我國(guó)自動(dòng)化應(yīng)著力在下面幾個(gè)方面取得突破或更大進(jìn)步:
(1)研制新型儀表自動(dòng)化裝置或系統(tǒng),以滿足新一代發(fā)電系統(tǒng)(如700℃超超臨界、核能、地?zé)?、生物質(zhì)能、海洋能等)的監(jiān)控要求、智能電廠/智能變電站/智能電網(wǎng)的建設(shè)和越來越嚴(yán)格的功能安全等要求。以核電為例,我國(guó)引進(jìn)建設(shè)的第三代核電站(如西屋AP1000和AREVA的ERP)的儀表自動(dòng)化系統(tǒng),全部依賴進(jìn)口。因此,應(yīng)加快研發(fā)國(guó)產(chǎn)的核電站1E級(jí)和非1E級(jí)儀表與自動(dòng)化產(chǎn)品。以智能變電站為例,應(yīng)加緊推出全系列的符合IEC 61850等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求的IED智能電子裝置。在功能安全方面,應(yīng)加快研制和生產(chǎn)SIL1~SIL4各類等級(jí)的安全儀表和控制裝置。
(2)大力研發(fā)優(yōu)化軟件(如多約束條件下的控制目標(biāo)優(yōu)化、模型預(yù)測(cè)控制等),提升控制系統(tǒng)性能,以進(jìn)一步節(jié)能降耗,適應(yīng)新的形勢(shì)要求。如在風(fēng)能、太陽能等新興發(fā)電方式并網(wǎng)后,需研發(fā)有效的風(fēng)能、太陽能發(fā)電功率短期預(yù)測(cè)模型或算法,且傳統(tǒng)火電也需適應(yīng)新形勢(shì)下電網(wǎng)深度調(diào)峰、快速負(fù)荷變化的新需求。
(3)不同控制及信息系統(tǒng)集成、集成后所形成的大數(shù)據(jù)及其智能處理技術(shù)、信息安全技術(shù)的研究及應(yīng)用。以數(shù)據(jù)處理為例,應(yīng)加大數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策支持系統(tǒng)IDSS等研究,以使數(shù)據(jù)發(fā)揮其應(yīng)有作用,而不是成為累贅。
關(guān)于電力行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì),可概括為以下八個(gè)主要方面:
(1)傳感器向著微型化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化、無線化、智能化方面發(fā)展,新型測(cè)量原理的傳感器應(yīng)用范圍( 如QDIP量子點(diǎn)紅外傳感、聲波測(cè)溫、光纖傳感等)擴(kuò)大,軟測(cè)量、虛擬儀表市場(chǎng)份額繼續(xù)上升(如美國(guó)環(huán)保署已認(rèn)可基于軟測(cè)量技術(shù)的連續(xù)排放監(jiān)視系統(tǒng)CEMS)。
(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多功能控制器向小型、分散和大型、集中兩端延伸。一方面,在片上系統(tǒng)SoC、微控制器MCU或μC技術(shù)支持下,控制功能集成在儀表或設(shè)備上,就地化、分散化;另一方面,由于需對(duì)智能算法、大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合控制處理等,加之計(jì)算機(jī)可靠性能的提高,促成了控制器的大型化(如四核CPU控制器)和功能的進(jìn)一步集中,形成了自動(dòng)計(jì)算引擎ACE(如嵌入歷史數(shù)據(jù)、分析、報(bào)警管理、設(shè)備診斷、先進(jìn)控制優(yōu)化、規(guī)則引擎等功能多位一體于ACE)。
(3)遠(yuǎn)程監(jiān)視和故障分析診斷繼續(xù)快速增長(zhǎng)。這是由于其硬件和軟件工具的改進(jìn),包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算、基于規(guī)則的軟件、IP視頻和語音通信等技術(shù)進(jìn)步的綜合結(jié)果,當(dāng)然也是為了應(yīng)對(duì)自動(dòng)化專家人數(shù)的減少和減輕其頻繁旅途奔波的勞累。
(4)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的無盤柜化。這是現(xiàn)場(chǎng)總線大量應(yīng)用、前面提及的控制器分散化或?qū)⑵淝度氍F(xiàn)場(chǎng)I/O模塊且其EMC及IP防護(hù)等級(jí)提升、監(jiān)視遠(yuǎn)程化等的綜合結(jié)果。
(5)安全儀表系統(tǒng)SIS應(yīng)用更廣泛,智能機(jī)器人和優(yōu)化軟件的應(yīng)用更加成熟。以智能機(jī)器人為例,在傳感器數(shù)據(jù)融合、計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下,智能機(jī)器人已達(dá)到實(shí)際應(yīng)用階段,如國(guó)外用于輸電線路巡檢的智能機(jī)器人,用于核電站安全殼內(nèi)設(shè)施檢修和事故處理的智能機(jī)器人等。
(6)在高性能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、開放系統(tǒng)互聯(lián)、國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和IT等先進(jìn)技術(shù)支持下(如OPC、OPC UA、B2MML等),車間自動(dòng)化或機(jī)組自動(dòng)化向著企業(yè)級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)方向發(fā)展。
(7)大數(shù)據(jù)處理分析軟件的日臻成熟,促使其廣泛用于電廠運(yùn)行優(yōu)化、節(jié)能降耗、發(fā)電效率提高、預(yù)測(cè)性維修、故障診斷、決策支持優(yōu)化等多個(gè)方面。
(8)先進(jìn)的信息安全方法、軟件和硬件漸漸增多,以保護(hù)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)免受安全攻擊。這是由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互連和擴(kuò)充、威脅源增多、國(guó)家監(jiān)管部門的要求等綜合因素的結(jié)果。