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摘要：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)信息化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向，發(fā)電企業(yè)智能電站的研究和應(yīng)用正在積極推進(jìn)。結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)電企業(yè)的總體應(yīng)用進(jìn)行了探討，對(duì)火電機(jī)組部分具體功能應(yīng)用進(jìn)行了介紹，并進(jìn)一步對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的星云架構(gòu)及發(fā)展進(jìn)行了展望。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電站中的推廣應(yīng)用，將為兩化融合提供一條具體的解決道路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；智能電站；特征值；星云架構(gòu)

Abstract: Industrial internet is a key direction of the development and application of information technology in China, and the research and application of intelligent power station in power generation enterprises are being actively promoted. Combined with industrial internet technology, the overall application of industrial internet in power generation enterprises is discussed, some specific functional applications in thermal power units are introduced, and the nebulous framework and development of industrial internet are further proposed. The promotion and application of industrial internet technology in intelligent power station will provide a concrete solution for the integration of the industrialization and informatization.

Key words: Industrial internet; Intelligent power station; Characteristic value; Nebular framework

以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路是兩化融合的基本要求，其核心就是傳統(tǒng)工業(yè)化企業(yè)需要以信息化為支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。發(fā)電行業(yè)過(guò)去的兩化融合在公司集團(tuán)側(cè)多體現(xiàn)在企業(yè)管理信息化方面，如辦公自動(dòng)化、ERP、數(shù)據(jù)中心、集團(tuán)級(jí)生產(chǎn)監(jiān)管等方面，這些信息化系統(tǒng)的建設(shè)一定程度地提升了企業(yè)管理水平，但與生產(chǎn)過(guò)程的融合還可進(jìn)一步深入。兩化融合在電廠側(cè)的信息化建設(shè)方面，主要體現(xiàn)在MIS（ERP）、SIS、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全等方面的建設(shè)，這些構(gòu)成了電廠側(cè)生產(chǎn)管理過(guò)程的基礎(chǔ)信息化體系。

隨著電力行業(yè)的改革、能源結(jié)構(gòu)及布局的調(diào)整、以“云、大、智、物、移”為特征的新技術(shù)發(fā)展等環(huán)境的變化和影響，發(fā)電企業(yè)的信息化發(fā)展內(nèi)容有了新的內(nèi)涵和擴(kuò)展空間，兩化融合發(fā)展戰(zhàn)略賦予了新的內(nèi)涵和實(shí)現(xiàn)途徑^[1、2]。借助新的信息化技術(shù)，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智 能電站等，兩化融合的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)逐漸擴(kuò)展到風(fēng)電、 光伏等；已建設(shè)的信息化系統(tǒng)在電站應(yīng)用功能上也在不斷優(yōu)化，如燃料管理已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)煤場(chǎng)無(wú)人值守、自動(dòng)采集化驗(yàn)、優(yōu)化摻配等功能；新的智能化信息技術(shù)得到不斷創(chuàng)新和應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，日益成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”的重要基石，對(duì)未來(lái)工業(yè)發(fā)展將產(chǎn)生全方位、深層次、革命性影響。2020年，國(guó)家將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新型基礎(chǔ)設(shè)施加快推進(jìn)。

