智慧电厂论坛综述

12018年智慧电厂论坛（第一期）综述为了推动我国智慧电力的发展，探索智慧电厂的建设，及物联网、人工智能、大数据、云计算、VR虚拟现实等技术在智慧电厂的应用，中国能源研究会节能减排中心与华北电力大学国家大学科技园，于2018年5月8日至9日，在北京华北电力大学，联合举办了2018年智慧电厂（第一期）论坛。目的是为广大电力企业和研究机构提供一个展示、交流和研究的平台，聚焦我国能源电力技术和产业的发展，致力于促进智慧电厂先进技术的研究和推广应用。论坛得到广大电力企业、科研院校和信息科技公司的积极响应，报名十分踊跃，原先准备300人的会议，最后参加人员竟达到600人之多。600参会人员中，来自燃煤电厂、燃气电厂、水电厂、核电站等基层电厂的代表近400人，大唐集团公司和国家能源投资集团公司参会都超过了100人。华能、华电、国电投、中广核、国投电力、华润电力、京能、中能建等，都有很多下属电厂派员参加。科研院校参加的积极性也很高，中国电力工程顾问集团、电规总院、西安热工院，以及其他各电力集团公司科研院、电力设计院，华北电力大学、东南大学等都积极派人参会。来自各大电力集团、电厂、科研院校，以及信息科技公司的嘉宾代表近30人在2论坛作报告和演讲，和与会代表分享智慧电厂建设思路、方法、实践经验和关键技术。通过两天的报告交流，论坛取得丰硕成果。一、与会嘉宾对智能发电、智慧电厂的概念进行了广泛的探讨。论坛期间，中国工程院院士、华北电力大学原校长、中国能源研究会智能发电专业委员会主任委员刘吉臻、中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗、东南大学能源与环境学院副院长司凤琪教授、中国电力工程顾问集团西南电力设计院总工程师张晋宾等，就智能电厂的概念、内涵、框架结构和技术路线等进行了广泛的探讨。倪维斗院士在演讲中，就未来智能电站的厂内架构和厂外架构作了阐述。未来智能电站的厂内架构包括：1.具备更好的设备、控制、网络、软件、防护等基础。2.保障电站设备的安全运行，具备系统/全面的设备维护、故障排查/处理、危机处理等功能。3.具备强健的“大脑”，通过预设专家知识库、“互联网+”智能更新、主动学习等渠道，让大脑越来越强健。4.可以实现全厂运行优化、环保排放优化和高效化管理等。未来智能电站厂外架构包括：1.具备强健的互联网安全防护体系，及成熟的市场管理体制/机制。2.具备完善的设备管理、维护、应急处理等专业化保3障体系。3.建立健全电量交易、排放交易等市场体系。4.建立完善的多网融合、“源-网-荷”融合等服务管理体系。刘吉臻院士在演讲中对智能发电的概念作出比较权威的定义。刘吉臻院士説，智能发电的概念与特征就是，以发电过程的数字化、自动化、信息化、标准化为基础，以管控一体化、大数据、云计算、物联网为平台，集成智能传感与执行、智能控制与优化、智能管理与决策等技术，形成一种具备自学习、自适应、自趋优、自恢复、自组织的智能发电运行控制管理模式，实现更加安全、高效、清洁、低碳、灵活的生产目标。归纳起来就是，智能感知、信息融合、智能算法、智能决策、管控一体化、全生命周期管理。二、物联网、人工智能、大数据、云计算、VR虚拟现实等技术已在建设智能电厂中得到应用。华能集团公司信息中心、华北电力大学科技园、苏州热工院、北京必可测科技、北京和利时智能技术、华电国际技术服务中心、珠海同海科技等单位，就互联网技术、大数据与人工智能技术、数字工厂操作系统、可视化技术等在智能电厂、智慧电厂的应用作了介绍。珠海同海科技对电厂实时数据库、数据库、图档数据库、大数据库等四个数据库进行整合，以传统的ERP，KKS/人/材/物的编码，与DCS、SIS控制系统整合，形成可视化电厂管理架构。4华能集团公司较早将工业互联网、大数据技术运用到电力生产和物料管理方面，其效果是：及早对故障作出预判；可以科学指导检修；有效控制成本；优化生产过程。华能今年要在占集团50%装机容量的电厂实施这样的管理方式，首先要对水电站实现全覆盖。