自动化控制技术在智慧电厂的应用分析

黄志刚

摘要：随着建设能源节约型社会的目标日益完善，传统发电企业已经走上了企业模式改革的道路。社会需求的变化促使发电企业向着数据化、智能化、信息化、自动化厂等方向发展，智慧电厂的建设不仅优化了传统的电厂管理模式，还切实响应了建设资源节约型、环境友好型社会的基本方针。自动化控制技术是智慧电厂建设不可或缺的重要组成，保障发电设备能安全运转、协调各流程的有序执行。

关键词：智慧电厂;自动化;智慧控制;

1、 引言

随着科技的进步与发展，传统发电企业中的设备管理及检修过程都已完全被自动化管理所替代。自动化控制技术的发展已然深刻落实到发电企业的方方面面，同时也推动了数字化电厂向智慧化电厂发展进程。自动化控制技术使发电设备工作效率提高，而安全性能的提高以及技术的普遍适用性等特点也解决了电厂转型的痛点。

2、 智慧电厂的简介及结构

2.1、智慧电厂的定义及特点

智慧电厂，是在数字化和信息化的基础之上结合物联网、人工智能、自动化控制、可视化等信息技术来完成智能发电，并结合其他产业形成经济循环链，以期达到提高生产安全管理、实现智能化生产、经济效益最大化、践行绿色发展理念的目标。建设智慧电厂需要从电厂的基础建设、发电设备的选择与创新、发电过程的技术应用、设备的检修维护、电厂的管理及商业运作等多个方面进行统筹考量，才能更好的将科技创新应用在传统行业中，使得传统的发电企业得到技术升级，形成更加科学且有效益的新型产业发展链。[1]

因此，智慧电厂相比于传统的发电企业，从厂房、设备、技术应用、运营管理模式等多个方面有了质的转变。智慧电厂是具备大数据的企业，数据存在于企业生产管理的全程，发电生产转变为技术数据，客户业务转变为基础商业数据，网络信息技术将这些数据集成为大数据库，为企业的管理决策、生产运转提供依据。智慧电厂将物联网技术充分渗透入企业的方方面面，企业的生产、制造、运营、服务都可以实时监控成为数据信息，这可以有效地提高了电厂的智能管理水平。而针对企业用户方面，管理的自动化使得业务办理简单化、高效化，极大地降低了时间成本。

2.2、自动化技术简介

自动化控制技术将计算机技术、电气技术、机械制造技术等多个学科融合形成系统性学科，军事、生产、生活等各个领域都离不开自动化控制技术。它通过具有一定控制功能的自动控制系统，使机器完成指定的动作，保证各个工序按预设进行，达到设计的目标。

随着经济的进步，企业在谋求转型改变的道路上都离不开自动化技术的应用。自动化控制技术的应用使生产操作实现了由人到电脑的转变，往往自动化技术的革新也会推动企业乃至整个行业的发展。自动化技术通过软件与硬件的结合，让其在多个领域发挥不同的作用，并实现了成本最小化、利益最大化的经济效果。同时，自动化控制技术的应用提高了生产过程的平稳性，降低了因人工操作而带来的误差，得到了規格、质量较高的产品，并且可以实时监控整个生产过程，当发生产品质量问题，可以通过自动化系统进行报错并及时修复。[2]

3、 自动化控制在智慧电厂的应用及发展趋势

3.1、智慧电厂的自动化技术应用

智慧电厂的自动化是指在人为操作的基础上，运用自动化控制理论、计算机控制技术及有关的电控装置对智慧电厂的发电设备系统进行有效的控制，保障发电机组的各生产设备能够有序且安全的运行。智慧电厂的自动化系统可分为主机自动化和辅助设备自动化，他们都由自动控制与测量、信息采集与处理、系统保护、系统自动报警等多个板块有机组成。智慧电厂的高效运行离不开自动化控制技术的支持，不仅可以提高生产效率，还能保障生产安全。

智慧电厂的自动化控制是热工仪表自动化系统中最重要的一部分，它使电厂的发电生产过程可以自动调节并稳定运行。技术人员使用自动化控制技术将各个分散的部件有机地结合在一起并进行前期规划好的动作。智慧电厂的运行系统十分复杂，单一的工作人员操作具有很大局限性，自动控制新系统具备自动调节功能，可以根据电厂设备实际运行状况的不同给出合理的控制命令。[3]

在智慧电厂自动化控制的基础上，系统的自动化检测可以有效的监控生产过程中各部分的实时动态。智慧电厂利用热工仪表对生产系统的温度、压力和流量等多个角度进行监测，通过设备的自动化控制优化使生产系统按照要求稳定运行。

把传统电厂的无感知、无思想的设备、系统整合，进化为全面监测、实时分析、自主决策、精准执行的全新电厂。像主机大轴这类主重要设备，可以通过轴承振动，轴瓦温度等参数进行检测，监视运行状况，运用数学建模、大数据分析，对异常现场进行智能诊断，既可以提前预警，也可以自动判断出设备故障的原因，得出结论。同时，对于已处理的故障，系统还具备自动学习的能力，将其储存至专家库内容，进一步自适应学习，更好的保证机组的安全稳定运行。

智慧电厂的发电生产流程繁多且复杂，每一项操作必须在合理的时间节点启动，因此要提前制定完善的设备运行方案，从而实现有计划的进行生产。顺序控制功能的实现依赖于自动化控制技术，对设备的运行状态进行调节与把控，确保生产流程的稳定进行与安全。顺序控制系统对设备主机的开启与停止进行自动控制，也可以对辅助设备进行调整。[4]

3.2、发展方向和前景

新时期下，智慧电厂的建设正如火如荼的开展中，智慧电厂的发展要跟上科学技术的进步与人文需求的变化。针对新型热工仪表的研发迫在眉睫，在电厂生产的多种复杂且不同的工作环境下，新型热工仪表的运用可以节省大量的人力物力，比如采用超声波检漏技术检测阀门管道的工作状况避免事故的发生，使用快速热电偶能合理调整蒸汽管道的疏水操作。

在人工智能蓬勃发展的大环境下，智慧电厂的智能控制管理尤为重要。智慧管控在信息技术、DSC控制系统、智能设备的自动化控制技术基础上结合了无线覆盖、人员定位、实时监控等最新的科技，并在物联网、大数据分析的基础之上，实现对电厂设备与人员管理方面实现技术升级。[5]

4、结论

当前，我国处于“中国制造2025”战略发展的重要阶段，智慧电厂的建设是我国电力行业的发展新标准。在智慧电厂的实际生产运营中，自动化控制技术的应用为企业的正常运行提供了便捷与保障，同时推动了发电企业经济效益的不断提升。智慧电厂的业务系统包含智慧运行、智慧安全、智慧设备、智慧物资、智慧燃料、智慧燃烧、智慧行政等多个部分，把握行业发展趋势、坚持绿色低碳发展理念、结合技术创新与商业管理模式创新才能推动智慧电厂的发展。

参考文献

[1]魏言海.基于对电厂热工仪表自动化分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（11）：90-91.

[2]李千海.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2020（07）：182-183.

[3]王海燕.智慧电厂智能控制技术路线探讨与研究[J].数字通信世界，2020（04）：195.