智慧電力需先實現智能化

當前，日漸興起的第四次工業革命將信息技術與工業深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，形成新的生產方式。基于信息物理系統的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式的變革。國務院2015年印發的《中國制造2025》指出，要把結構調整作為建設制造強國的關鍵環節，大力發展先進制造業，改造提升傳統產業。2016年，國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部聯合印發《推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》和《中國制造2025-能源裝備實施方案》，2018年，工業和信息化部、國家能源局等六部門印發《智能光伏產業發展行動計劃（2018——2020年）》，推動能源產業向智能化、智慧化新形態發展。

智能化是基礎

具體來看，《推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》指出，以改革創新為核心，以“互聯網+”為手段，以智能化為基礎，促進能源和信息深度融合。其中，在能源生產消費的智能化方面，鼓勵建設智能風電場、智能光伏電站等，鼓勵煤、油、氣開采、加工及利用全鏈條智能化改造;在能源消費的智能化方面，涉及到智能工廠、智能家居、智能小區、智慧城市;在網絡建設方面，以智能電網為基礎，與熱力管網、天然氣管網、交通網絡等多種類型網絡互聯互通協同控制。而《中國制造2025-能源裝備實施方案》中，智能制造和智能運維貫穿至煤、電、油、氣、核電、新能源、燃料電池、儲能裝備、電網等15個領域。《智能光伏產業發展行動計劃（2018—2020年）》以構建智能光伏產業生態體系為目標，提升光伏產業智能制造水平，推動互聯網、大數據、人工智能等與光伏產業深入融合，推動光伏系統從踏勘、設計、集成到運維的全流程智能管控。此外，與近幾年火熱開展的智慧城市相互關聯的內容則集中在智能化電力、燃氣、交通等民生改善方面。

從政策文件來看，實現智慧能源的前提是完成智能化改造。而這也正是能源行業現在正在建設的重點。

智慧電廠概念仍在探討和熱議中

當前，社會上有關數字化電廠、智能電廠、智慧電廠的討論不絕于耳，但其定義與內涵卻沒有統一的標準。

中國自動化學會聯合組織廣東電科院、國網浙江電科院、國網河南省電科院、浙江能源技術研究院、上海明華電力技術工程公司等電力行業的知名單位于2016年編寫的《智能電廠技術發展綱要》定義稱，智能電廠指在廣泛采用現代數字信息處理和通信技術基礎上，集成智能傳感與執行、智能控制和管理決策等技術，達到安全、高效、環保運行并與智能電網相互協調的發電廠。中國能源研究會節能減排中心與華北電力大學5月舉辦的2018年智慧電廠（第一期）論壇上，中國能源研究會常務副理事長史玉波認為智慧電廠的本質是信息化與智能化技術在發電領域的高度發展與深度融合，主要體現在大數據、物聯網、可視化、先進測量與智能控制等技術的系統化應用，其技術核心是信息融合與智能發電技術。中國工程院院士、華北電力大學原校長劉吉臻認為，智能發電的概念與特征是以發電過程的數字化、自動化、信息化、標準化為基礎，以管控一體化、大數據、云計算、物聯網為平臺，集成智能傳感與執行、智能管控與優化、智能管理與決策等技術，形成智能發電運行控制管理模式。智能發電的發展需經歷由初級形態向高級形態、由局部應用到系統應用的歷程;需要在基礎理論、關鍵技術與工程應用方面取得突破;需要實現理論、技術與體制、機制的創新。中國能源建設集團有限公司科技信息部主任王聰生坦言，目前許多智慧電廠的建設都較多著眼于信息化、可視化、數字化、大數據等，但具備了這些條件，并非就代表著這個電廠具有了“智慧”，稱為“智能電廠”則更為合適。上海外高橋第三發電廠副董事長、上海申能電力科技有限公司總經理馮偉忠稱，著眼于信息化、數字化、網絡化、大數據、智能化而建設的“智慧電廠”只能稱之為“智能電廠”，而智慧電廠的建設離不開人，應充分利用人的智慧進行創新。

火電廠、水電站智能化的積極嘗試

作為國內首家智慧電廠，大唐泰州2×200兆瓦燃氣—蒸汽聯合循環熱電聯產項目，在投入商業運營不到一年的時間里，成功打造出具有“狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升”5大功能，為當前國內電廠的建設探索出了一條新路徑。大唐泰州熱電智慧電廠是綜合考慮電廠實際和“互聯網+”的應用相結合的創新，其打造的智慧電廠以三維建模、“互聯網+”、大數據、人員定位作為基礎，集DCS、SIS、MIS、在線仿真、智慧管控于一體，通過一體化云平臺覆蓋全部業務管理，利用信息化手段聯通各項職能，共集成多達30個業務系統，涵蓋電廠生產、經營全部業務的一站式、一體化信息支撐。

