来源/上海科技报 作者/吴苡婷
2016年,中国自动化学会发电自动化专业委员会发布了《智能电厂技术发展纲要》。2017年7月,国务院发布了《关于印发新一代人工智能发展规划的通知》,明确要求推广应用智能工厂。4年过去了,目前中国智慧电厂的实际建设究竟如何呢?日前,记者在由华北电力大学技术转移中心和上海电力大学技术转移中心等单位联合主办的2020年智慧电厂论坛(第一期)现场,采访了上海电力大学自动化工程学院院长彭道刚教授。
各大电厂差异太大,标准无法实现统一
所谓智能发电是以发电过程的数字化、自动化、信息化、标准化为基础,以管控一体化、大数据、云计算、物联网为平台,集成智能传感与执行、智能控制与优化、智能管理与决策等技术,形成一种具备自学习、自适应、自趋优、自恢复、自组织的智慧发电运行控制管理模式。
2016年6月,国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局三部门印发的《中国制造2025—能源装备实施方案》中指出,在燃煤电厂智能控制系统方面,研发基于互联网技术和智能设备的超超临界机组智能控制系统,采用先进控制技术、实时优化技术、大数据挖掘技术自动化控制和高效低污染运行。研发燃煤电厂远程诊断和检测系统,研究建设燃煤电厂大数据中心及云计算平台,为电厂高效运行、维修提供指导和决策依据。
彭道刚告诉记者,目标看似很美,但困难重重。目前智慧电厂真正实现提质增效的案例并不多,背后的原因是不统一。全国有数千家大型燃煤发电企业,其使用的原料燃煤品质不同,发电过程工艺复杂,设备众多,大多参数之间关联耦合,一些关键传感检测技术还不成熟,上百米高的锅炉燃烧状态无法做到精准测控。如果要快速推进智慧电厂的建设,建议要出台针对性的国家或行业标准,多专业协同、整体规划、按需推进、逐步实施,打破现在各自为政的局面。
数据共享无法实现 网络安全是拦路虎
如果要实现建设智慧电厂的目标,自学习能力的提高是一个重要任务。在一个融合云计算、大数据、物联网、移动通讯、人工智能等技术的通用平台上,这样任务似乎不难完成。但是电力行业有其复杂性和特殊性,这样的智慧电厂高级应用平台却很难实现。
因为各大发电企业不仅要考虑发电机组的可靠性和高效性,还要考虑网络和数据的安全问题,一台发电机组需要采集和监控的实时数据信息高达上万个,如果遭受网络攻击,那就可能会引起机组停机或设备损坏等重大事故,造成巨大经济损失!所以一般各个发电厂的运行数据是不对外开放的,这也是打造智慧电厂过程中的拦路虎。 彭道刚介绍说。
智慧运检率先起步 有望实现大量复制
针对智慧电厂的研究,其中一个切入点是智慧运检,彭道刚介绍说,依托上海市电站自动化技术重点实验室、上海发电过程智能管控工程技术研究中心的优势,上海电力大学正在研发电厂复杂生产现场智能机器人巡检系统、电厂污染物泄漏图像识别与智能预警系统等先进技术。
彭道刚解释说,由于发电厂生产过程中充斥着高温、高压、酸碱、强电场等复杂环境,机组工艺复杂,管线星罗棋布,设备多种多样且大多处于高速运转状态,跑冒滴漏时有发生,各种安全隐患纷至沓来。
在人工巡检设备时,巡检人员要眼观六路、耳听八方,每次巡检都需要耗费大量的时间,劳动强度较大。单纯依靠人工巡检也容易造成误读、误判、漏检的情况。同时存在许多人工常规巡检不安全的地方,留下隐患。现在可以通过智能巡检机器人、人工智能深度学习和图像识别等先进技术,对发电厂生产现场进行24小时监测,如果遇到异常情况可以很快解决。虽然在发电厂中应用智能巡检机器人刚处于起步阶段,但机器代替人工巡检也是智慧电厂发展的关键所在。更重要的是这个系统容易在各大电厂进行广泛复制和推广应用。
智慧电厂领域的其他研究项目也在上海电力大学如火如荼地开展中,彭道刚透露说,相关项目还有电厂重要辅机能耗分析与评价系统、电厂小指标运行分析与考核管理系统、发电机组调频调峰在线监测及性能评估系统、基于大数据挖掘的火电机组采配煤优化指导系统等。