自動化控制技術在智慧電廠的應用分析

黃志剛

摘要：隨著建設能源節約型社會的目標日益完善，傳統發電企業已經走上了企業模式改革的道路。社會需求的變化促使發電企業向著數據化、智能化、信息化、自動化廠等方向發展，智慧電廠的建設不僅優化了傳統的電廠管理模式，還切實響應了建設資源節約型、環境友好型社會的基本方針。自動化控制技術是智慧電廠建設不可或缺的重要組成，保障發電設備能安全運轉、協調各流程的有序執行。

關鍵詞：智慧電廠;自動化;智慧控制;

1、 引言

隨著科技的進步與發展，傳統發電企業中的設備管理及檢修過程都已完全被自動化管理所替代。自動化控制技術的發展已然深刻落實到發電企業的方方面面，同時也推動了數字化電廠向智慧化電廠發展進程。自動化控制技術使發電設備工作效率提高，而安全性能的提高以及技術的普遍適用性等特點也解決了電廠轉型的痛點。

2、 智慧電廠的簡介及結構

2.1、智慧電廠的定義及特點

智慧電廠，是在數字化和信息化的基礎之上結合物聯網、人工智能、自動化控制、可視化等信息技術來完成智能發電，并結合其他產業形成經濟循環鏈，以期達到提高生產安全管理、實現智能化生產、經濟效益最大化、踐行綠色發展理念的目標。建設智慧電廠需要從電廠的基礎建設、發電設備的選擇與創新、發電過程的技術應用、設備的檢修維護、電廠的管理及商業運作等多個方面進行統籌考量，才能更好的將科技創新應用在傳統行業中，使得傳統的發電企業得到技術升級，形成更加科學且有效益的新型產業發展鏈。[1]

因此，智慧電廠相比于傳統的發電企業，從廠房、設備、技術應用、運營管理模式等多個方面有了質的轉變。智慧電廠是具備大數據的企業，數據存在于企業生產管理的全程，發電生產轉變為技術數據，客戶業務轉變為基礎商業數據，網絡信息技術將這些數據集成為大數據庫，為企業的管理決策、生產運轉提供依據。智慧電廠將物聯網技術充分滲透入企業的方方面面，企業的生產、制造、運營、服務都可以實時監控成為數據信息，這可以有效地提高了電廠的智能管理水平。而針對企業用戶方面，管理的自動化使得業務辦理簡單化、高效化，極大地降低了時間成本。

2.2、自動化技術簡介

自動化控制技術將計算機技術、電氣技術、機械制造技術等多個學科融合形成系統性學科，軍事、生產、生活等各個領域都離不開自動化控制技術。它通過具有一定控制功能的自動控制系統，使機器完成指定的動作，保證各個工序按預設進行，達到設計的目標。

隨著經濟的進步，企業在謀求轉型改變的道路上都離不開自動化技術的應用。自動化控制技術的應用使生產操作實現了由人到電腦的轉變，往往自動化技術的革新也會推動企業乃至整個行業的發展。自動化技術通過軟件與硬件的結合，讓其在多個領域發揮不同的作用，并實現了成本最小化、利益最大化的經濟效果。同時，自動化控制技術的應用提高了生產過程的平穩性，降低了因人工操作而帶來的誤差，得到了規格、質量較高的產品，并且可以實時監控整個生產過程，當發生產品質量問題，可以通過自動化系統進行報錯并及時修復。[2]

3、 自動化控制在智慧電廠的應用及發展趨勢

3.1、智慧電廠的自動化技術應用

智慧電廠的自動化是指在人為操作的基礎上，運用自動化控制理論、計算機控制技術及有關的電控裝置對智慧電廠的發電設備系統進行有效的控制，保障發電機組的各生產設備能夠有序且安全的運行。智慧電廠的自動化系統可分為主機自動化和輔助設備自動化，他們都由自動控制與測量、信息采集與處理、系統保護、系統自動報警等多個板塊有機組成。智慧電廠的高效運行離不開自動化控制技術的支持，不僅可以提高生產效率，還能保障生產安全。

智慧電廠的自動化控制是熱工儀表自動化系統中最重要的一部分，它使電廠的發電生產過程可以自動調節并穩定運行。技術人員使用自動化控制技術將各個分散的部件有機地結合在一起并進行前期規劃好的動作。智慧電廠的運行系統十分復雜，單一的工作人員操作具有很大局限性，自動控制新系統具備自動調節功能，可以根據電廠設備實際運行狀況的不同給出合理的控制命令。[3]

在智慧電廠自動化控制的基礎上，系統的自動化檢測可以有效的監控生產過程中各部分的實時動態。智慧電廠利用熱工儀表對生產系統的溫度、壓力和流量等多個角度進行監測，通過設備的自動化控制優化使生產系統按照要求穩定運行。

把傳統電廠的無感知、無思想的設備、系統整合，進化為全面監測、實時分析、自主決策、精準執行的全新電廠。像主機大軸這類主重要設備，可以通過軸承振動，軸瓦溫度等參數進行檢測，監視運行狀況，運用數學建模、大數據分析，對異?，F場進行智能診斷，既可以提前預警，也可以自動判斷出設備故障的原因，得出結論。同時，對于已處理的故障，系統還具備自動學習的能力，將其儲存至專家庫內容，進一步自適應學習，更好的保證機組的安全穩定運行。

智慧電廠的發電生產流程繁多且復雜，每一項操作必須在合理的時間節點啟動，因此要提前制定完善的設備運行方案，從而實現有計劃的進行生產。順序控制功能的實現依賴于自動化控制技術，對設備的運行狀態進行調節與把控，確保生產流程的穩定進行與安全。順序控制系統對設備主機的開啟與停止進行自動控制，也可以對輔助設備進行調整。[4]

3.2、發展方向和前景

新時期下，智慧電廠的建設正如火如荼的開展中，智慧電廠的發展要跟上科學技術的進步與人文需求的變化。針對新型熱工儀表的研發迫在眉睫，在電廠生產的多種復雜且不同的工作環境下，新型熱工儀表的運用可以節省大量的人力物力，比如采用超聲波檢漏技術檢測閥門管道的工作狀況避免事故的發生，使用快速熱電偶能合理調整蒸汽管道的疏水操作。

在人工智能蓬勃發展的大環境下，智慧電廠的智能控制管理尤為重要。智慧管控在信息技術、DSC控制系統、智能設備的自動化控制技術基礎上結合了無線覆蓋、人員定位、實時監控等最新的科技，并在物聯網、大數據分析的基礎之上，實現對電廠設備與人員管理方面實現技術升級。[5]

4、結論

當前，我國處于“中國制造2025”戰略發展的重要階段，智慧電廠的建設是我國電力行業的發展新標準。在智慧電廠的實際生產運營中，自動化控制技術的應用為企業的正常運行提供了便捷與保障，同時推動了發電企業經濟效益的不斷提升。智慧電廠的業務系統包含智慧運行、智慧安全、智慧設備、智慧物資、智慧燃料、智慧燃燒、智慧行政等多個部分，把握行業發展趨勢、堅持綠色低碳發展理念、結合技術創新與商業管理模式創新才能推動智慧電廠的發展。

參考文獻

[1]魏言海.基于對電廠熱工儀表自動化分析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（11）：90-91.

[2]李千海.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2020（07）：182-183.

[3]王海燕.智慧電廠智能控制技術路線探討與研究[J].數字通信世界，2020（04）：195.