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1 電廠信息化基本概念

電廠信息化是指通過一定技術手段把反映電廠生產過程對象和管理過程對象的現象、特征、本質及規律用聲音、文字、數字、符號、圖形和圖像等信息直接或經過處理后反映出來，以便人們了解電廠的生產過程和管理過程，或直接向過程發出反饋信息，使過程達到盡可能優化的狀態。因此，它包括用于信息轉換、傳輸、存儲以及反饋的信息物理載體和使信息優化的信息處理功能兩方面內容。

電廠數字化是指利用數字技術（計算機和網絡通信技術）對反映電廠生產過程和管理過程對象的現象、特征、本質及規律的聲音、文字、數字、符號、圖形和圖像等模擬信息轉換為數字信息，并在數字技術載體中進行傳輸、存儲、處理以及輸出等操作，使電廠信息的占有和應用打破空間和時間的某些限制，并使信息的應用效益達到最大化。

電廠智能化是指電廠信息化過程中，在基本達到數字化基礎上，采用模糊控制、神經網絡、專家系統、遺傳算法、自組織控制、自學習控制以及數據挖掘等智能控制和智能分析技術對信息進行處理和加工，并盡可能在最大范圍內代替人實現閉環反饋輸出，達到高度自動化，使電廠處于安全、經濟和環保等方面綜合最優的狀態。

綜上所述，無論電廠數字化，還是電廠智能化，實際上都是對電廠信息化狀態和特征的描述，前者強調信息化物理載體的數字化特征，而后者則在信息化物理載體基本達到數字化的基礎上，強調最大限度地采用智能控制和智能分析技術對信息進行處理和加工。

2　我國電廠信息化發展第一個歷史時期

2.1 發展進程

我國電廠信息化發展第一個歷史時期從2000年前后開始。1997年末，原電力規劃設計總院在“2000年火電廠自動化”報告中, 首次提出進入21世紀火電廠信息化（自動化）目標，明確指出要使單元機組和輔助車間在內的全廠控制系統網絡化，并建設廠級監控信息系統（SIS）和管理信息系統（MIS）。隨后到2003年，行業專家又進一步提出要積極試點和逐步推廣應用現場總線，全面建設數字化電廠。

歷經18年，我國電廠信息化建設取得了長足進步，這是我國電廠信息化發展的第一個歷史時期。這個時期大致分三個階段：試點和激烈爭論的準備階段、逐步推廣建立基本架構階段，以及超預期加速擴展階段。我國電廠信息化發展的第一個歷史時期的發展歷程是十分艱苦的，真正思想上比較統一，并開始快速發展也僅僅只是在近8~10年的時間。

2.2 基本評價

筆者對這個階段的基本評價是：我國電廠信息化發展的第一個歷史時期內近10年建設的電廠已基本實現了數字化。具體體現為：

（1）電廠內每臺機組有近萬點信息進入了分散控制系統（DCS），全廠公用系統和輔助車間的信息也基本進入相應DCS（或PLC），全廠有十幾萬點信息進入廠級監控信息系統（SIS）和管理信息系統（MIS）。總體上看，信息的數字化程度已經達到相當高的水平。

（2）全廠已經構建完成了以DCS+SIS+MIS為核心的網絡架構，并通過內部專網與集團級（包括科研中心）監管系統實現數字信息互聯（包括擬議中的鍋爐網等）。龐大的信息數字化網絡系統已經成為各大電力集團內各級、各部門人員監管必不可少的有力工具，創造了不可估量的貢獻。

（3）信息智能化處理開始嘗試和探索，并取得了一些引領性的成果和作用。如單元機組自啟停（AUS）、廠網二級優化調度、源網協調控制（適應智能電網需求）、燃燒優化控制，以及形形色色分析決策技術（ERP遠程診斷、節能決策、決策支持）和故障診斷技術等。

（4）隨著信息化的發展，電廠管理創新也有所突破，取得一些可喜成果。如某電力集團提出的“一個控制中心，三個監視中心”的創新管理模式；廠級優化調度技術促進了非直調模式的出現，沖破了電網對火電一統天下采用直調模式的傳統勢力束縛，被認可成為中國電網調度的重要模式之一。

3　我國電廠信息化發展進入第二個歷史時期

3.1　第二次飛躍主客觀條件成熟

（1）我國電廠己經基本實現數字化，為第二次飛躍提供了良好的物理載體；

（2）互聯網、物聯網、機器人以及大數據處理等信息技術呈爆炸式發展，為第二次飛躍提供了豐富的技術源泉；

（3） “工業4.0”和“互聯網+”已成為中央強國戰略的國策，頂層設計清晰，正自上而下逐步推進，這在我國電廠信息化起步以來是前所未有的利好。

3.2　當前我國電廠信息化建設目標

3.2.1　提高電廠信息的數字化及其轉換自動化程度

當前世界正處于一個大數據的時代，實踐證明，數據就是財富，數據就是力量。因此，我們要繼續不斷地將電廠生產過程和管理過程的有用信息，通過各種技術手段轉換成數字信息，并提高信息數字化轉換的自動化程度。

我們要站在提高電廠信息化水平高度，站在大數據會帶來無限發展空間這一高度來認識應用現場總線技術的重要性，加快推廣應用現場總線技術，提高現場測控設備信息數字化程度。

要及時引進當前物聯網發展中出現的各種視覺、聲覺和觸覺等信息自動轉換成數字的技術。

三維數字化也為我們提供了無限的想象空間，它不僅將為工程數字化、虛擬仿真提供基礎，而且還將為電廠空間設備運行巡視機器人（包括無人機）創造條件，也為電廠安全保衛和消防現代化奠定基礎。

