智能電網(wǎng)時(shí)代智能電廠自動(dòng)化創(chuàng)新思考

1、 智能電網(wǎng)時(shí)代 -智能電廠自動(dòng)化創(chuàng)新思考報(bào)告人：章素華中國(guó)華電集團(tuán)公司電氣熱控技術(shù)研究中心 智能電網(wǎng)網(wǎng)(SmartGrid)時(shí)代的智能電廠廠智能電網(wǎng)網(wǎng)背景下下的電源源點(diǎn)模式式，毫無(wú)無(wú)疑問，就是智智能電廠廠智能電廠廠的核心心任務(wù)是是什么呢呢？智能電廠廠的核心心任務(wù)就就是安全、高高效、低低污、智智慧的提供發(fā)電電能源。中國(guó)能源源網(wǎng)圖示示智能電廠廠的核心心任務(wù)和和技術(shù)特征征？智能電網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)特特征:以物理電網(wǎng)網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代代先進(jìn)的的傳感測(cè)測(cè)量技術(shù)術(shù)、通訊訊技術(shù)、信息技技術(shù)、計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)和控控制技術(shù)術(shù)與物理電網(wǎng)網(wǎng)高度集成成而形成成的新型電網(wǎng)網(wǎng)，具有堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)、自自愈、兼兼容、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、集集成、優(yōu)優(yōu)化等特特征

2、。智能電廠廠技術(shù)特特征:以物理電廠廠為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代代先進(jìn)的的傳感測(cè)測(cè)量技術(shù)術(shù)、通訊訊技術(shù)、信息技技術(shù)、計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)和控控制技術(shù)術(shù)與物理電廠廠高度集成成而形成成的新型電廠廠，具有堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)、自自愈、兼兼容、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、集集成、優(yōu)優(yōu)化等特特征。數(shù)字化電電廠與智智能化電電廠概念念？數(shù)字化電電廠概念念:以物理電電廠為基基礎(chǔ)，從從項(xiàng)目可可研、設(shè)設(shè)計(jì)、基基建、運(yùn)運(yùn)營(yíng)各個(gè)個(gè)階段的的數(shù)字化化電子文文件關(guān)聯(lián)聯(lián)起來(lái)，用0&1來(lái)表述電電廠。中國(guó)數(shù)字字化電廠廠模式：有信息息網(wǎng)、控控制網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)網(wǎng)三種模模式，以以及采用用了數(shù)字字儀表、PLC、DCS、SIS等數(shù)字化化設(shè)備的的電廠。智能化電電廠概念念:以物理電電廠為基基礎(chǔ)，將將

3、現(xiàn)代先先進(jìn)的傳傳感測(cè)量量技術(shù)、通訊技技術(shù)、信信息技術(shù)術(shù)、計(jì)算算機(jī)技術(shù)術(shù)和控制制技術(shù)與與物理電電廠高度度集成而而形成的的新型電電廠，具具有堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)、自愈愈、兼容容、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、集成成、優(yōu)化化等特征征。以上技術(shù)術(shù)，可以以用智能能化來(lái)反反概括，智能化化側(cè)重智能和網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)，就像人人的大腦腦和神經(jīng)經(jīng)相互作作用。現(xiàn)代發(fā)電電廠的智能分布布描述1智能分布布，無(wú)處處不在現(xiàn)代發(fā)電電廠的智能分布布描述2智能分布布，無(wú)處處不在，幾乎分布布在每個(gè)個(gè)設(shè)備上上。對(duì)分散式式控制系系統(tǒng)-智能分散散的再理理解全分散式式控制系系統(tǒng)DCS（Discountcontrol system），70年代DCS誕生，被被西方媒媒體稱為為“跨越越式

4、技術(shù)術(shù)進(jìn)步”。DCS核心技術(shù)術(shù)特征：信號(hào)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、CPU分散、全全面冗余余、圖形形化編程程、積木木塊拼達(dá)達(dá)（軟件件&硬件）、網(wǎng)絡(luò)靈靈活等等等。智能分散散概念：智能分散散-是自動(dòng)化化發(fā)展方方向，任任何流程程設(shè)備都都可以智智能化，智能附附體。通通過網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)，將智能能貫穿起起來(lái)，形形成聰明明互動(dòng)的的設(shè)備。另外，智智能分散散，還體體現(xiàn)在多多核，為為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)復(fù)復(fù)雜功能能，可以以設(shè)置多多CPU協(xié)同工作作，直到到智能滿滿足需求求。分散控制制系統(tǒng)誕誕生有30年，物競(jìng)競(jìng)天擇適適者生存存，現(xiàn)代代電廠已已經(jīng)離不不開DCS，我們?cè)僭俅位仡欘櫋胺稚⑸⒖刂啤钡暮x義。智能更加加分散，分散到到每個(gè)設(shè)設(shè)備，智能OEM嵌

