各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)上也在穩(wěn)

7、步發(fā)展，UWB人員定位與WiFi隨著相關(guān)廠家越來越多，成本也不斷降低；三維數(shù)字化逐漸成熟，設(shè)計(jì)院、工程公司及相關(guān)數(shù)字化移交專業(yè)廠家也使得市場價(jià)格不斷走低；現(xiàn)場總線與優(yōu)化控制逐漸成為標(biāo)配；先進(jìn)廠家的故障預(yù)警的誤報(bào)率和漏報(bào)率不斷降低，逐漸具備了生產(chǎn)中實(shí)際使用的能力。但從實(shí)際使用情況上來看，電廠的運(yùn)行管理仍然在沿用此前的模式，電廠仍未能形成廠級(jí)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與相關(guān)管理數(shù)據(jù)無論在存儲(chǔ)管理還是應(yīng)用方面都是割裂的。運(yùn)行大多仍根據(jù)定值曲線自動(dòng)調(diào)整，未進(jìn)行優(yōu)化，檢修方面也仍在沿用定檢定修。從冷端優(yōu)化、風(fēng)型優(yōu)化等運(yùn)行優(yōu)化類到故障早期預(yù)警、設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)等檢修類應(yīng)用仍處于分散應(yīng)用狀態(tài)。除為數(shù)不多的新建電

8、廠外，大多數(shù)項(xiàng)目仍依靠科技項(xiàng)目或信息化項(xiàng)目的形式推進(jìn)，仍未能與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合。與西方國家相比，國內(nèi)的智能電廠建設(shè)在獨(dú)立應(yīng)用方面已經(jīng)走在了前列，國內(nèi)自己的AI能力也越來越強(qiáng)，很多算法在歐美還沒有電力行業(yè)的應(yīng)用，在國內(nèi)就已經(jīng)開始落地；很多應(yīng)用也是根據(jù)國內(nèi)客戶需求進(jìn)行研發(fā)，然后反過來向歐美進(jìn)行推廣。但是歐美國家的發(fā)電企業(yè)普遍對(duì)以往的檢修維護(hù)記錄有著詳實(shí)的記載，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，逐漸形成了知識(shí)庫，在此方面，國內(nèi)由于相關(guān)信息系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間晚于歐美，此外對(duì)相關(guān)記錄的管理考核不足，導(dǎo)致后臺(tái)的垃圾數(shù)據(jù)很多，數(shù)據(jù)可用性不高，因此在進(jìn)行故障診斷、檢維修策略分析等需要知識(shí)庫的環(huán)節(jié)要依靠外購的知識(shí)庫，而各廠家也普遍將此類

9、知識(shí)庫作為核心資產(chǎn)，只能通過服務(wù)的模式或有限的進(jìn)行輸出。此外，在歐美的發(fā)電企業(yè)中普遍采用熱平衡仿真的方式進(jìn)行性能計(jì)算及優(yōu)化分析，而國內(nèi)目前大多還是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或曲線查點(diǎn)等方式，從CPS的角度上而言，并不能完整模擬電廠在各方面的表現(xiàn)，也不能擴(kuò)展到更多與性能相關(guān)的應(yīng)用，不能稱之為數(shù)字化雙胞胎。由此可以看到與西方相比，我們敢于試用先進(jìn)應(yīng)用，著重很多理念炫酷的產(chǎn)品，但是在數(shù)字基礎(chǔ)方面仍然存在差距。3、智能電廠的發(fā)展趨勢(shì)題主和其他答主也提到了火電面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：燃料價(jià)格上升，環(huán)保壓力增加運(yùn)行成本，新能源全額上網(wǎng)擠占電量，間歇性能源增加的造成的電網(wǎng)調(diào)度難度大多轉(zhuǎn)移到火電調(diào)峰等等，而大多數(shù)發(fā)電企業(yè)作為央企、

