(天津陈塘热电有限公司天津300385)
电力行业在新技术应用方面一直以来处于国内领先水平，但是随着物联网、大数据、云计算等信息技术的发展和应用，电力行业在智慧化建设方面已经逐渐落后。尤其是那些已投运的“老”电厂，更是面临经营成本升高、检修模式不合理、生产效率低下等亟待解决的问题。利用物联网、大数据、云计算等信息技术让这些“老”电厂变得智慧化可以有效促进企业提质增效。本文分析了当下已投运电厂的现状及普遍问题，结合信息技术的发展状况，总结了已投运电厂智慧化建设的方案分析。
关键词：智慧化电厂
智慧电厂建设是对电厂现有专业系统进行数据清洗、业务重构、流程梳理、管理提升，是从信息化转向智慧化的必经之路，也是是企业提质增效的必由之路。在智慧电厂建设的道路上新建项目无疑是最具优势且最容易实现的，但是占全国绝大比例的已投运电厂，由于其建设时间早，往往不具备智慧化的特征，而且正是这些电厂在企业提质增效方面有着迫切的需求，因此如何将这些“老”电厂智慧化也成为当下各方关切的重点。
一、已投运电厂普遍现状
生产工艺方面：基本实现了机组主网、辅网DCS、PLC等集中控制，主、辅机控制自动化，数据记录、存储规范，具备追忆、分析的条件。
生产管理方面：基本完成门户网站信息系统搭建，分块整合了MIS、SIS、OA等办公系统，能够实现运行管理、设备管理、物资管理、经营管理、系统管理等业务流程信息化办公，实现生产系统数据关联及存储调用，实现初步性能计算功能。
安全方面：均已建立安全监管网络，并对各种隐患排查及相应工作形成闭环管理。建立安防视频监视系统、电子围栏、水、气消防系统、特殊消防系统、门禁管理系统等安全防护系统。
二、已投运电厂普遍存在问题
生产工艺方面：生产自动化程度较高，但还未达到先进水平，仍存在较多手动操作环节，数据挖掘及自动分析能力不足，在设备管理与设备故障预测方面还有很大差距，不能提供可靠的生产数据分析帮助进行生产决策，在高效发电，提升发电效益方面还有很大提升空间。
生产管理方面：各基础信息系统仍处于垂直型、孤立功能型模式，未进行一体化整合，在生产管理方面需投入较高的时间成本和高昂的数据交换成本。同时还存在信息化与工业化深度融合不够，数字化建模开展深度不足，云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术应用不足等问题。
安全方面：安全管理还处于纸媒阶段，安全培训未能实现网络数字化，各技防系统智能化不高，处于孤岛运行水平，未能形成一体化智能安全防护网络。
三、发展目标分析
结合当下电力行业发展的实际，各电厂宜依托“互联网+”智慧能源思想和新一代人工智能发展，以《火力发电厂智能化技术导则的要求》为指导，“老”电厂在智慧化道路上应坚持“立足实际、效益优先、统筹推进、重点突破”的原则，分步实施，防控风险，分三个阶段开展公司智慧电厂建设工作，有条不紊的打造成能够自主预判、自主决策、自我演进的智慧电厂。
（一）第一阶段（1~2年）
结合人工智能在电厂应用的实例开展基础性工作，组建应用型人才队伍，广泛开展调研，立足本公司现状研究制定技术改造方案，优化系统内各设备间的匹配度，逐步达到安全、环保、效益最优，为人工智能的应用提供数据支持。主要从以下几方面开展研究：
1.智慧移动办公
前期开展工作调研，了解现阶段智慧电厂平台发展及应用状况以及未来发展方向，并以此为基础制定本公司智慧化平台建设实施方案。
开展智慧电厂平台建设，整合现有MIS、SIS、OA等办公系统，打通各办公系统数据孤岛壁垒。在智慧电厂平台分步加入经营、安环、生产、物资、财务、人力等各大数据分析模型，通过手机、平板等移动终端，实现企业所有员工同步办公、协同办公、交互办公，达到提高反应速度、降低办公周期和管理成本、提升产能、保护并实现资源共享的目的。
2.智慧生产工艺
前期调研了解国内先进电厂智慧生产工艺实施状况，结合自身特点，对症下药，拟定本公司智慧运行监控系统设计方案。与此同时对生产现场制约自动调节的设备、工艺系统进行改造，对生产各系统的控制逻辑进行优化。
