數字智慧電廠

《數字智慧電廠》



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新型電力系統系列
智慧電廠
——新技術、新能源、新創造、新管理——



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【課題背景】
近年來，技術發展日新月異，新技術產生的速度不斷加快。隨著大數據、云計算、互
聯網、物聯網、人工智能等技術的出現與使用，集成化、數字化、智能化、智慧化已成
為現代電力企業追求的運營目標。但在實際的操作過程中，仍存在著以下幾大問題
■ 對智慧電廠的概念、標準及實現路徑不清，無法實際指導工作
■
由于智慧電廠是一個龐大而系統性的建設，員工對整個體系認知不完善，在實際操作
中實現難度大，效率低下
■ 在實際落地過程中，對指導思想理解不充分，路徑不明，方法不當

【解決方案】
智慧電廠“云網邊端”一體化的核心理念：
■ 深刻認知智慧電廠的意義、標準和內容
■
系統性認知，分別從技術層面、業務層面、組織層面、決策層面幫助學員多角度多方
位理解智慧電廠
■ 場景化、案例化教學，幫助學員結合實際，了解智慧電廠的建設路徑和要求

【參與人員】
本課程適宜于：需要了解新型商業模式的：客戶運營、供應商、渠道商、產品經理等

【學員任務】
【3小時】任務一：能夠理解表述智慧電廠的定義、標準和內容架構
【3小時】任務二：能夠解讀智慧電廠中設備管理、安全管理和綠色生產的價值和原理
【3小時】任務三：能夠解讀智慧電廠中可持續性、作業效率和經濟系統的價值和原理
【3小時】任務四：能夠陳述智慧電廠落地實踐的指導原則、路徑和要領

任務一：智慧電廠的定義、特點、標準、內容架構（3小時）
【任務解析】解讀當前智慧電廠概念誕生的背景，明確智慧電廠的定義、特點、標準和
內容，對智慧電廠有一個系統性整體的認知。
|一．背景與定義：“雙碳”政策與科技發展，驅動傳統電廠向數字化、智能化|
|、智慧化發展 |
|1.解讀能源“十四五”規劃相關內容，明確電力系統的發展改革方向 |
|2.能源高質量發展，加速推進能源互聯、智慧電廠和新型電力系統建設 |
|3.智慧電廠建設，從源頭上把控，實現綠色高效高質發展 |
|4.智慧電廠，設備可靠，電網安全，生產綠色，決策科學的一套電力生產系|
|統 |
|5.發展歷程，從信息自動化、數字化、智能化到智慧化電廠的建設 |
|【政策&案例】 |
|能源局相關“十四五”規劃內容的解讀 |
|西門子與華潤電力合作，將共同建設基于MindSphere混合云技術的集中監視|
|與分析專家系統 |
|二．智慧電廠特點與標準：圍繞業務效率、效益和科學管理，對現有自動化|
|電廠進行智慧化改造 |
|1.有助于實現電廠的設備可靠、電網安全、業務高效和綠色環保 |
|2.是以數字化技術，如新型傳感、物聯網、AI和數字孿生技術為技術支撐 |
|3.能夠起到3D可視化監控和數據決策的管理價值 |
|4.需要執行力、信息化、節能環保、預警機制、學習型企業和企業文化六大|
|體系來支持 |
|5.是一個復雜而漫長的過程，需要結合自身業務，確定改造的順序 |
|【概念解析】 |
|能源互聯網鏈型圖解析 |
|相關數字化技術解析：物聯網傳感、AI、數字孿生、3D建模 |
|三．智慧電廠內容：多視角系統認知智慧電廠，構建智慧電廠立體圖畫 |
|1.業務視角：一切的改造為了讓工作更加美好：經濟、設備、安全、環保、|
|可持續、效率、決策 |
|2.技術視角：借助數字化前沿技術，賦能業務場景，實現業務績效 |
|3.管理視角：流程透明化、結果數據化，科學決策賦能管理提質 |
|4.組織視角：新組織、新文化、學習型企業與員工個人的自適應學習體系打|
|造 |
|【核心解析】 |
|智慧電廠整體系統結構圖解析 |
|組織協同、組織文化與學習型企業 |
|四、智慧電廠的現狀和未來展望 |
|1.現狀：從信息自動化向數字化、智能化方向挺進 |
|2.未來：區塊鏈技術重構能源體系，智慧電廠面臨新型挑戰 |
|3.國內外智慧電廠發展情況簡述 |
|【解析】國內外智慧電廠案例 |