5、入，即可成為為智能化化設(shè)備，不一定定CPU嵌入，也也可以是是智能PLC嵌入，流流程工業(yè)業(yè)的設(shè)備備都可以以做到智智能化。架構(gòu)智能化網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，分組、分層、分工藝藝流程歸歸納網(wǎng)絡(luò)絡(luò)框架，從設(shè)備備層、工工藝組進(jìn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)要要簡(jiǎn)潔，可靠，流暢，智慧。更加聰明明的人機(jī)交互互友好環(huán)境。更加便捷捷的圖形化編編程技術(shù)。更加包容容的第三方通通訊功能。與DCS&FCS系統(tǒng)兼容容的智能能可組態(tài)儀儀表儀器器的開發(fā)發(fā)。智能化電電廠-創(chuàng)新技術(shù)術(shù)思考智能化電電廠-創(chuàng)新應(yīng)用用思考要從數(shù)字字化電廠廠走向智智能化電電廠，發(fā)發(fā)揮分散智能能和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)作用。發(fā)電廠要要逐步走走向“爐爐機(jī)電輔輔”一體化控控制方向，技技術(shù)同質(zhì)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)

6、、硬件件、軟件件會(huì)給發(fā)發(fā)電廠市市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)營(yíng)帶來(lái)實(shí)實(shí)質(zhì)性便便利。發(fā)電廠電電氣ECS要更加徹徹底的納納入DCS，保留微微機(jī)保護(hù)護(hù)裝置，作為第第三方儀儀表接入入，統(tǒng)一一管理。輔機(jī)程控控中的PLC，逐步走走向輔機(jī)機(jī)OEM內(nèi)置智能能，作為第第三方設(shè)設(shè)備與電電廠主干干控制系系統(tǒng)通訊訊。架構(gòu)廠級(jí)級(jí)優(yōu)化DCS系統(tǒng)，盡早實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)優(yōu)化控制制，使得SIS分工更加加合理，SIS專職負(fù)責(zé)責(zé)生產(chǎn)數(shù)數(shù)據(jù)的匯匯總和分分析。熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-關(guān)注光學(xué)傳感感器光學(xué)傳感感器是光光纖、微微型機(jī)械械、電子子電路技技術(shù)緊密密結(jié)合，基于光光學(xué)反射射和光波波光譜的的原理，進(jìn)行測(cè)測(cè)量計(jì)算算，獨(dú)特特優(yōu)越性性能，已已經(jīng)被廣廣泛地應(yīng)應(yīng)用于各各

7、行各業(yè)業(yè)，主要要優(yōu)點(diǎn)歸歸納如下下：1）先天抗抗電磁干干擾能力力，在強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)環(huán)境里里，在微微波、等等離子體體、X光環(huán)境里里，不受受干擾，可靠工工作；2）具有快快速、精精密的特特點(diǎn)，任任何氣體體、物體體的密度度或波長(zhǎng)長(zhǎng)的微量量實(shí)時(shí)變變化，光光都會(huì)迅迅速捕獲獲并轉(zhuǎn)換換成有效效信息；3）沒有金金屬導(dǎo)體體，防爆爆安全，沒有污污染、不不消耗額額外能源源的一種種綠色節(jié)節(jié)能型的的高科技技產(chǎn)品。4）體積可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)微型化化，小到到米粒針針尖般，可以集集成在光光纜中間間，可說(shuō)說(shuō)光纖敷敷設(shè)到那那里，光光學(xué)傳感感器就可可以安裝裝到那里里。5）應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域及其其廣泛，電力、交通、石化、航天、軍事、國(guó)防、醫(yī)療、電

8、子、半導(dǎo)體體等行業(yè)業(yè)，都有有光學(xué)傳傳感器用用武之地地。純氣體類類（ 探測(cè)測(cè)氫氣、氦氣、氧氣、氮?dú)獾牡拿芏群秃蜖顟B(tài)）組分氣體體類（CO2、SO2、六氟化化硫等等等）電量類（基于晶晶體偏振振光的光光CT、光PT技術(shù)）物理量類類（熱工測(cè)測(cè)量涉及及的溫度度、壓力力、流量量、位移移、脈沖沖、開關(guān)關(guān)量等等等，技術(shù)術(shù)全部成成熟。）電弧光類類（電弧光光、閃電電弧光等等測(cè)量、保護(hù)）光譜分析析類（測(cè)量物物質(zhì)特性性、含量量等）綜合功能能類（幾種測(cè)測(cè)量值交交叉測(cè)控控功能，屬于特特殊型）光學(xué)傳感感器產(chǎn)品品分類三款光學(xué)學(xué)傳感器器產(chǎn)品介介紹光纖溫度度傳感器器采用弧光光作為保保護(hù)動(dòng)作作原始信信號(hào)，保保護(hù)裝置置動(dòng)作速速度可從從