苏州热工院结合我国核电站运行管理，介绍了运用大数据与人工智能助力核电设备可靠性的提升，实现集团级的设备管理五化，即标准化、专业化、集约化、智能化和精益化。岭澳核电站1号机组截止2018年4月12日，连续安全运行4381天，创全球核电站运行最好记录，目前，这一纪录仍然在继续保持和不断刷新。北京必可测科技股份有限公司在智能电厂建设中，以“主动安全”的理念为导向，以“云大物移”的技术为支撑，以“人工智能”（专家知识库）为灵魂，以三维可视化展示为媒介，以智能化移动终端为工具，构建更高阶段的信息化与自动化电厂，并全面实现电厂的智能化安全生产，和智能化调度经营。帮助电厂提高设备可靠度及机组出力水平；减少或杜绝非停、降负荷及环保排放事故；大幅度降低运维费用和运维工作量；提高安全性能，合理延长设备寿命；实现预测性维修管理，延长检修周期，降低检修费用；实现精细化运行管理，提高发电量，降低煤耗；实现电厂远程管理；提高管理效率，大幅度减少电厂人员；集团内或区域内，专家资源与知识资源统一调配和共享；远程监控与诊断服务成为新常态，设备及数据库的不断丰富与分享；全面支持电厂5设备管理模式创新和管理能力提升。三、一批电厂为智能发电和探索建设智慧电厂的实践提供了参考经验。大唐南京发电厂、大唐泰州热电公司、国电大渡河流域水电开发公司、华润电力控股有限公司、神华国华（北京）燃气热电有限公司等单位就智能发电和探索建设智慧电厂的实践作了详细的介绍，为参会者提供了参考经验。大唐南京电厂与南京科远自动化集团股份有限公司、中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司以及东南大学开展产学研合作，逐步完善并确立了锅炉CT、锅炉燃料优化调整及三大项目智能掺配、三维数字可视化立体设备模型、汽轮机冷端优化、人员定位安全管理系统、远程诊断中心建设、智能排放系统、锅炉四管诊断系统、管控中心等为技术核心的八个建设模块。建设投用了智慧管控中心，系统包含了智能设备、智能检修、智能运行、智慧决策等管理功能，各功能模块和其它子系统最终集中在统一的智慧型管控平台运行。全面强化了企业安全生产基础管理工作、提高安全生产和经济运行水平。国电大渡河流域水电开发公司在智慧电厂建设实践中从五大入手，即：1、大感知，也就是通过海量测点得到的数据，获得库坝安全风险感知、流域水文气象感知设备智能感知；2、大传输，就是传输通道，通过局域网、广域网、6卫星网、移动网进行传输；3、大存储，通过物理存储和大数据存储，按照数据架构、模型、标准、质量、安全进行加工；4、大计算，基于OpenStack架构的云计算技术，MapReduce数据批处理技术框架，Spark内存计算框架，SparkStreaming流式数据处理框架；5、大分析，在大量数据的基础上，不断加工、形成最后的决策依据，支撑了梯级水电站间负荷实时智能一键调技术，机电设备状态监测和故障诊断大分析技术，安全管控作业行为及安全隐患量化数据分析。他们通过实体电厂操作和云端电厂模拟，实现了对大渡河流域三库共计500万千瓦，梯级电站水电的精准调度。四、智慧电厂建设任重道远，智慧电厂离不开智慧电网的支撑，智慧电厂需要大智慧。通过智慧电厂论坛，我们感到，随着能源电力科技创新迅猛发展，信息、传感、智能控制等技术与能源、电力技术深度融合，我国有一批电厂在建设智能电厂、智慧电厂方面作了积极的尝试，一些燃煤电厂、燃气电厂、核电、水电、以及风能和太阳能新能源电站，在安全、高效、低碳、清洁方面取得了显著的成效，进一步提升了发电企业的智能管理水平，促进了发电企业生产经营的智慧一体化融合，一些电厂实现了数字化管理，一些电厂在某些方面实现了智能控制，但智慧电厂建设仍然处于初级阶段，智慧电厂建设的道路仍然任重道远。这也正是我们致力于主办智7慧电厂系列论坛的初衷和出发点。数字电厂和智能发电都不能算是真正意义上的智慧电厂。倪维斗院士特别强调，要少一些概念炒作，多一些基础研究。加强产、学、研、用深度合作，踏踏实实开展信息控制技术和电站设备特性的基础研发与工程示范，努力将工作做到底层去。