刘绪豪

摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，人们的生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断加大，本研究分析了新基建的政策要求与燃煤智慧电厂建设之间的联系，通过5G网络、ICS智能发电操作系统、大数据中心、工业互联网、企业云平台、机器人和边缘计算芯片的基建项目落地应用，以促进燃煤火力发电工业的产业升级，降低生产经营成本和风险，提高生产效率。结果表明燃煤电厂新基建的战略核心包括4大部分：网络通信、大数据中心、操作系统和企业云平台、智能芯片。智慧电厂建设的4大领域包括5G和物联网、智能发电控制平台、基于大数据中心和工业互联网的企业智慧管理云平台、机器人和智能芯片。安全作业管控需打通电厂物联网三角链，实现人、设备、信息网络系统三大核心要素的信息互通互享。使用智能芯片边缘计算+大数据中心云计算组合的“云边结合”方式，比单纯使用云计算能够完成更多关键性业务。

关键词：智慧电厂;智能发电控制系统;大数据中心

中图分类号：TM621

引言

燃煤智慧电厂建设已经成为业界的共识，明确提出要利用“云、物、移、大、智、边、端、芯、链”等先进现代化信息技术，集成为泛在物联网技术，打通边缘物联感知、网络、一体化数据分析的企业中台和业务应用，建设更加智慧和安全的发电企业。2019年初，国家电网公司提出“泛在电力物联网”战略目标，并发布《泛在电力物联网白皮书2019》，推动实现电力系统内无处不在的联接，万物互联、人机交互。在燃煤发电企业生产现场中，存在4大安全风险，即危险的工作环境、设备的不安全状态、不安全的人员行为和操作、管理的安全漏洞。基于泛在电力物联网技术，实时监测、诊断分析、报警和反馈控制生产现场人员、设备、工作流状况。泛在物联网技术与燃煤发电工业技术的深度融合，有助于发电厂实现全天候、全方位、智能化的安全管控。针对燃煤火力发电厂，分析泛在电力物联网技术在全厂智慧安全管控中人员定位、人员出勤、缺陷分析与识别、智能门禁、工作票作业、违章信息等场景中的应用与效果，以提升人员、设备、环境、制度的全要素安全保障力度和工作效率。本文的分析有助于了解最前沿的泛在电力物联网技术在燃煤火力发电厂的应用场景、落地技术和项目、工作原理和预期效果，以提高人员安全保障力度和安全管理效率，降低电厂事故发生率。

一、研究思路

1.实用性与经济性的统一。坚持实用性第一的思路，系统应能最大限度地满足发电厂环保SIS采集传输系统各项监控业务要求、满足系统管理人员和使用人员的业务需求，能适应新技术的发展，同时还应努力降低建设费用，选择技术成熟和性能稳定、性价比高的产品和技术。2.合理性与先进性的统一。系统方案的设计严格遵循系统工程的设计准则，努力追求整个系统功能的科学合理性，防止片面追求某一局部的高指标与先进性。在保证整个系统功能和性能的前提下，最大限度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。3.标准化与开放性的统一。系统设计尽量采用标准化、模块化设计并严格遵守相关技术的国际、国内和行业标准，以确保系统之间的开放透明性和系统之间的互连互通。在设计和选用设备时，预留扩容和发展的空间，应在对未来业务的增长和扩容进行科学预测基础上进行余量设计。4）可靠性和安全性的统一。整个系统中选用的设备应具有较高的可靠性，关键设备或关键部件采取备份冗余设计，采用成熟技术，使系统具备较高可靠性、较强容错能力、良好恢复能力和防雷抗强电干扰能力。

二、新基建时代的燃煤智慧电厂建设与技术升级分析

1.基于操作系统化和人工智能的底层发电运行控制系统

燃煤火电厂智能化的核心是发电业务，随着工业互联网、工业4.0、人工智能、大数据、智能硬件等先进理念和前沿技术在工业控制领域的深入应用，燃煤火电厂底层控制系统顺应时代需求，由传统监视控制为主的DCS软件，升级为监测、分析、诊断、报警、控制和优化一体化的智能发电运行控制操作系统ICS（Intel⁃ligentControlSystem）或智能发电平台。智能发电平台建设是智慧电厂建设的核心任务。

2.人员安全管控

传统火力发电安全管控体系对人员管理较为薄弱。智慧电厂人员管理可采用的技术包括：智能门禁、人员定位、虚拟电子围栏、视频监控联动、智能视频识别人的不安全行为和不安全状态等。人员定位系统作为安全生产作业管控系统的核心功能模块，可利用先进的人员定位系统，集成UWB等技术的定位信息，实现人员的精准定位。通过工业WiFi和5G覆盖生产现场，及时、准确地将各个区域人员及设备的动态信息，实时推送给管理人员，随时掌握现场作业人员的位置和运动轨迹。

3.机器人的性能和功能设计

智能机器人本体软硬件系统应实现的支撑性基础性能包括：（1）智能机器人一般应支持全自主和遥控2种模式。全自主模式包括：定期巡检（或测量）、特殊巡检（或测量）2种方式。定期巡检方式下，系统根据预先设定的巡检内容、时间、周期、路线等参数信息，自主启动并完成巡视任务。特殊巡检方式由操作人员选定巡视内容并手动启动巡视，机器人可自主完成巡检任务。遥控巡检模式由操作人员手动遥控机器人，完成巡视或测量工作。（2）多巡检场景功能。可根据电厂生产需求来设定巡检机器人的巡检场景，智能机器人系统可设定为通勤巡检场景、定时巡检场景、临时或特别巡检场景，以及人工现场或后台操控系统巡检等场景模式，各场景的切换依据现场实际情况实时切换设置。（3）智能机器人配备防跌落装置，在行走过程中，如遇到深沟及时停止，防止机器人跌落。机器人具有防碰撞功能，在行走过程中如遇到障碍物及时停止，在全自主模式下障碍物移除后能恢复行走。

三、结语

本文分析了新基建的政策要求與燃煤智慧电厂建设之间的联系，通过5G网络、ICS智能发电操作系统、大数据中心、工业互联网、企业云平台、机器人和边缘计算芯片的基建项目落地应用，以促进燃煤火力发电工业的产业升级，降低生产经营成本和风险，提高生产效率。

参考文献

[1]刘吉臻，胡勇，曾德良，等.智能发电厂的架构及特征[J].中国电机工程学报，2017，37（22）：6463-6470.

[2]王宏延，顾舒娴，完颜绍澎，等.5G技术在电力系统中的研究与应用[J].广东电力，2019，32（11）：78-85.

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