以“两化融合”引领智慧电厂发展

徐文进

习近平总书记指出，要“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。对于已经进入工业化后期的江苏而言，全面推进信息化和工业化深度融合，是贯彻新发展理念、提升发展水平、建设“强富美高”新江苏的重大战略选择。尽管当前清洁能源迅猛发展，但在未来一定时期内，煤炭仍将是一次能源的重要依靠力量。煤炭的清洁高效利用，成为当前我国能源战略的努力方向。火电企业具有良好的信息化基础，借助“两化融合”契机，推动智慧电厂建设，将进一步提升协同管理水平和资源利用效率，对我国能源发展具有深远意义，也与我国的能源发展战略相契合。

一、推进全省智慧电厂建设恰逢其时

智慧电厂是信息化与智能化技术在发电领域的高度发展与深度融合，主要体现为大数据、物联网、可视化、先进测量与智能控制等技术的系统化应用。其基本架构包括智能感知层、智能控制层与智能管控层，其主要特征是泛在感知、自适应、智能融合与互动化，其主要目标是通过整合电厂运行监控、故障诊断、安全管理、物资供应和设备维护的全过程，利用数据挖掘、先进算法和预测控制等智能方法，实现事故的事前预警、事中控制，实现生产的优化控制、优化调度，让经营分析更智慧、管理决策更科学、资源利用更高效。发展智慧电厂，即恰逢其时又意义重大，主要体现在以下三个方面。

重大发展战略的引导，是智慧电厂发展的“指明灯”。2019年政府工作报告指出，要“打造工业互联网平台，拓展‘智能+，推动传统产业改造升级”。国家发展和改革委员会也推出了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，推动化石能源生产清洁、高效、智能化。江苏省以“两化”深度融合为切入点，启动实施了大中型企业智慧化推进工程，实现大中型企业电子商务应用全覆盖和智能化装备技术改造大提升，信息技术逐步融入工业研发设计、产品装备、生产管理和市场服务。为响应政策号召，作为电力生产的主力军，火电企业应因勢而谋、应势而动，积极探索智慧电厂的发展道路。

信息技术和人工智能技术的突飞猛进，是智慧电厂发展的“助推器”。发电企业自存在以来便拥有大量的数据和繁杂的控制系统，需要通过记录、监测、分析大量数据来进行设备的操作和控制。20世纪80年代以前，火电厂监控系统为常规仪表，监控系统只是实现简单的监视和控制。80年代中后期，随着计算机技术快速发展，集散控制系统（DCS）和汽机数字电液控制系统（DEH）逐步得到应用。20世纪90年代，机组控制和联锁保护功能得以完善，在线性能计算、指标分析等功能出现。进入21世纪以后，随着通信技术、信息处理技术和芯片制造技术的进步，安全仪表系统（SIS）、管理信息系统（MIS）等管理系统的应用，电厂的管理水平和管理体制发生了根本变化。近年来，5G、云计算、物联网、大数据等信息化前沿科技的兴起与发展，成为智慧电厂发展强有力的“助推器”，给传统火电企业向信息化、智能化发展奠定了坚实基础。

火电企业自身转型需要，是智慧电厂发展的“原动力”。在经济新常态下，电力市场改革不断深入，电力行业形势不断变化。火电企业发展呈现出两个新的特征：一是机组利用小时数持续走低，灵活性调峰运行成为新常态;二是动力煤成本维持高位，掺烧劣质煤成为新常态。特别是电力辅助服务和电力现货市场的快速发展，对火电企业快速响应电力市场变化、快速响应电网升降负荷需求提出了更高要求。近期，国务院推动完善燃煤机组上网电价形成机制，促进电力市场化交易，降低企业用电成本。这对正处于激烈竞争发展环境下的火电企业而言，处境更加艰难。依赖传统管理方式和现有自动化模式，已经难以适应用电负荷需求快速变化的新形势;通过传统技术改造等途径，在现有技术条件下挖潜增效空间已十分有限，新材料、新工艺应用也面临瓶颈。因此，探索智慧电厂建设，利用人工智能、大数据分析和控制优化系统等信息化手段，使发电更安全、更清洁、更高效，成为火电企业的迫切需要。

