智慧電廠是以物理電廠、數(shù)字化電廠為基礎(chǔ)，以發(fā)電過程的數(shù)字化、自動化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、AR虛擬現(xiàn)實(shí)為平臺，集成智能傳感與執(zhí)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(xí)、自適應(yīng)、自組織、自趨優(yōu)、自恢復(fù)的智能發(fā)電運(yùn)行控制管理模式，實(shí)現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產(chǎn)目標(biāo)。達(dá)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(tǒng)性的理論和內(nèi)部資源配置優(yōu)化理念，重新對所有內(nèi)部資源再認(rèn)識、再整合，使得電廠運(yùn)行更加可靠，技術(shù)更加先進(jìn)，系統(tǒng)更加合理，管理更加柔性，發(fā)展更加持續(xù)，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益更加提高。

智慧電廠的建設(shè)包含基礎(chǔ)設(shè)備、實(shí)時(shí)控制、系統(tǒng)優(yōu)化、生產(chǎn)管理和電廠決策等。智慧化電廠在數(shù)字化電廠結(jié)構(gòu)內(nèi)容的基礎(chǔ)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(jī)、鍋爐、電氣、輔機(jī)等的DCS一體化控制系統(tǒng)，保證火電廠的平穩(wěn)安全運(yùn)行。智能化電廠在此基礎(chǔ)上，通過使用預(yù)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(xiàn)機(jī)組的優(yōu)化控制，從而使機(jī)組更加高效和安全，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在系統(tǒng)優(yōu)化層面，數(shù)字化電廠與智能化電廠均具有廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），對廠級生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，分析和優(yōu)化控制系統(tǒng)和機(jī)組性能，并對下層的實(shí)時(shí)控制層進(jìn)行指導(dǎo)。智能化電廠在此基礎(chǔ)上，還加入智能化煤場、數(shù)字化視頻監(jiān)控等。在生產(chǎn)管理層，數(shù)字化電廠與智能化電廠都以電廠資產(chǎn)管理為主線對電廠的機(jī)組性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電廠的經(jīng)濟(jì)、高效和安全地運(yùn)行。此層根據(jù)從上層的電廠決策層取得的經(jīng)營指標(biāo)制定生產(chǎn)計(jì)劃，并為下層的系統(tǒng)優(yōu)化層提供指導(dǎo)。智能化電廠在此基礎(chǔ)上，可結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建移動信息管理平臺，使火電廠的經(jīng)營管理者可以隨時(shí)隨地獲取電廠的相關(guān)信息，提高全廠的現(xiàn)代化管理水平。

智慧型電廠，主要是對現(xiàn)有SIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)的深度利用和升級優(yōu)化，建立歷史數(shù)據(jù)庫，增加大數(shù)據(jù)分析，達(dá)到自主分析，機(jī)組海量數(shù)據(jù)將極大地推動人工智能技術(shù)在智慧電廠中的落地應(yīng)用。結(jié)合首鋼京唐公司自備電站2×300 MW機(jī)組實(shí)際情況，立足現(xiàn)場，需求導(dǎo)向，整合資源，先點(diǎn)后面，我們需要用簡單、省力、準(zhǔn)確的方法解決現(xiàn)場問題，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，釋放勞動力，減少人為干預(yù)，可從以下五個(gè)方面進(jìn)行智慧化建設(shè)。

3.1 智能監(jiān)盤

智能監(jiān)盤系統(tǒng)基于廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）平臺，在深入挖掘和分析SIS的海量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立各類參數(shù)的預(yù)測模型和評價(jià)模型，從設(shè)備安全性、系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動化水平、運(yùn)行狀態(tài)五個(gè)維度對機(jī)組健康度進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評價(jià)，提前預(yù)警故障征兆，輔助并減輕運(yùn)行人員繁重的監(jiān)盤工作。采用機(jī)組健康度分值顯示，畫面單一，監(jiān)控簡便。總-分系統(tǒng)健康值得分法，達(dá)到智能監(jiān)盤的目的，例如，在各個(gè)分系統(tǒng)均100分的健康情況下，機(jī)組的總體健康值100分，當(dāng)某個(gè)分系統(tǒng)的健康值為95分時(shí)，則該系統(tǒng)的部分參數(shù)在控制線外，可點(diǎn)擊進(jìn)入該系統(tǒng)，顯示異常參數(shù)。在健康值均100分的情況下，無需頻繁翻閱畫面，檢查參數(shù)。