10、國企雖然坐擁資源，但是不同于外企、民企，不能什么掙錢做什么，還要守住國家能源安全，盈利能力下滑仍然要做好這個(gè)行業(yè)，在工藝系統(tǒng)沒有突破性進(jìn)展的情況下，只能在管理提質(zhì)增效方面不斷挖潛，而數(shù)字化、智能化作為熱點(diǎn)獲得了各方關(guān)注。智能發(fā)電行業(yè)要想保持長期健康的發(fā)展，就必須聚焦于如何為發(fā)電企業(yè)解決上述問題，而數(shù)字化、智能化本質(zhì)上只是先進(jìn)信息技術(shù)支撐的手段和工具，真正為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的是在智能電廠應(yīng)用的幫助下，優(yōu)化并固化先進(jìn)的生產(chǎn)方式和管理模式。如前節(jié)所言，與歐美相比，國內(nèi)智能電廠已經(jīng)足夠先進(jìn)，個(gè)人建議未來發(fā)電企業(yè)更應(yīng)該關(guān)注的可能不只是智能化能做什么，而是要打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用投入精力真正用好，并在用好

11、的基礎(chǔ)上推進(jìn)管理變革，落實(shí)實(shí)際價(jià)值。其實(shí)，進(jìn)入2018年以后，各集團(tuán)就已經(jīng)開始注重智能化應(yīng)用與管理的結(jié)合，已有多個(gè)公司依托云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展以及在新能源遠(yuǎn)程運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)，將某區(qū)域內(nèi)多家電廠的數(shù)據(jù)匯總到區(qū)域公司，在區(qū)域公司設(shè)置一套應(yīng)用，由統(tǒng)一的IT運(yùn)維人員進(jìn)行維護(hù)，降低了相關(guān)項(xiàng)目的投資和運(yùn)營成本，同時(shí)也為區(qū)域公司對(duì)標(biāo)、決策和數(shù)據(jù)上送奠定了基礎(chǔ)。關(guān)于區(qū)域公司與電廠如何協(xié)調(diào)、生產(chǎn)運(yùn)維制度流程如何變革，各家也有不同的摸索和嘗試。同時(shí)，各企業(yè)也在不斷嘗試適應(yīng)智能電廠建設(shè)的新的商業(yè)模式，集團(tuán)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)、IT運(yùn)維企業(yè)與廠商間的三方合同；長期利潤分成合同；根據(jù)最終指標(biāo)的對(duì)賭合同等新的合約形式不斷誕生。此前由于

12、AI應(yīng)用高昂的模型訓(xùn)練與部署成本難以實(shí)現(xiàn)用戶免費(fèi)試用，現(xiàn)在也出現(xiàn)了，第三方投資等方式得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)相關(guān)智能電廠建設(shè)也不再單單是科技信息部門牽頭的科研項(xiàng)目，而逐漸向生產(chǎn)主管部門負(fù)責(zé)的常態(tài)化建設(shè)內(nèi)容轉(zhuǎn)變，這都是對(duì)于智能電廠的長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大意義的變化。在應(yīng)用方面，目前人員定位、現(xiàn)場WiFi、巡檢機(jī)器人等技術(shù)門檻相對(duì)較低的內(nèi)容仍然占有較大比例，運(yùn)行優(yōu)化、故障預(yù)警、故障診斷等AI類應(yīng)用由于需要大量經(jīng)驗(yàn)積累與研發(fā)投入才能獲得較好的性能，因此主要還是大公司與有穩(wěn)定投資方的初創(chuàng)型企業(yè)在進(jìn)行研發(fā)，我們也看到阿里云、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也借著產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之風(fēng)，開始進(jìn)軍發(fā)電行業(yè)，但在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及大型企業(yè)的產(chǎn)品鏈設(shè)計(jì)過程中。業(yè)界通產(chǎn)認(rèn)為，降低發(fā)電廠燃料消耗，減少檢修維護(hù)成本等具有直觀價(jià)值的應(yīng)用是未來長期的發(fā)展方向。例如，以往只可以應(yīng)用模型對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的故障指征，進(jìn)行故障早期預(yù)警，但現(xiàn)在，針對(duì)多參數(shù)的監(jiān)測可以識(shí)別故障指征的模式，從而確定未來可能發(fā)生的故障類型，故障的危害，可能發(fā)生時(shí)段等自動(dòng)決策應(yīng)采取的檢修維護(hù)策略。將由工程師根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷設(shè)備狀態(tài)的狀態(tài)檢修，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詸C(jī)器預(yù)測結(jié)果為源頭，全流程機(jī)器決策的預(yù)測性維護(hù)方式。比如，根