9、15-20ms提高到2-6ms，速度提提高10倍之多，中國(guó)弧弧光保護(hù)護(hù)產(chǎn)業(yè)幾幾乎為零零。圖示示：1)弧光探頭頭；2）光纜；3）光電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器；光纖溫度度傳感器器已經(jīng)在在開關(guān)柜柜觸頭溫溫度檢測(cè)測(cè)、發(fā)電電機(jī)靜子子線圈溫溫度、變變壓器油油溫測(cè)量量等領(lǐng)域域取得應(yīng)應(yīng)用，除除了沒有有電磁干干擾外，還有以以下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn):*精度高高，時(shí)域域測(cè)量。（0.01C）；*測(cè)測(cè)量范圍圍寬。（-200C450C）*穩(wěn)定性性好。（終身不不用標(biāo)定定）；*成本低低。（可可與傳統(tǒng)統(tǒng)電學(xué)溫溫度傳感感器相比比）氫氣測(cè)量量裝置：弧光保護(hù)護(hù)裝置：弧光保護(hù)主體單元單點(diǎn)多多點(diǎn)點(diǎn)微微型型手手持熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-測(cè)控智能能要深入入現(xiàn)場(chǎng)，填補(bǔ)FCS

10、空白我們知道道，DCS與FCS是互補(bǔ)技技術(shù)，F(xiàn)CS實(shí)踐證明明還存有有空白，例如：RTD&TC，非智能能的電動(dòng)動(dòng)頭、電電動(dòng)閥、電動(dòng)機(jī)機(jī)泵組、離散I/O點(diǎn)等等。現(xiàn)場(chǎng)總線線技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)沒有有規(guī)定，一定要要把智能能內(nèi)置在在設(shè)備里里面。常見的溫溫度遠(yuǎn)程程I/O裝置，就就是DCS向下的延延伸的例例子，不不必把非非常低廉廉的RTD、TC做成現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線儀儀表，遠(yuǎn)遠(yuǎn)程溫度度I/O裝置體現(xiàn)現(xiàn)了FCS技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)。將DCS的I/O總線向下下延伸，通過總總線給非非智能設(shè)設(shè)備和工工藝系統(tǒng)統(tǒng)加上智智能，將將一組工工藝系統(tǒng)統(tǒng)綜合信信號(hào)接入入“遠(yuǎn)程程智能綜綜合測(cè)控控裝置”，嵌入智能能，實(shí)現(xiàn)智智能化測(cè)測(cè)控。如如圖所示示：CPUCP

11、U熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-DCS提升自身身功能，更上一一層樓我們?cè)?jīng)經(jīng)將著名名國(guó)產(chǎn)DCS模件，送送到電磁磁實(shí)驗(yàn)室室測(cè)試，電磁兼兼容性勉勉強(qiáng)過II級(jí)，耐壓壓僅400伏左右。從市場(chǎng)上上采購(gòu)的的集成外外購(gòu)件，大屏幕幕、工控控機(jī)、顯顯示器、HUB、UPS、電源等等設(shè)備，他們的的電磁兼兼容性都都非?？煽煽繂幔繋缀鯖]沒有DCS廠家，會(huì)會(huì)去嚴(yán)格格測(cè)試這這些外購(gòu)購(gòu)品，發(fā)發(fā)電廠不不銹鋼監(jiān)監(jiān)控臺(tái)屢屢屢有麻麻手現(xiàn)象象，說(shuō)明明干擾地地電位不不小，外外購(gòu)品與與制造產(chǎn)產(chǎn)品一樣樣，工程程集成范范圍的產(chǎn)產(chǎn)品，一一樣要采采取手段段，確保保過硬的的性能指指標(biāo)。DCS需要苦練練內(nèi)功的的地方很很多，不不能停留留在模仿仿國(guó)外產(chǎn)產(chǎn)品基礎(chǔ)礎(chǔ)