我们认为，真正的智慧电厂不仅仅是按照电厂原有设计的工艺和流程，实现安全、高效、清洁、优化管理，还应不断有创新技术对发电厂实现生产过程的革命。最近几年，我们一直在推广以上海外高桥第三发电厂为主的节能减排创新技术，我们在实践中感到，要以建设智慧电厂来引领创新技术的发展，创新才更有生命力，同时创新技术也可以不断丰富智慧电厂的内容。东南大学能源环境学院司凤琪副院长认为，智慧电厂也有不断丰富和完善的过程，不应强调一步到位。围绕电厂的“安全、高效、清洁、环保”，以解决实际问题为导向，最终还是要提高企业的效率和效益，实现与环境的友好相处。我国电力创新领军人物、上海外高桥第三发电厂副董事长、上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠，结合多年创新实践，在论坛上提出智慧电厂的建设要顺应企业可持续发展。冯伟忠认为，并不是有了信息化、数字化、网络化、大数据、智能化等等，就代表电厂有了智慧。要让电厂智慧起来，离开了人不行，要用新的知识、新的思维，产生智慧，8用智慧指导创新。知识是人类几千年来发展过程中对事物认识的积累，代表的是过去，未来需要创造，我们需要的是智慧，所以只有充分的利用人的智慧才能创新。学科交叉、知识融合、技术集成都需要发挥人的智慧。上海外三厂在冯伟忠的主持下，针对发电机组低负荷时锅炉燃烧不稳定、发电效率下降、脱硝装置不能正常运行的问题，利用从汽轮机抽汽，加热锅炉进风和补给水，提高了锅炉稳燃性，通过省煤器加热烟气，保证脱硝装置正常运行，还提高了发电机组低负荷时的效率。原来热介质是从锅炉流向汽机，现在却有一部分从汽机向锅炉回用，同时解决了诸多生产中的难题，这才是大智慧。所以，美国工程师协会连续3年邀请冯伟忠到年会作专题演讲，ASME专业分会主席称冯伟忠在美国机械工程师协会年会上介绍的任何一项创新技术，放在美国工程师身上，都可被称作终身成就。国家发改委原能源局局长、国务院参事室原参事徐锭明在论坛上也掀起一场头脑风暴。他说赢在思维，输在思维，科技要革命，脑洞要大开，能源要革命，脑洞要大开。纠緾于原来的概念，就无法进步。与会代表很受启发。与会代表们还一致认为智慧电厂建设也离不开智慧电网的支撑，智慧电厂不可能离开智慧电网的支撑而独立存在。五、“智慧电厂”建设必将带领发电企业走向发展的新时代。9正如中国能源研究会常务副理事长史玉波在致辞中讲到的，当前，电力行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，如何在能源变革的新时代里完成转型升级，并进一步提升电力企业的效率和效益，这就要求发电企业积极应用行业先进技术和科学管理手段完成“凤凰涅槃”。置身于能源电力变革的新时代与工业4.0的大潮中，电力企业在信息化的推动下正经历着巨大的变革和创新，面临前所未有的机遇。建设“智慧电厂”，推行智慧化生产与管理经营，助力发电企业适应行业发展新常态，增强企业对市场变化的应对能力，是推动电力企业在新时代、新市场中持续稳定发展的强大动力。史玉波说，应该看到，在发电厂智能化技术的系统性研究与应用方面，国内外都还处于起步阶段，而且，国外研究重点更倾向于新能源的智能发电。建设“智慧电厂”是提升发电企业综合竞争力的必然选择，尽管智慧电厂的建设仍面临许多问题和障碍，但是我们相信在全球电力工业技术变革升级改造的浪潮中，在更加激烈的市场竞争中，在国家相关部门的大力推动下与支持下，“智慧电厂”的建设将带领发电企业走向变革发展的新时代。综上所述，中国能源研究会节能减排中心与华北电力大学国家大学科技园联合举办的2018年智慧电厂论坛（第一期），取得了丰硕的成果。我们将总结举办这次论坛的经验，10充分听取各参会方的意见和建议，认真筹划，充分发挥中国能源研究会节能减排中心和华北电力大学国家大学科技园的优势，为智慧电厂建设合作打造一个持续、开放、前沿的、学术和实践相结合的、线上线下互动的交流平台，为企业和科研的结合，为推动智慧电厂建设，引领创新技术发展，推动电力行业安全、高效、低碳、清洁、高质量可持续发展，不断做出贡献。