1 華能集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)介紹

在新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的背景下，在工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型需求的帶動(dòng)下，以泛在互聯(lián)、全面感知、智能優(yōu)化、安全穩(wěn)固為特征的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+”的一個(gè)重要發(fā)展方向^[3]，作為全新工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和新型應(yīng)用模式，通過(guò)人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全面連接，正在全球范圍內(nèi)不斷顛覆傳統(tǒng)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，從而推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展壯大。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由美國(guó)GE公司2012年提出便直接涉及企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程^[4、5]。最初GE提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“數(shù)據(jù)湖”概念，即從工業(yè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中獲取數(shù)據(jù)，然后利用生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和可視化，智能化信息可以供決策者在必要時(shí)實(shí)時(shí)使用或直接實(shí)現(xiàn)智能決策，并直接提升企業(yè)生產(chǎn)效率，如優(yōu)化節(jié)能降耗、提供設(shè)備狀態(tài)檢修等等，所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的直接目的是推動(dòng)實(shí)體工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，通過(guò)匯聚全業(yè)務(wù)、全類(lèi)型數(shù)據(jù)資源，全面支撐其他智能化應(yīng)用。華能集團(tuán)AIdustry平臺(tái)便是以大數(shù)據(jù)、人工智能為核心的流程性行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可拓展到電力、鋼鐵、化工、煤炭等行業(yè)。AIdustry平臺(tái)為流程性行業(yè)設(shè)備管理、狀態(tài)檢維修、安全生產(chǎn)、運(yùn)行優(yōu)化、經(jīng)營(yíng)管理提供分析診斷、智能運(yùn)維、決策支持等服務(wù)，以提高工作效率和管理水平，降低經(jīng)營(yíng)成本，輔助科學(xué)決策和戰(zhàn)略管理。平臺(tái)核心功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析等功能，在電力、鋼鐵、化工、煤炭領(lǐng)域建立產(chǎn)業(yè)化智能應(yīng)用生態(tài)體系，通過(guò)采集企業(yè)各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)，利用AIdustry工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供智能化分析工具，實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)預(yù)警、故障診斷、運(yùn)行優(yōu)化等。同時(shí)依托AIdustry工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，建立開(kāi)放、共享、共建、共贏的運(yùn)營(yíng)模式為企業(yè)創(chuàng)造更高效益。

AIdustry工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)包含邊緣層、平臺(tái)層、應(yīng)用層三層，其總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 AIdustry工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體架構(gòu)

總體架構(gòu)中的應(yīng)用層功能分為三個(gè)層級(jí)：一是廠級(jí)的智慧電廠層面，包括設(shè)備狀態(tài)、健康評(píng)估、故障預(yù)警與診斷、性能優(yōu)化、決策支持等功能；二是集團(tuán)級(jí)智慧經(jīng)營(yíng)層面，包括生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、機(jī)群發(fā)電調(diào)度、機(jī)群對(duì)標(biāo)尋優(yōu)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、上網(wǎng)競(jìng)價(jià)管理、計(jì)劃與綜合業(yè)務(wù)管理、財(cái)務(wù)管理、績(jī)效管理等；三是包含上下游企業(yè)的供應(yīng)鏈協(xié)同功能。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在火電機(jī)組中的智能應(yīng)用

智能電站是以自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等資源，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的信息處理能力，集成統(tǒng)一的一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)、一體化管控系統(tǒng)、智能傳感與執(zhí)行、智能控制和優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)挖掘以及精細(xì)化管理決策等技術(shù)，形成一種具備自趨優(yōu)、自學(xué)習(xí)、自恢復(fù)、自適應(yīng)、自組織等特征的智能發(fā)電運(yùn)行控制與管理模式，以實(shí)現(xiàn)安全、高效、環(huán)保的運(yùn)行目標(biāo)，并具有優(yōu)秀的外界環(huán)境適應(yīng)能力^[6~8]。

智能電站以統(tǒng)一的管控一體化平臺(tái)作為支撐，基于智能安全圍繞智能生產(chǎn)控制（設(shè)備層和控制層）和智能生產(chǎn)管理（生產(chǎn)監(jiān)管層和管理決策層）兩個(gè)方面，形成一種具備自動(dòng)趨優(yōu)的全過(guò)程優(yōu)化控制、自學(xué)習(xí)分析診斷、自恢復(fù)故障預(yù)警處理、自適應(yīng)多目標(biāo)優(yōu)化、自組織精細(xì)管理等特征的智能發(fā)電運(yùn)行控制與管理模式。