12、上，除除了電磁磁兼容、外觀、內(nèi)部電電路外，功能創(chuàng)新新是最重要要的，功功能創(chuàng)新新會(huì)給用用戶帶來(lái)來(lái)便利，例如開開發(fā)交流流電量模模件，在在DCS畫面上就就能看到到電壓電電流的數(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)對(duì)設(shè)備啟啟停很有有幫助。熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-功能塊和和功能模模件創(chuàng)新新大家知道道，DCS的FB軟件功能能快，可可以不受受限制的的調(diào)用，是最好好的資源源節(jié)約，那些專專家級(jí)又又好又實(shí)實(shí)用的先先進(jìn)控制制策略，完全可可以通過過院校專專業(yè)研究究者，編編制成為為多輸入入多輸出出專用FB功能塊，每一個(gè)個(gè)特殊FB功能快的的誕生，都會(huì)惠惠及DCS產(chǎn)業(yè)和用用戶?；谲浖夹g(shù)的的進(jìn)步，先進(jìn)的的DCS可以直接接將CAD繪制的SAMA圖轉(zhuǎn)化

13、為為組態(tài)程程序，DCS的監(jiān)控畫畫面可做做成三維維、報(bào)警警也可采采用動(dòng)漫漫方式。開發(fā)多種種I/O信號(hào)類型型的特殊殊功能模模件或裝裝置，發(fā)發(fā)電廠大大量應(yīng)用用的電氣氣、化學(xué)學(xué)、氣體體，由于于電氣的的電壓電電流是微微秒-毫秒級(jí)的的速度，需要極極其快速速的測(cè)判判周期，完全可可以采用用前端CPU處理技術(shù)術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)端口處處理快速速性，將將結(jié)果打打上時(shí)間間標(biāo)簽上上傳。專用軟件件塊和專用硬件件模塊，通過組組態(tài)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，功能能完善，會(huì)極大大惠及DCS行業(yè)和廣廣大用戶戶。熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-架構(gòu)廠級(jí)級(jí)DCS，與SIS協(xié)同工作作據(jù)業(yè)內(nèi)專專家介紹紹，日本本某電廠廠設(shè)有一一個(gè)“廠廠級(jí)DCS”系統(tǒng)，專專門管控控下層的的幾臺(tái)

14、套套發(fā)電機(jī)機(jī)組，架架設(shè)“廠級(jí)DCS系統(tǒng)”，很有有道理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)到了SIS/MIS信息層面面，更多多的是對(duì)對(duì)實(shí)時(shí)生生產(chǎn)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行存存儲(chǔ)、歸歸納、分分析，滿滿足企業(yè)業(yè)管理層層面的需需要。SIS完成的各各種詢優(yōu)優(yōu)計(jì)算，可以通通訊給廠廠級(jí)DCS，由廠級(jí)級(jí)DCS完成優(yōu)化化控制。同宗同族族的DCS產(chǎn)品，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫縫連接數(shù)數(shù)據(jù)暢通通，沒有有控制系系統(tǒng)安全全隔離問問題，在在廠級(jí)DCS層可以完完成相對(duì)對(duì)復(fù)雜的的算法，通過DCS智能直接接提升發(fā)發(fā)電機(jī)組組的優(yōu)化化和增效效。設(shè)置廠級(jí)級(jí)DCS系統(tǒng)，沒沒有一定定之規(guī)，它需要要很少的的DCS硬件，軟軟件環(huán)境境與DCS一樣，DCS監(jiān)控軟件件已經(jīng)達(dá)達(dá)到10萬(wàn)點(diǎn)之多多，小型型

15、新建電電廠可以以直接用用于SIS功能。廠級(jí)DCS與SIS的分工，更加合合理，前前者側(cè)重實(shí)時(shí)時(shí)測(cè)控，后者側(cè)重生產(chǎn)產(chǎn)管理，只有這這樣，發(fā)發(fā)電廠節(jié)節(jié)能增效效才能夠夠落實(shí)到到實(shí)處。熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-培養(yǎng)復(fù)合合人才，研究控控制策略略西門子總總部有一一個(gè)價(jià)值值連城的的專家團(tuán)團(tuán)隊(duì)，幾幾位德高高望重經(jīng)經(jīng)驗(yàn)豐富富的老專專家，專專心在研研究發(fā)電電廠控制制原理和和優(yōu)化策策略，但但凡發(fā)電電廠遇到到復(fù)雜狀狀況，他他們就會(huì)會(huì)出現(xiàn)他他們的身身影。我們不可可能花費(fèi)費(fèi)幾十年年時(shí)間，培養(yǎng)出出一個(gè)老老專家團(tuán)團(tuán)隊(duì)，DCS廠家完全全可以通通過與高高校、科科研院所所的合作作，特別別是與設(shè)設(shè)備廠家家懂得設(shè)設(shè)備特性性專家合合作，潛潛心研

