2025年智慧电厂的关键技术.doc

智慧電廠的关键技术

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智慧電廠的本质是信息化与智能化技术在发電领域的高度发展与深度融合，体目前大数据、物联网、可视化、先進测量与智能控制等技术的系统化应用，重要特性是泛在感知、自适应、智能融合与互動化。智慧電廠也称為智能電廠或智能電站，其技术关键是信息融合与智能发電技术，目前在水電、燃气轮机電廠及新能源電站均有不一样程度的研究与应用，智能核電概念也已提出，但范围最广、复杂程度最高的常规燃煤火電廠的智能化发展才是智慧電廠研究与应用的最重要领域，如下重要就常规火力发電廠的智能化技术展開讨论。智能制造的本质就是机器代人，通過人与智能化的检测、控制与执行系统实現對人类专家的替代，体目前生产制造過程的柔性化、智能化和高度协同化，将数据挖掘、遗传算法、神經网络和预测控制等先進的计算机智能措施应用于工程设计、生产调度、過程监控、故障诊断、运行管控等，实現生产過程与管理决策的智能化。

在发電廠智能化技术的系统性研究与应用方面，国内外都還处在起步阶段，国外研究重點更倾向于新能源发電，如意在有效运用分布式发電资源的VPP（虚拟電廠）技术，可提高分布式发電的可控性。而對于常规火電廠，西门子、GE等部分制造廠商，则将关重视點集中在区域数据共享与可视化辅助运维技术的应用方面。国内在技术体系方面的研究進展较快，部分关键技术已逐渐進入应用研究，自主研发的技术進步明显。

一、智慧電廠的研究方向

伴随電力转型发展与市場化改革的需要，清洁、高效、安全、電网友好型的智能发電技术是近阶段的重點研究方向，伴随先進检测与控制、人工智能、以及数据运用与信息可视化技术的迅速发展，在如下的某些技术领域将首先获得应用性成果，推進火電廠的智能化進程。1三维空间定位与可视化智能巡检伴随计算机运算能力与软件应用水平提高，大范围的三维空间设计建模成為也許。通過三维空间定位，实現设备、管道、仪表取样點及隐蔽工程信息可视化。可体验逻辑操作場景与实际物理場景信息互動的感受，将老式运行人员的操作界面在物理维度上延展，共享智能巡检系统的現場信息。基于WIFI或RFID無线自组网技术的三维定位結合巡检人员智能终端，借助图像识别与無线通信技术，实時关联缺陷管理数据库，可实現現場设备的智能巡检与自動缺陷管理。借助设备与人员定位，還可同步实現智能安防与区域拒止等智能管理功能。在技术成熟時，借助各类型机器人的应用，可实現無人化的智能巡检方式。其中波及的关键性技术還包括设备参数自動识别、信息可视化记录存取、异常数据实時归档、巡检人员实時定位、現場風险预警、数据加密传播等。2炉内智能检测与燃烧优化控制基于光學图像、光谱、激光、放射、電磁、以及声學、化學的多种先進检测机理的炉内测量技术实用化研究進展较快，在炉内温度测量、煤粉分派、煤种辨识、参数分布、排放分析等方面為多目的全局闭环优化控制发明了条件。同步伴随计算机技术的迅速发展，先進智能控制技术也逐渐進入实用化阶段，伴随各类灵活可靠的优化控制平台载体的推广应用，電站控制参数的智能优化技术得到了迅速的发展，并推進了DCS（分散控制系统）的功能改善与能力提高。

声波测温技术原理图

通過系统性整合基于先進机理的检测技术、智能控制算法、软测量及智能寻优技术，实現燃煤锅炉炉内温度、氧量、一氧化碳浓度等燃烧参数空间分布的实時测量与自動调整、燃烧器煤种在线识别、風煤参数与布局自動配置、锅炉效率在线软测量、效率环境保护指標综合寻优、最优目的预测控制等技术手段，最终到达安全环境保护约束条件下锅炉燃烧效率的实時闭环最优控制。

3数字化煤場与燃料信息智能互動

煤是燃煤電站的重要成本输入，煤場物理空间广，采制与管理工作量大，同步用煤种类繁多，变化频繁，配煤掺烧与适应性调整操作繁琐。运用图像识别与信息可视化技术可实現数字化煤場三维空间与時间動态的4D信息管理，智能优化煤場空间布局与运行计划。采用数据运用技术实現锅炉和煤場的智能信息互動与自動燃料配置，与燃烧优化控制系统实時关联，实現煤种的智能混烧。

4信息挖掘与遠程专家诊断预警

发電廠机组故障分析与操作记录文档是宝贵的信息资源，运用构造化存储与检索调用技术可以形成可用资源，結合語义识别等数据运用技术，关联机组运行的实時、历史数据，实現故障诊断与实時预警。同步运用遠程专家AR（增强現实）互動平台系统，引入雲平台数据挖掘资源，可便捷实現跨地区的专家共享与数据共享。在廠内知识信息管理、技术监督遠程数据平台、专家网络移動式互動共享平台等技术载体支撑下，运用数据挖掘与風险预测、