通過(guò)AIdustry工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以將人工智能技術(shù)應(yīng)用到發(fā)電領(lǐng)域。利用AIdustry平臺(tái)開(kāi)發(fā)的基于設(shè)備特征值的電站設(shè)備狀態(tài)檢修研究，可得到表征工業(yè)設(shè)備本質(zhì)屬性的特征值，并以此作為判定設(shè)備健康狀態(tài)的判據(jù)，使?fàn)顟B(tài)檢修真正能在發(fā)電廠得到落實(shí)和應(yīng)用，該研究成果已經(jīng)在水電機(jī)組中得到驗(yàn)證和應(yīng)用^[9、10]。

為了更好地推廣AIdustry平臺(tái)，華能集團(tuán)在國(guó)內(nèi)首臺(tái)1000MW超超臨界燃煤機(jī)組上進(jìn)行了新的驗(yàn)證和應(yīng)用，同時(shí)對(duì)智能電站的部分應(yīng)用功能進(jìn)行了研究，并對(duì)磨煤機(jī)爆燃預(yù)警、爐管安全智能監(jiān)測(cè)、污染物優(yōu)化控制分析及智能控制、節(jié)能指標(biāo)智能分析及優(yōu)化指導(dǎo)等進(jìn)行了功能驗(yàn)證。

玉環(huán)電廠裝機(jī)4×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組，是我國(guó)首座投入商業(yè)運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)百萬(wàn)千瓦等級(jí)超超臨界火力發(fā)電廠。玉環(huán)電廠作為國(guó)家“863”計(jì)劃中引進(jìn)超超臨界發(fā)電技術(shù)、逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的依托工程，于2004年6月28日開(kāi)工建設(shè)，1號(hào)機(jī)組2006年11月28日投產(chǎn)，4號(hào)機(jī)組2007年11月25日投產(chǎn)。鍋爐設(shè)備為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)、變壓運(yùn)行直流爐、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、 全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、八角雙切圓燃燒方式的Π型燃煤鍋爐。鍋爐額定過(guò)熱蒸汽壓力為27.46MPa.g，額定過(guò)熱蒸汽溫度為605℃，額定過(guò)熱蒸汽流量為2953t/h。每臺(tái)鍋爐配置6臺(tái)高效可靠的HP中速磨煤機(jī)，磨制后的煤粉分四根煤粉管道引出磨煤機(jī)，在鍋爐前后墻經(jīng)煤粉分配器一分為二，把煤粉送向鍋爐的同一層的8個(gè)煤粉燃燒器噴口。鍋爐的汽水流程從省煤器系統(tǒng)開(kāi)始，一次汽水系統(tǒng)以?xún)?nèi)置式汽水分離器為分界點(diǎn)，從水冷壁入口集箱到汽水分離器為水冷壁系統(tǒng)，從分離器出口到過(guò)熱器出口集箱為過(guò)熱器系統(tǒng)，之后為二次汽水再熱器系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)布置上省煤器系統(tǒng)位于尾部煙道，分隔屏過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器和末級(jí)再熱器分別布置于上爐膛、折焰角和水平煙道內(nèi)。

2.1 磨煤機(jī)爆燃預(yù)警應(yīng)用

沿海電廠在燃用以印尼煤為代表的高揮發(fā)分、高水分進(jìn)口煤種時(shí)，制粉系統(tǒng)爆燃事件時(shí)有發(fā)生，對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備安全造成嚴(yán)重影響。盡管磨煤機(jī)和粉管爆燃的機(jī)理和原因較為清晰，但因爆燃邊界條件、反應(yīng)時(shí)間和設(shè)備環(huán)境的復(fù)雜性和變動(dòng)性，一般較難有直接簡(jiǎn)單的預(yù)防措施和方法，單靠運(yùn)行人員的觀察分析很難做到磨煤機(jī)和粉管爆燃事故的預(yù)警并提前采取措施，往往通過(guò)一些具體的運(yùn)行措施解決^[11、12]。 目前，磨煤機(jī)和粉管爆燃的預(yù)防主要采用數(shù)學(xué)方法（主要為樣本仿真學(xué)習(xí)）對(duì)已有的測(cè)量數(shù)據(jù)（一次風(fēng)粉參數(shù)、擋板開(kāi)度、磨煤機(jī)電流、給煤流量等）進(jìn)行處理達(dá)到預(yù)警目的^[13、14]。