任務二：解讀智慧電廠中的設備管理、安全管理和綠色生產（3小時）
【任務解析】以業務視角為切入點，分別從技術特點、業務應用等方面就設備管理、安
全管理和綠色生產等主要業務場景進行解讀。
|一．以一體化大數據管控平臺支撐，融合智慧設備，架設穩定可靠的設備管|
|理體系 |
|1.基于DCS實現主輔控一體化控制，跨平臺打通數據接口，消除信息孤島， |
|優化控制功能和智能管理 |
|2.借助現場總線系統，鏈接智能現場設備和自動化系統，實現設備的診斷 |
|3.機組自啟停控制系統（APS），顯著增加記住控制自動化水平，實現減員 |
|增效 |
|4.鍋爐智能吹灰系統，在線計算和監測鍋爐各項指標，實現低成本運行 |
|5.脫硝+傳感監測，防控鍋爐氣溫偏差大，水冷壁高溫腐蝕等情況 |
|6.新型控制算法，實現設備控制“自分析、自診斷、資管理、自趨優、自恢 |
|復、自學習、自提升”能力 |
|7.依托管理系統參數數據分析，對設備維護管理進行預測性維護 |
|8.依托系統設置、數據采集分析，協助完成修建計劃決策 |
|9.通過一體化信息管理系統，匯集整體數據，借助AI系統，實現遠程、自主|
|化運維 |
|【案例】 |
|大唐姜堰智慧電廠設備運維場景分析 |
|浙江某電廠，在鍋爐監視點上部署非接觸式的超聲波測距傳感器，對火力發|
|電廠鍋爐膨脹系數等相關數據進行智能監測 |
|二．3D可視化+智能傳感+AI+大數據分析+預警系統，構建安全電廠 |
|1.智能巡檢：采用AI視頻智能分析系統，對人、車、物、場等實現智能自動|
|化巡檢任務 |
|2.智能監控：基于互聯網+的安全管理系統和3D可視化虛擬系統，實時監控 |
|人員動態 |
|3.電子圍欄：虛擬電子圍欄自動報警，防止非工作人員誤入設備間造成危險|
|4.鍋爐傳感：借助新型傳感器+大數據，提前預測爆管風險，劍豪泄漏事故 |
|發生 |
|【案例】 |
|大唐姜堰智慧電廠設備運維場景分析 |
|LoRaWAN?傳感器在鍋爐安全中的應用 |
|三．智慧電廠，依托智能傳感+預測報警實現生產環節的綠色環保 |
|1.在鍋爐爐膛出口安裝鍋爐CT，掌控鍋爐熱態，實現鍋爐燃燒系統優化運行|
|，達到節能減排作用。 |
|2.構建“虛擬電廠”，實現多類型電能供給整合，通過互聯網技術解決智慧用|
|電，C2M反向管理 |
|【案例】 |
|大唐南京發電廠掀開“綠色火電”新篇章 |
|浙江通過數字化、智能化電網技術，搭載 1000 |
|萬千瓦“虛擬電廠”，整體實現節能減排。 |
|元美匯，借助區塊鏈通證經濟，實現全利益相關者與客戶的共同體經濟 |