3.2.2　全面規劃，優化網絡結構

網絡結構的發展服務于生產和管理創新的需要，例如：

（1）廠級控制（全廠機組負荷優化調度）的需要，以及機組高級優化控制平臺的合理建設需求，要求我們設置廠級控制系統及其相應網絡。

（2）隨著電廠信息系統的發展，傳統單元控制方式基礎上設置廠級、科技中心級或者集團級等多級實時監管中心，創新了中國電廠的管理模式已不僅必要，同時也必將指導電廠信息網絡的發展規劃。

（3）對安全保密性要求較高的優化報價決策系統，并適時將中長期調度計劃通過網絡發送至相應系統。該決策系統設置在廠級、區域級，還是集團級，將與相應管理模式密切有關。

3.2.3　提高信息智能化（自動化）程度

隨著電廠信息數字化程度的提高以及網絡技術的發展，數據的深度挖掘和邏輯算法智能化，以及高度自動化，是充分發揮電廠信息化帶動電廠發展的關鍵和當前迫切的任務。

在這方面有大量課題可以成為我們向前推進的具體目標，例如：

以發展AUS為綱將電廠自動化提到一個新的高度；

適應智能電網要求，機組協調控制系統優化；

鍋爐燃燒優化控制系統（含數據挖掘技術）；

智能發電控制系統（遠動通信、廠級負荷優化分配、自動調壓等）；

提高SIS智能化程度（設備故障預警及狀態檢測、操作指導等）；

高層智能發電監控和管理信息系統（發電集團、局域發電公司、科技中心、大型專業設備公司等）；

多層級的控制、監控和管理信息系統平臺的規劃；

測控設備智能化管控（故障預測、狀態檢修）。

3.2.4　管理創新和應用強化

（1）管理創新和智能化技術是電廠信息化物理載體的上層建筑，具有“軟件”的特性，由于種種原因往往不被人重視，但卻是信息化能否真正促進電廠現代化發展的關鍵。當前，電廠信息化發展已為我們實施管理創新提供了條件，例如：

廠級控制系統，以及報價決策系統的配置，要求在廠級設置一個與電網調度和區域市場實時聯系的全廠負荷實時控制和管理的值班中心。

信息網絡的擴展為設置廠級、科技中心級或者集團級等多級實時監管中心（診斷中心）創造條件，打破了傳統的單元集中控制單一模式。這將引起電廠組織結構和工作模式的深層次革命。

信息化發展正在導致工作方式和流程的革命。

信息化發展重點轉向智能技術等軟技術的開發和應用，為適應這種新形勢，迫使我們要盡快創新對軟科學技術開發和應用的管理體制和模式。我們不僅需要一個“科技成果”，更大量需要技術成為一個“產品”。

（2）強化應用是對尚處于開環監管狀態的信息系統發揮效益的根本。眾所周知，信息處理并逐步提高智能化程度過程中往往要經歷兩個階段，第一階段，由于處理方法不成熟，或者沒有適當自動反饋手段，系統只將初步加工結果告訴人，由人作出綜合判斷，再向過程發出反饋操作指令。第二階段，只有當我們的處理結果非常成熟的時候，才可以直接向過程發出指令，構成自動化系統。遺憾的是，我們當前向智能化前進只是剛剛開始，大量還是處于開環“監管”，因此，讓人用，組織人去用，是信息化系統（包括監視系統）能否發揮作用的最后一步，也是當前最關鍵的一步。這是目前各廠間應用同樣的系統但應用效果差距很大的根本原因。

4　統一思想，全面規劃，建設智能化電廠

4.1　建設智能化電廠

本世紀初，我們提出的口號是建設數字化電廠，因為當時的重點是首先要把電廠信息化的數字化物理載體建立起來。經過18年的努力，特別是近10年建設的電廠已經基本實現數字化。因此，從總體而言，電廠信息化的重點應迅速轉向信息的深度處理，盡可能提高智能化程度，并著力管理創新，最大限度把信息化的效果釋放出來。因此，建設智能化電廠是當前目標最清晰，最符合當前我國電廠信息化發展現狀的目標。

4.2　實際出發，全面規劃

由于全國各大電力集團內部不同時期建設電廠水平不一，發展也不平衡。因此，應根據實際情況出發，進行全面規劃。例如，對于早期建設電廠需要補課，完成基礎數字化物理載體的建設；對于近期新建電廠，則具備條件全面推廣應用現場總線技術及相應智能測控設備，進一步拓展信息數字化廣度；而對于大部分電廠，則應把主要精力放到數據深度挖掘和信息高度智能化，以及進一步提高自動化程度等方面，讓電廠信息化效益最大化。

此外，從電廠智能化技術特點和發展現狀也決定了智能化技術應用和管理創新改革不能一轟而上，應進行必要試點，取得經驗再全面推廣，這也需要全面規劃。

4.3　統一思想，編制行業指導性文件是當務之急

當前，電廠信息化正處在一個轉折時期，思想、目標很不統一，眾說紛紜，又缺乏起碼的指導性文件。因此，行業機構應迅速組織力量，編制下列文件以支持我國電廠信息化快速和健康地進入第二個歷史發展時期：

統一概念（名詞和術語）；

技術指導性文件；

管理指導性文件。

作者簡介

侯子良（1935-），男，上海人，高級工程師（教授級），從事電廠熱工自動化行業管理、規劃設計等方面工作。

摘自《自動化博覽》2016年1月刊