利用AIdustry平臺(tái)中的AI算法，獲取磨煤機(jī)在過(guò)去2年中不同運(yùn)行工況下的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模型的自學(xué)習(xí)建模，通過(guò)工業(yè)機(jī)理對(duì)獲得的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行參數(shù)修正，利用專(zhuān)家知識(shí)設(shè)定具體規(guī)則得到模型數(shù)據(jù)庫(kù)和煤粉爆燃預(yù)警模型。再將歷史上發(fā)生爆燃的故障數(shù)據(jù)納入驗(yàn)證，模型可準(zhǔn)確有效地提前發(fā)出預(yù)警信息。實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)實(shí)時(shí)采集的運(yùn)行參數(shù)與模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)和粉管爆燃事故的預(yù)警。磨煤機(jī)和粉管爆燃模型如圖2所示。

圖2 磨煤機(jī)和粉管爆燃模型

2020年4月3日，磨煤機(jī)和粉管爆燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)某機(jī)組磨煤機(jī)E發(fā)出四次報(bào)警，報(bào)警記錄和特征值變化如圖3、圖4所示。

圖3 報(bào)警記錄

圖4 磨煤機(jī)和粉管爆燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特征值和給煤量變化

在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，15:58:38該磨煤機(jī)風(fēng)量、壓力等參數(shù)發(fā)生大幅度的波動(dòng)，運(yùn)行人員通過(guò)人工監(jiān)盤(pán)立即發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象，并判斷4號(hào)機(jī)組磨煤機(jī)E發(fā)生了爆燃，于16:00:41秒緊急打閘了磨煤機(jī)。可見(jiàn)，與人工發(fā)現(xiàn)比較，磨煤機(jī)和粉管爆燃監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警提前4分鐘以上，可以為運(yùn)行人員提前干預(yù)、更及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理起到輔助作用，對(duì)防止設(shè)備惡性損壞、降低修復(fù)時(shí)間、減少發(fā)電損失有著積極作用。

2.2 爐管安全智能監(jiān)測(cè)應(yīng)用

超超臨界鍋爐管爆管，特別是大型機(jī)組參與調(diào)峰的運(yùn)行條件下的鍋爐管爆管，是造成機(jī)組非停的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)爐管爆管導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)占電廠非停事故的50%~70%左右，且單次爆管造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常是在超超臨界鍋爐的水冷壁、末級(jí)過(guò)熱器和末級(jí)再熱器等受熱面布置大量的壁溫測(cè)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)這些鍋爐管壁溫監(jiān)測(cè)以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐管超溫、堵塞等進(jìn)行判斷及預(yù)測(cè)^[15]。對(duì)單個(gè)受熱面管的傳熱過(guò)程可以精確地給出物理模型及數(shù)學(xué)方程^[16]，但實(shí)際鍋爐有大量的受熱面管、燃燒側(cè)煙氣溫度的波動(dòng)、煙溫測(cè)點(diǎn)的缺失等原因，再加上復(fù)雜的燃燒工況，使得鍋爐管壁溫預(yù)測(cè)往往采用數(shù)學(xué)分析方法實(shí)現(xiàn)^[17]，而基于物理模型的研究預(yù)測(cè)還不成熟^[18]。