任務三：解讀智慧電廠中的可持續性、作業效率和經濟系統（3小時）
【任務解析】今天的電廠主力仍然是火力發電廠，如何破解煤炭資源有限下的可持續性
發展問題？今天的智慧電廠在融合了未來新能源上給出了一些答案。其次，我們將會在
本節課探討火力發電中生產效率、管理決策以及對未來經濟體系的影響。
|融入智慧電網系統，共同構建新型電力系統，實現智慧電廠的可持續性發展|
|1.新型智慧電力系統，借助分布式發電技術，實現資源的有效整合利用 |
|2.虛擬電廠的出現，優化產業用電結構，倒逼火電進行內部可持續性改造 |
|3.整合區域新能源電廠，實現協同性發展 |
|4.內部加強脫硫脫硝技術改進，實現低排零排的可持續性發展 |
|【解析】 |
|華為光伏智慧方案解讀 |
|分布式發電 |
|“數據+算力+算法”，極大提升工作效率和管理決策 |
|1.從問題分析到數據自動及時反饋，敏捷性思維，滲透整個工作環節 |
|2.“智能傳感+大數據+AI”貫穿整個業務工作流程，自動化、智慧化替代人工|
|決策和指令下達 |
|3.借助信息化系統，打通全業務鏈條，組織內外高度協同，工作效率體驗升|
|級 |
|4.智慧生產效率加速：人工智能與設備激勵相結合，優化生產性能和運行效|
|率 |
|5.3D可視化數字孿生電廠，助力人才培養訓練，加速人才培養效率 |
|【案例】 |
|1.HT 可視化搭建火力發電廠可視化工藝鏈接，以直觀方式展示發電工藝， |
|快速呈現數據，提升決策效率 |
|三．依托智慧電廠系統，科學決策，降低費用投入，提升產品品質，拉升整|
|體經濟效益 |
|1.通過一體化大數據管理分析平臺，科學預測制定原材料采購，避免資源占|
|用浪費 |
|2.智能化管控生產工藝，實現純凈發電，節能減排，創造碳匯交易機遇 |
|3.架設新型虛擬電廠，整合資源，實現經濟效益多元化 |
|4.智慧電廠，降低一線執行工作人員成本，降本提效 |
|5.通過app，跨界嫁接更多合作機構，數據共享，實現新型業務新發展 |
|【案例】 |
|上海某虛擬電廠項目解析 |
|某電廠通過大數據分析，調整煤炭原材料的采購節奏，通過市場大盤分析，|
|實現經濟效益提升 |
|某電廠通過搭建區域電力交易平臺，獨立售電，實現電力資源收入的多樣化|
|四．智慧電廠案例分析 |
|大唐姜堰智慧電廠案例 |
|江蘇國信揚二電廠、華能集團玉環電廠基于大數據、人工智能的“設備故障 |
|預警及診斷”智能技術 |
|3 . 國家電投集團內蒙古能源有限公司的精細化運營 |


任務四：智慧電廠落地建設實踐（3小時）
【任務解析】智慧電廠的建設是一個復雜而漫長的過程，涉及到“業務+技術+管理”的結
合，這是一個跨學科、跨部門的項目，本節課將會從智慧電廠落地建設的事件出發，分
享相關內容。
|一．智慧電廠的建設，是一個“業務+技術+管理”的組合式命題 |
|1.解析智慧電廠的模型架構，從業務管理、技術嵌入到組織管理的全方位結|
|合 |
|2.新組織的成立，圍繞項目展開新的組織協同，新文化 |
|3.首席數字官，負責整體智慧電廠的項目管理 |
|4.搭載智慧電廠的數字化中臺，強化中臺戰略 |
|【解析】 |
|智慧電廠的整體功能架構圖 |
|組織協同與項目管理 |
|二．業務提效：羅列各業務場景，明確智能化的順序，逐次實現，并最終實|
|現智慧化 |
|1.根據業務鏈條和內部協同，拆分各場景 |
|2.尋找有成功經驗的業務場景優先智能化，解決場景工作效率、效益問題 |
|3.以最快實現項目效益為原則，探求有可能實現智能化的業務場景 |
|4.整合外部科研、專家團隊，提出需求，形成共同體，尋求解決方案 |
|5.圍繞業務智能化，組織相關人員展開培訓，并確保高效運用技術工具 |
|【關鍵概念解析】 |
|業務鏈及業務鏈上的元素 |
|從產業互聯網的智慧化借鑒落地要素 |
|三．中臺戰略：構建“容器”型系統，私有化搭建智能電廠生態系統 |
|1.中臺戰略：業務中臺、技術中臺、數據中臺和組織中臺 |
|2.容器型產品開發，確保外部三方合作伙伴統一開發語境，提升業務的耦合|
|度 |
|3.借助前沿開發技術，確保物聯網、AI的可落地型和實現 |
|4.強化算法模型，實現豐富的業務數據模型，輔助管理決策 |
|5.鏈接內部協同，實現組織內外部OA辦公、數據調用、操作權限、操作記錄|
|等組織功能 |
|【概念解析】 中臺戰略、容器型產品、算法 |
|四．管理創新：新組織、新文化，構建高協同性組織管理體系 |
|1.價值認同，跨部門、跨學科圍繞項目落地的基礎 |
|2.角色認知，確保能力邊界與激勵體系擁有充分而正確的角色認知 |
|3.價值擴展，組織內部與外部合作的前提 |
|4.價值共享，構建新型的業務結構，談好商業合作 |
|5.新組織文化，創新型文化建設和學習型組織的營造 |