華電集團山東公司萊州發電從基建期的全國首家三維數字化電廠，到生產運營管理平臺再到二期智慧電廠建設，從智能供電、智能供熱到將“互聯網+”思維延伸配售電產業鏈……積極利用大數據、人工智能、云計算等新興技術，與傳統火電企業深度融合，將“互聯網+”延伸到企業的每一處，打造華電集團數字化電廠的樣板工程。

國家能源集團大渡河公司從2014年以來，加強頂層設計，抓實基礎建設，推進項目落地，實現了企業基本要素的數字化感知、網絡化傳輸、大數據處理和智能化應用，改造傳統水電生產、建設、經營管理。一是推進標準化建設，打造數據“大感知”網絡。二是推進網絡化構建，提高數據“大傳輸”效率，構建了由局域網、廣域網、衛星網、移動網組成的四大數據傳輸通道。三是推進互通化建設，構建數據“大存儲”平臺。四是推進集中化整合，提升數據“大計算”能力。五是推進智能化運用，提升數據“大分析”水平。六是不斷完善決策指揮中心（決策腦）、本部專業數據中心（專業腦）、基層四大業務單元（單元腦）這“一中樞、多中心、四單元”的智慧管理體系，加強智慧工程、智慧電廠、智慧調度、智慧檢修業務單元建設。

智能光伏先聲奪人

智能光伏電站較早實現跨界的融合，并獲得了廣泛應用。2014年3月20日，業界第一個智能光伏電站現場會在格爾木召開，會上首次提出智能光伏電站概念，并指出智能光伏電站是行業的趨勢和潮流。原國務院參事石定寰會上表示：“智能光伏是行業的趨勢和潮流，已經獲得很好應用，并取得重大成效。華為公司智能光伏解決方案融入了其在全世界領先的數字信息技術、4G無線技術、互聯網技術以及核心芯片、軟件等技術，使“互聯網+光伏”落到了實處、得到了規模應用，使中國的光伏電站和通信行業一樣走到了世界前列。”據悉，華為公司“智能光伏”理念，包括讓電站數字化，實現光伏電站所有設備全面高精度數字化，設備可感知、可連接、可控制。通過數字化發電、數字化傳輸、數字化管理重新改造光伏電站，走向真正的智能化。這些技術包括通過大數據挖掘、分析實現故障預判、主動預防性運維提供了數據基礎;使用智能無人機巡檢，開發出智能光伏發電監控系統具有智能清洗預測、告警專家、就近匹配結合機器派單服務等功能。智能算法、智能診斷、智能融合，不僅使發電量提升了0.5——2%，更可提供故障預警與自診斷、運維團隊績效評估、資產與方案后評估、漁農業系統分析與控制。而時下最尖端的智能IV 診斷2.0，僅需一鍵啟動25分鐘就可完成百兆瓦電站所有組串掃描。

黃河上游水電開發有限責任公司（以下簡稱“黃河水電”）攜手華為公司2014年底在全球率先建成的格爾木220兆瓦智能光伏電站和拉西瓦12兆瓦智能光伏電站，是最先讓逆變器產品從“啞設備”變成了具有了感知功能并實現數字化表達的“電站子陣大腦”。通過采用4G無線系統、智能手持終端、手機APP軟件等技術，實現了“集中監控、遠程診斷、實時維護”，改變了傳統光伏電站傳統運維模式。格爾木智能光伏電站建成以來已有全世界超過300家公司慕名到電站考察學習。

目前，黃河水電建成了近200兆瓦智能光伏電站，并取得重大成效。中廣核、三峽新能源、中民新能、協鑫、招商新能源、中利騰暉、京運通等企業光伏電站完成智能化轉型。而此次發布的《智能光伏產業發展行動計劃（2018—2020年）》更加明確了光伏產業今后自動化、信息化、智能化的發展方向。

此外，大數據也是至關重要的一項內容。據相關資料顯示，2012年，美國電科院啟動了智能電網大數據研究項目，研究在輸配電上的大數據應用。美國太平洋燃氣電力公司、加拿大的BCHydro等電力公司基于用戶用電數據開展了大數據技術應用研究。C3-Energy與IBM合作開發，在2014年發布了針對智能電網的大數據分析系統。同年4月，Oracle提出了智能電網大數據公共數據模型，包含配電管理模型、斷供管理模型、網絡管理模型。在法國，基于大數據的用電采集應用，法國電力公司實現了電網監測、電網自動愈合、電網調度局部優化，可提供實時電價，實現可再生能源接入。在德國，德國E.ON電力公司基于大數據實現實時用電查詢，除了電網狀態監測、用戶用電測量，還可將歷史24個月電表數據存儲并加密保護，提供實時用電消費計算及實時查詢。在英國，英國國家電網公司完成了基于大數據的實時用電，可以呈現設備資產信息、設備運行數據、天氣信息、腐蝕速率等用戶用電測量等相關信息，并實現資產戰略管理。在加拿大，加拿大BCHydro基于大數據的用戶行為分析，實現了實時用電消費計算及呈現，客戶用電模式分析及呈現，用電斷供通知以及快速恢復，竊電檢測及節能管理。