智慧的生产工艺系统需要与智慧先进的管理模式相配合，两者相辅相成才能促进公司智慧化建设不断向前发展。因此以智慧运行监控系统设计方案为指导，开展机组运行界面优化、管理模式优化等，两者相互配合，初步实现智慧监盘，降低人工成本，提高机组效率。随着各生产系统优化的逐步实施，实现设备系统一键启停控制，各系统根据工况变化实现自动调节、自动联锁。
3.设备信息数字化建设
在统一平台之上集成厂内各专业系统，通过数据标准化、业务流程标准化等工作，达到业务流程重构、专业系统间有机融合，数据横向集成、纵向贯通，结合物联网技术，让系统更智能。
积极组织参与智慧电厂有关交流学习，并开展工作调研，深度学习现阶段设备全生命周期管理模式、状态检修实施方式等，最终拟定智慧电厂平台搭建顶层设计。完成智慧电厂建设分步实施项目报批。
以智慧电厂平台搭建顶层设计为指导，完成相关方案建设招标及实施工作。力争做到利用生产系统运行积累的大量历史数据，建立可持续自学习的机组数字模型，将生产过程状态与设备点检巡视相结合，实现设备参数超限报警提示、设备状态劣化预警、设备维修方案建议等功能。同时完善KKS编码至部件级，实现工艺系统设备、监测传感设备、控制设备、检修设备等设备信息数字化，为电厂数字建模提供信息基础。
随着数字化程度的不断提高，辅以人工智能、大数据技术，最终实现设备全寿命周期管理，提升生产管理水平和效率。
4.物联网建设
根据现场环境特点及不同的业务需求，结合多种无线、有线物联网技术，实现泛在物联接入综合，搭建多类业务统一的一张融合网络。将多种智能设备统一在一张网络的覆盖下，通过人机互联实现智能巡检、智慧门禁、智慧安防等多系统联动。
物联网是智慧电厂的实现基础之一，需第一时间启动，但罗马不是一天建成的，完善的企业物联网也是需要逐步实施逐渐完善，做好前期理论研究、调研，制定符合企业自身的物联网建设分步实施方案，优先布置制约智慧发展的关键环节是为重中之重。
根据物联网建设分步实施方案，开始有序实施，分区域布置厂内网络基站，逐步实现厂内网络全覆盖。在厂内网络覆盖的基础上，进一步开发厂内智能定位、轨迹管理、虚拟电子围栏等功能应用，最终完成智慧安防、智慧点检、智慧两票各智慧系统建设和统一平台整合。
（二）第二阶段（2~3年）
结合互联网+智慧电厂及人工智能在电厂成功案例的应用和公司设备系统情况逐步改造应用，同时视智慧电厂技术发展成熟度，不断完善和改进各智慧单元，更深层次的开发应用与数据挖掘，建成成熟完善的信息岛。
总结第一阶段已投入的智慧电厂各子系统的应用经验，会同各智慧分系统实施方，探讨下一步的优化方案，进一步完善优化电厂大数据分析模型，加深各办公系统的数据融合与挖掘。
随着电厂大数据分析模型的不断完善，逐步实现运行优化、状态检修智能提示，初步简称功能完善的信息岛。3至5年内，全面完成第一阶段开展的各项智慧电厂子系统建设，基本建成集智慧决策、智慧管理、智慧生产于一体的智慧电厂。
（三）第三阶段（3~5年）
结合智慧单元的成熟应用，将各信息岛进行有机结合，上下贯通，提高电厂管控自动化、一体化水平；应用数据挖掘技术进行基于大数据分析的运行优化系统建设和应用，有效整合各信息岛，极大化发掘潜在价值，建成电厂智慧平台，完成可预测、可控制及全程优化的智慧电厂建设。同时，视供热调度、燃气调度、电网调度的智慧化建设程度，寻求与外部平台的有效对接的契机，借助高层平台促使供热调度、燃气调度、电网调度深度融合，实现安全、经济、环保最优化运营，经济效益与社会效益最大化。
四、结语
智慧电厂的建设尤其是已投运电厂的智慧化建设是发电企业突破现有瓶颈、提质增效的绝佳途径。小而说之智慧电厂建设可以促进企业发展，大二说之可以降低能源消耗助力美丽中国的建设。但我们还要认清智慧电厂的建设在当下还是一个各方在摸索中不断前行的过程，如何实现电厂的智慧化，使这个电厂的智慧化更符合这个电厂的特点，更能指导、助力这个电厂的发展，是一个长期优化、改进的过程。