16、究究各種設(shè)設(shè)備最佳佳控制方方法，通通過對(duì)每每一臺(tái)發(fā)發(fā)電設(shè)備備特性的的研究，找到最最佳控制制策略。DCS軟件硬件件再好，編制不不出好的的應(yīng)用程程序，發(fā)發(fā)揮的效效用就會(huì)會(huì)受到限限制?；诤玫牡目刂撇卟呗?，DCS的智能就就能夠發(fā)發(fā)揮出巨巨大作用用。盡管可以以借鑒的的SAMA圖很多，圍繞自自動(dòng)化控控制策略略，圍繞繞大批新新建電廠廠，控制制策略依依然需要要不斷創(chuàng)創(chuàng)新。熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-為新能源源電廠配配置智能能控制大家知道道，低碳碳經(jīng)濟(jì)，呼吁新新能源代代替煤/氣發(fā)電，降低溫溫室效應(yīng)應(yīng)。不管管什么新新能源，同樣離離不開自自動(dòng)化控控制技術(shù)術(shù)，無(wú)論論是太陽(yáng)陽(yáng)能、風(fēng)風(fēng)電、核核電、水水電、潮潮汐發(fā)電電等等，

17、維持工工藝系統(tǒng)統(tǒng)的平衡衡，就需需要自動(dòng)動(dòng)化。面對(duì)新工工藝新需需求，實(shí)實(shí)踐證明明分散智智能，可可以嵌入入在任何何設(shè)備中中，就可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)智能控控制。例如：太太陽(yáng)能熱熱發(fā)電，成千上上萬(wàn)面定定日鏡自自動(dòng)化跟跟蹤同樣樣軌跡，聚焦太太陽(yáng)光于于塔爐。每一面定定日鏡采采用“遠(yuǎn)遠(yuǎn)程智能能綜合測(cè)測(cè)控裝置置”，就就是最適適合的控控制方法法。太陽(yáng)能塔塔式熱發(fā)發(fā)電照片片熱控專業(yè)業(yè)創(chuàng)新思思考-嘗試“標(biāo)的法” 保護(hù)護(hù)DCS產(chǎn)業(yè)發(fā)展展目前，國(guó)國(guó)產(chǎn)DCS的硬件銷銷售成本本，幾乎乎就是元元器件裸裸價(jià)，若若干億的的發(fā)電廠廠投資，維系在在幾百萬(wàn)萬(wàn)的DCS設(shè)備上，投資比比例嚴(yán)重重失調(diào)。DCS商家制造造出產(chǎn)品品，飽含含了高科科技的含含

18、量，依依靠軟件件完成的的任務(wù)水水平，是是任何人人工都難難以做到到的，由由于軟件件具有復(fù)復(fù)制特點(diǎn)點(diǎn)，它的的命運(yùn)就就如同水水一樣，到了幾幾乎可以以忽略的的地步。呼吁切莫莫通過招招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)，采用用最低價(jià)價(jià)中標(biāo)原原則，把把DCS硬件打回回到元器器件的裸裸價(jià)狀態(tài)態(tài)，忽略略寶貴而而復(fù)雜的的DCS技術(shù)價(jià)值值，違背背硬碰硬硬的市場(chǎng)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)價(jià)值規(guī)律律，會(huì)嚴(yán)嚴(yán)重抑制制DCS整個(gè)面的的良性發(fā)發(fā)展。招標(biāo)的精精髓是公公開公平平公正，優(yōu)選適適合的設(shè)設(shè)備，如如果廠家家生產(chǎn)不不出優(yōu)秀秀的設(shè)備備，如何何去優(yōu)選選？最終終用戶是是受害方方。市場(chǎng)中“標(biāo)的法”，通過公公平的“標(biāo)的價(jià)價(jià)格”和和“標(biāo)的的技術(shù)”，制定出出客觀的的“標(biāo)的體體系”，完成對(duì)對(duì)DCS技術(shù)和價(jià)價(jià)格的選選擇，構(gòu)構(gòu)建一個(gè)個(gè)和諧的的DCS市場(chǎng)環(huán)境境，包含含用戶在在內(nèi)的整整個(gè)產(chǎn)業(yè)業(yè)面一定定會(huì)受益益?；仡櫼幌孪拢瑳]有有國(guó)產(chǎn)DCS參與競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)，進(jìn)口口DCS可能還是是2000-3000元/點(diǎn)，中國(guó)國(guó)還要交交納高昂昂的售后后服務(wù)費(fèi)費(fèi)用。事實(shí)證明明，中國(guó)國(guó)高端電電廠的主主角依然然進(jìn)口DCS，不是中中國(guó)DCS工程師不不努力，不是