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能源智能化的未来——智慧电厂如何建设

近年来,随着云计算、物联网、移动应用、人工智能等信息化前沿科技方兴未艾,社会上有关数字化电厂、智能发电、智慧电厂的讨论不绝于耳。早在2016年,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部联合印发《推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》和《中国制造2025-能源装备实施方案》,指出:以改革创新为核心,以“互联网+”为手段,以智能化为基础,促进能源和信息深度融合。

一.智能发电与智慧电厂

智能发电是对发电全过程的智能化监控、操作和管理,是智慧电厂的基础。华北电力大学原校长、中国工程院院士刘吉臻对智能发电的概念作出过比较权威的定义。刘吉臻说,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。

智慧电厂是通过信息化、网络化技术实现全厂范围各控制系统、控制设备等互联互通;通过虚拟化技术实现电厂的三维虚拟可视化;综合运用大数据、智能优化控制、智能决策支持等智能化技术手段,最终实现电厂全生命周期内的企业资产最优分配、生产质量最优控制、经济效益与社会效益的最优实现。

国家能源集团大渡河公司认为,智慧电厂即通过技术创新和管理创新两个手段,建设智能电站和智慧管理,构建安全可靠、集成开放、友好互动、自主决策的云端电厂。其中,智能电站建设是从技术创新的方向入手,核心实现物理电站的数字化和智能化,建立虚拟电站以实现电站设备互联互通,多系统联动,全电站数字化,并不断增加智能技术设备在智慧电厂的应用。

智慧管理建设是从管理创新方向入手,核心是实现未来流域电厂的新型管理模式以及与智能电站相适应的管理架构,并设置新型的算法中心和数据中心,全面融合流程、制度、体系、机器、人员、系统等电厂管理要素,建立新型的云端电厂管理模式。

智能电站和智慧管理的建设并不是简单的叠加,而是基于数据的融合和模式的叠加。

二.智慧电厂的实际运用

大渡河枕头坝发电公司2019年首个智慧电厂建设项目已经投入试运行,在大渡河枕头坝电站厂房内,智能巡检机器人开始按照预设的时间和频次,缓缓移动,认真检查着设备状态,代替运行人员开展部分巡检作业。

该公司按照智慧企业建设总体布署和要求,扎实开展智慧电厂建设项目,积极推进智能巡检机器人系统的建设和系统调试。经过不断的努力和攻关,克服了项目建设中的各种难题,通过对系统的不断优化升级,解决了不同平台间的信息通讯问题,可将智能机器人的实时位置、巡检报告、巡检路线、巡检信息直接呈现给运维人员,同时打通了智能机器人系统与ON-CALL系统的通讯联动,实现了异常报警信息的即时推送,大大提高了系统的智能化水平。

三.智慧电厂如何建立

大渡河公司根据多年的建设经验,对建设智慧电厂所掌握和所追求的技术进行了归纳总结:智慧电厂建设的主要核心技术在于‘五大’,即大感知、大传输、大储存、大计算和大分析。

(一)、大感知

1、设备智能感知

在设备感知层,充分运用WiFi、Zigbee、移动4G、NB-IoT、UWB超宽带、RFID射频、红外、蓝牙、激光灯物联技术。

2、图像识别(深度卷积神经网络)

3、大坝、边坡风险感知

4、水文气象感知

(二)、大传输

1、局域网(万兆骨干、千兆接入技术)

2、广域网(2.5G SDH光纤传输技术)

3、卫星网(Ku波段、Ka波段以太网和语音融合传输技术)

4、移动网(5G、WIFI、蓝牙、UWB超宽带融合组网技术)

(三)、大储存

1、物理储存:

集中式储存

区域数据中心

2、大数据储存:

(1)分布式消息队列

(2)分布式文件系统

(3)分布式数据库

(4)对象储存分布式文件

(四)、大计算

1、基础架构与虚拟化方面:

基于Open Stack架构的云计算技术

2、数据处理方面:

(1)Map Reduce数据批处理计算框架

(2)Spark内存计算框架

(3)Spark Streaming流式数据处理框架

(五)、大分析

1、机电设备状态监测和故障诊断大分析技术

2、安全管控作业行为及安全量化数据分析

3、语义引擎技术

4、潜在情绪只能视频分析技术

5、大数据挖掘算法(决策树、神经网络算法)等

在电力需求增长日趋放缓,新能源装机比重不断提高的产业背景下,建设智慧电厂不仅可以成为电厂将来参与市场竞争的资本,也是建设生态环境和社会经济发展对企业的要求,能源企业任重而道远。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191115A0G5HQ00?refer=cp_1026
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