二、江苏智慧电厂建设存在的问题

总体来看，江苏省火电企业智慧电厂建设开局良好。然而，一方面伴随着能源供给侧结构性改革和电力市场改革的不断深入，智慧电厂建设遇到了一些新情况、新变化。另一方面，江苏智慧电厂建设仍处于起步和探索阶段，距离实现安全、高效、绿色、智能的目标仍有一定差距。当前，全省智慧电厂项目的发展普遍存在以下问题。

对智慧电厂的认知不足，项目建设缺少标准规范。一是片面理解智慧电厂概念。智慧电厂建设主要围绕三个方面，即感知、协同、优化，分别对应智能感知、智能控制和智慧管控三个层级。优化是最终目的，感知是基础，协同是手段。有些企业不能正确理解三者之间的关系，在建设智慧电厂的过程中本末倒置，一味强调信息集成、智慧管理，而忽视了生产过程的优化。二是缺乏标准规范引导。智慧电厂是随着信息技术发展而产生的新生事物，其建设的构架、模式尚缺乏相应的标准和规范。虽然国家层面颁布了一些鼓励引导政策，但大多数还属于意见建议或方向性的指引，并未对智慧电厂的建设提出详细具体的标准与规范。因此，目前智慧电厂建设存在较大随意性，存在盲目和混乱等问题。

对智慧电厂建设急于求成，脱离企业自身生产实际。一是项目缺乏系统性谋划。智慧电厂的建设横向涵盖设计、制造、基建、运营、退役全过程，体现全生命周期管理，纵向上还要打通设备制造商、安装检修公司、集团级层面之间的信息交互和数据联通。然而，当前智慧电厂建设出现盲目一拥而上的情况，基本没有系统性谋划，忽视底层基础和层级互通，也跟不上自动化、信息化领域出现的新技术、新动向，在建设过程中既走了弯路，又造成了资金浪费。二是忽视企业自身需要。不少电厂急于追求各种新名词，热衷于打造形象工程，没有立足于解决火电机组迫切需要解决的实际问题。有的认为搞智慧电厂就是进行自动化升级，用技术手段堆砌智慧概念，用虚拟现实、无线定位、生物识别等技术的简单运用来定义智慧电厂，而没有与主机、主设备紧密关联，以实现生产过程的优化。对于火电灵活性调峰、低负荷下环保设备稳定性提升、主辅设备运行优化、重要设备事故预警诊断等提升火电企业核心竞争力的关键问题关注明显不够。

对智慧电厂关键技术掌握不够，缺少优秀复合型人才。一是关键技术应用存在“痛点”。在实际运用中，有两个关键问题影响着智慧电厂有效发挥作用。首先是大数据样本的修正和补充能力较差。火电企业浩如烟海的数据测点不可避免地会失效，并反馈回错误数据或造成数据缺失。大数据平台如何剔除异常数据、补充缺失数据，为系统正确判断设备状态，是目前数据感知方面的“痛点”。其次是数学模型与人工智能算法缺乏有效融合。智能算法通常需要海量数据进行预学习，而传统数学模型与人工智能算法融合能极大提高火电企业对数据的分析处理能力，但数学模型与人工智能算法的有效融合，仍是目前应用过程中的痛点。二是相关人才十分紧缺。智慧电厂旨在减少重复劳动、简化操作流程，但并非完全取代人的能动性。相反，在智慧电厂的建设和使用过程中，对高端人才的需求反而更加突出。智慧电厂的成功建设，关键在人才。智慧电厂是信息化、智能化与发电企业深度融合的产物，对人才的要求也大大提高，既要精通发电技术，又要深谙信息技术，但擅长两个学科的复合型人才目前十分紧缺，这在很大程度上阻碍了智慧电厂的快速发展。