3.2 智能運(yùn)行

3.2.1 智能燃燒

通過自動調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)速、氧量、風(fēng)煤比等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能燃燒。可減輕受熱面金屬高溫腐蝕、減少鍋爐結(jié)焦；提高負(fù)荷響應(yīng)速度；降低穩(wěn)燃負(fù)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(jī)出力，廠用電率可得到降低；提高鍋爐效率，降低污染物排放。

3.2.2 智能噴氨（脫硝系統(tǒng)）

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(qū)在線調(diào)平以及多維度決策的噴氨總量控制等技術(shù)，通過“總量控制閥+分區(qū)調(diào)平閥+支管調(diào)節(jié)閥”三級閥門的串聯(lián)控制和調(diào)節(jié)，使SCR性能適應(yīng)NOx超低排放的要求。

3.2.3 凝汽器清洗機(jī)器人和冷端優(yōu)化

通過在凝汽器水側(cè)加裝在線清洗機(jī)器人，兩種運(yùn)行模式：

一、可以實(shí)時(shí)在線清潔冷凝管管壁，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、可以通過在線監(jiān)測凝汽器清潔系數(shù)，在判斷其低于某限值后自動觸發(fā)清洗系統(tǒng)。

3.3 智能設(shè)備

3.3.1 設(shè)備大數(shù)據(jù)臺賬

設(shè)備基礎(chǔ)臺賬、設(shè)備日常維護(hù)記錄、事故事件記錄、專項(xiàng)檢修記錄、設(shè)備異動記錄、特種設(shè)備記錄、技術(shù)監(jiān)督記錄、潤滑油脂記錄等，均系統(tǒng)錄入，具有可追溯性，可查詢，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。

3.3.2 精益檢修管理

固化檢修業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)管理復(fù)制，避免重復(fù)的事情重復(fù)做。按照A、B、C各級年修，根據(jù)年度機(jī)組檢修計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)“一鍵啟動”檢修項(xiàng)目，機(jī)組檢修項(xiàng)目啟動，根據(jù)套用的模板，自動推送標(biāo)項(xiàng)清單，同時(shí)關(guān)聯(lián)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程和文檔。精益檢修管理，在線洞悉機(jī)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議。）

3.3.3 預(yù)知性維護(hù)

分專業(yè)統(tǒng)計(jì)預(yù)防性維護(hù)指標(biāo)，包括執(zhí)行率、及時(shí)率、合格率等，并進(jìn)行追溯挖掘。從被動維護(hù)，到預(yù)防維護(hù)，再到預(yù)測性維護(hù)。通過連續(xù)的測量和分析，預(yù)測性維護(hù)能夠預(yù)測諸如機(jī)器零件剩余使用壽命等相關(guān)指標(biāo)。關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)可以輔助決策，判斷機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化機(jī)器的維護(hù)時(shí)機(jī)，從而做到設(shè)備的可控、在控。做到檢修前心里有數(shù)，檢修時(shí)得心應(yīng)手，檢修后高枕無憂。

3.4 智能巡檢

3.4.1 智能機(jī)器人、設(shè)備二維碼應(yīng)用

在一些固定的區(qū)域，設(shè)置巡檢機(jī)器人，減少人員巡檢。使用機(jī)器人+視頻圖像結(jié)構(gòu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵區(qū)域巡檢和故障預(yù)警，關(guān)鍵區(qū)域如：輸煤皮帶、制粉、變壓器、GIS、汽機(jī)。

運(yùn)用智能點(diǎn)檢儀，編制設(shè)備二維碼，實(shí)現(xiàn)智能巡檢，借助手機(jī)APP，對設(shè)備進(jìn)行二維碼的掃碼，逐條進(jìn)行設(shè)備巡檢項(xiàng)目的檢查，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和上傳。發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常時(shí)，可直接通過手機(jī)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(zhí)行巡點(diǎn)檢任務(wù)，集數(shù)據(jù)采集、分析于一身。

3.4.2 智能眼鏡（AR）應(yīng)用

采用可穿戴智能眼鏡（AR），通過接口和無線通信服務(wù)，與ERP系統(tǒng)無縫對接。實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，安全高效。建立完整的標(biāo)準(zhǔn)操作票庫，操作票實(shí)現(xiàn)全程標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、移動化、可視化、實(shí)時(shí)化、智能化操作。通過二維掃碼與機(jī)械鎖結(jié)合，確保操作過程安全無誤，并且現(xiàn)場操作結(jié)果實(shí)時(shí)回傳ERP系統(tǒng)。

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(xiàn)外來人員管控、智能安全防護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、關(guān)口前移，可作為實(shí)現(xiàn)本質(zhì)化安全的輔助功能。