三、推进江苏智慧电厂建设的对策建议

智慧电厂建设是一个“学习—实践—再学习—再实践”的过程，不能一蹴而就，必须紧紧依托江苏省“两化融合”的政策环境，久久为功。

加强政策引导，树立示范标准。建议把智慧电厂建设上升为江苏省能源发展重要试点方向，融入两化融合整体布局，加强对智慧电厂建设的有序引导，统一建设目标、实施流程、评价指标，结合江苏实际制定相应规范与标准。同时建议对在智慧电厂建设中取得实效、有良好示范作用的企业予以宣传，对达标的“两化融合”贯标企业，给予信息化投入费用加计扣除的税收优惠政策，参照高新技术企业享受所得税优惠税率等扶持政策，激发企业持续推进智慧电厂建设的动力。火电企业自身要加强与有关部门的沟通协调，积极参与智慧江苏、智慧园区等示范工程试点，参加相关管理体系贯标评定，梳理总结建设进程中的成熟经验与失败教训。

从困扰企业的实际问题出发，有序推进项目发展。一是坚持问题导向。智慧电厂的重点是服务于生产发电，建议集团公司和发电企业要牢牢把握智能发电这个核心，以生产过程的关键问题、机组运行的核心设备、企业管理的重点业务为突破点，以优化设备控制、优化设备预警诊断、优化设备运维和优化经营决策为导向。既要勇于创新、大胆突破，也要稳扎稳打、逐步发展，着力解决火电企业在新常态下追求高质量发展的“痛点”、难点。二是坚持有序发展。智慧电厂建设覆盖火电企业生产管理的全系统、全过程，涉及面广、任务量大，建议集团公司按照政府引导政策，积极构建智慧电厂标准体系、研发体系和生产体系，健全智慧电厂建设交流合作机制，提前谋划布局，按照“数字化建设、物联网建设、模型化建设、智能一体化建设”四个步骤有计划推进，使各个电厂之间信息融合，各个功能模块之间协调配合，以点带线，以线带面，避免出现无序、无效的投资。

以创新破解关键技术难题，注重人才引进培养。一是坚持创新发展。在智慧电厂的建设过程中，创新是第一推动力。建议整合政府、企业、科研院所和高校等优势资源，不断完善以政府为主导、以企业为主体、以院校为支撑的技术创新体系，打造高质量的产业技术创新联盟、产品创新联盟与行业技术推广平台。要为关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性创新技术提供“试验田”，用创新破解制约智慧电厂推进的技术性难题。二是坚持以人为本。建议各级政府进一步加强对复合型人才的引进，为智慧电厂相关的复合型高端人才提供优厚政策条件。利用好江苏高校多、企业多的先天优势，打通高端人才和优秀企业之间的壁垒，让人才进得来、留得住。集团公司和发电企业要用好现有技术人才资源，加强对内部人才的多元化培养，“送出去”学，“请进来”教。不仅要学习发电技术，而且要学习先进的信息技术，以智慧电厂建设助推复合型人才成长，以复合型人才成熟促进智慧电厂建设。

突出数据集成，坚持集中管控和整体协同。数据集成是智慧电厂建设的基础。在火电企业全生命周期内，要坚持扩大数字化集成范围，注重信息系统的集成和融合，运用智能设备、物联网等，在安全生产、设备运维、指标监测、经营管理等各个环节实现信息化、数字化、智能化。对于建设初期未纳入数字化范围内的设备，有计划地实施数字化改造，努力将各种设备归集在数据一体化平台。管控集中是智慧电厂建设的关键。在生产环节，要结合实际利用好数据一体化平台，积极应用智能设备和先进人工智能算法，不断提升智能优化、智能诊断、智能检修、智能运营、智能安防和网源协调能力。在管理环节，充分运用数据一体化平台、管理标准化系统等，增强经营管理的智能化管控能力，利用好各类便携式智能终端，开发各类型业务的智能化应用，提升集中管控、大数据分析和远程智能办公水平。整体协同是智慧电厂建设的目标。应注重通过信息化、自动化手段推动多业务集成，实现火电企业生产运行、市场营销和经营决策全过程的协同管理，并建立起与之相适应的智慧化技术与管理模式。使之既能实现个体目标最优，又能实现综合目标最优，进而实现管理流程、决策机制的优化与變革。

（作者系中共江苏省委党校第18期中青年干部培训一班学员，江苏国信扬州发电有限公司党委书记、董事长）

责任编辑：刘志刚