3.5.1 智能安全識別與分析

(1) 智能門禁做到入場身份識別（人臉識別、指紋識別或語音識別、無線定位）可視化視頻、身份識別、智能鎖控、3D模型。通過人臉識別，對進(jìn)入廠區(qū)人員身份比對，實(shí)名上崗實(shí)現(xiàn)認(rèn)證合一驗(yàn)證；

(2) 對進(jìn)入廠區(qū)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(xiǎn)區(qū)域動火等進(jìn)行識別后警告；

(3) 對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行人員行為的監(jiān)視、跟蹤、警告。

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

3.5.2 工作票電子化、移動化

智能兩票：利用物聯(lián)網(wǎng)平臺，將兩票系統(tǒng)與操作過程安全管控實(shí)現(xiàn)真正閉環(huán)。工作人員（戴安全帽或其他標(biāo)簽）開票（移動端完成）-行走途中（安全路線指引，危險(xiǎn)源提醒）-到達(dá)工作區(qū)域（人臉識別、穿戴識別）-門禁自動打開（防止走錯間隔）-到達(dá)工作地點(diǎn)做防護(hù)措施（啟動視頻錄像、自動識別措施是否完善）-開始工作（精確定位保證不走錯間隔，掃碼開柜門，操作過程智能監(jiān)控）-完成工作（結(jié)票，上傳記錄和自動分析結(jié)果）。

檢修作業(yè)票、動火票、臨時(shí)用水用電票、高空作業(yè)票、有限空間票等可在線辦理，減少人員跑辦手續(xù)，線上審批，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公。

3.5.3 相關(guān)方安全管理

從資格預(yù)審、簽訂安全協(xié)議、特殊工種登記、入場證辦理、安全教育、安全技術(shù)交底、現(xiàn)場安全監(jiān)督等方面實(shí)現(xiàn)在線走流程，同時(shí)結(jié)合安全管理前三項(xiàng)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對外包商安全管理無死角。

4.1 推進(jìn)業(yè)務(wù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化

推進(jìn)業(yè)務(wù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化，是“智慧電廠”建設(shè)的前提。近年來，首鋼京唐公司自備電站在生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化上開展了大量探索，也取得了良好成效。要求各部門進(jìn)一步增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化意識，開展標(biāo)準(zhǔn)化梳理，把標(biāo)準(zhǔn)化工作與“智慧電廠”建設(shè)結(jié)合起來，形成“智慧電廠”建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系，為數(shù)據(jù)集成和平臺建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

4.2 推進(jìn)數(shù)據(jù)集成和信息化

推進(jìn)數(shù)據(jù)集成和信息化是“智慧電廠”建設(shè)的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)管理工作中進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)字化集成范圍，運(yùn)用數(shù)字編碼、自動監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，在安全管理、設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境監(jiān)測、經(jīng)營管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，有計(jì)劃地實(shí)施數(shù)字化改造，注重信息化系統(tǒng)的集成和融合，進(jìn)一步發(fā)揮各個(gè)信息系統(tǒng)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”建設(shè)的關(guān)鍵。在生產(chǎn)領(lǐng)域，積極應(yīng)用智能設(shè)備設(shè)施、智能巡檢系統(tǒng)、移動應(yīng)用設(shè)備等，不斷完善智能異常分析、智能運(yùn)行優(yōu)化等功能，大力推動設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警、信息監(jiān)控與管理一體化等技術(shù)研究。在管理領(lǐng)域，要充分運(yùn)用經(jīng)營報(bào)表指標(biāo)平臺、管理標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)等，提升經(jīng)營、管理的智能化管控水平，利用好微信APP等各類便攜式智能終端，研究開發(fā)各類型業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用，深化集中管控、大數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)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”建設(shè)的目標(biāo)。通過信息化的手段推動多業(yè)務(wù)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營全生命周期的協(xié)同管理和生產(chǎn)營銷全經(jīng)營過程的協(xié)同管理，建立起與之相適應(yīng)的智慧化的技術(shù)與管理模式。智慧電廠的建設(shè)，不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)化、信息化建設(shè)，而是依托信息化的深層次的管理意識和機(jī)制的變革，通過信息化、智能化的推進(jìn)，使機(jī)制流程更加優(yōu)化、工作效率更加提升。

5 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智慧電廠已經(jīng)越來越受到企業(yè)的重視，其發(fā)展也是一種必然的結(jié)果，它的預(yù)期效果也是顯著的。作為電力主要來源的火電廠，智慧電廠的建設(shè)必將進(jìn)一步深入。今后發(fā)電企業(yè)必將向著智慧電廠的方向發(fā)展。“智慧電廠”的建設(shè)未來可期。