玉環(huán)電廠每臺(tái)鍋爐安裝有2500多個(gè)壁溫測(cè)點(diǎn)^[19]，之前對(duì)于爐管壁溫的監(jiān)視和異常判斷，一般采取常規(guī)的人工篩查和基于固定閾值超限報(bào)警，需要耗費(fèi)大量的人員精力對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)存在頻繁的誤報(bào)或漏報(bào)現(xiàn)象。因此迫切需要新的方法對(duì)超超臨界鍋爐受熱面壁溫進(jìn)行及時(shí)和有效的分析，提高鍋爐管監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，減少因鍋爐爆管而導(dǎo)致的機(jī)組非停。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的AIdustry平臺(tái)，提出一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)嶺回歸算法的爐管安全智能監(jiān)測(cè)方法。該方法建立了爐管溫度與鍋爐工況、空間位置等多維數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)模型，通過(guò)數(shù)據(jù)的整合與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)爐管溫度和運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)分析和監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)爐管溫度變化和劣化趨勢(shì)，提前預(yù)警爐管異常。同時(shí)對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行有效區(qū)分和定位，指導(dǎo)運(yùn)行人員及專(zhuān)業(yè)人員優(yōu)化操作方式和及時(shí)分析處理，指導(dǎo)檢修人員利用調(diào)停、檢修機(jī)會(huì)開(kāi)展精準(zhǔn)消缺和重點(diǎn)排查。

爐管安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了發(fā)現(xiàn)管壁超溫和預(yù)防管壁超溫的效率，降低了鍋爐受熱面超溫次數(shù)、時(shí)長(zhǎng)和幅度，避免了鍋爐受熱面由于超溫造成的損傷。同時(shí)可以對(duì)爐內(nèi)各個(gè)部位的壁溫分布進(jìn)行分析，表征出鍋爐火焰中心和熱力場(chǎng)分布情況，對(duì)燃燒調(diào)整優(yōu)化有著一定的指導(dǎo)意義，提高了機(jī)組安全性。圖5為一起電廠成功預(yù)警實(shí)例的“后墻中部入口第484管”曲線趨勢(shì)圖。2019年4月28日23點(diǎn)51分超高溫報(bào)警，其中藍(lán)色曲線為該測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度曲線；紅色線是真實(shí)報(bào)警記錄時(shí)間段；淺藍(lán)色線是算法模型報(bào)警時(shí)間段。可以看出算法模型提前約90秒報(bào)警，能起到及時(shí)提示運(yùn)行人員通過(guò)燃燒調(diào)整、汽溫控制等手段提前遏制或減少壁溫超溫情況的作用。

圖5 超溫預(yù)警事例

實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中，2019年9月智能系統(tǒng)提示2號(hào)機(jī)組四過(guò)47屏-10點(diǎn)壁溫異常（但未超金屬材料報(bào)警溫度），為機(jī)組調(diào)停消缺中針對(duì)性排查檢修提供了很好的指導(dǎo)依據(jù)和方向。在2020年2月19日調(diào)度對(duì)該機(jī)組調(diào)停期間，電廠按照提示對(duì)該管開(kāi)展針對(duì)性排查發(fā)現(xiàn)異物堵塞，驗(yàn)證了系統(tǒng)提示的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，使?jié)撛陔[患得到及時(shí)消除，有效避免了該隱患繼續(xù)發(fā)展引起的停機(jī)。說(shuō)明該系統(tǒng)確實(shí)起到精準(zhǔn)診斷、準(zhǔn)備故障分析的作用。

3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要特征之一是互聯(lián)共享，不但要考慮集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部單位的數(shù)據(jù)連接與共享，還要考慮產(chǎn)業(yè)連接與基于生態(tài)的聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)，因此在技術(shù)層面必須納入統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)應(yīng)用安全和平臺(tái)建設(shè)等基本要求。智能電站更強(qiáng)調(diào)具體單位的專(zhuān)業(yè)功能應(yīng)用，著眼于電站安全、可靠、環(huán)保、節(jié)能的智能化應(yīng)用，目前主要圍繞電站安全、檢修、運(yùn)行、燃料、物資、財(cái)務(wù)等核心業(yè)務(wù)展開(kāi)智能化應(yīng)用的研究，還包括電站5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、穿戴設(shè)備等智能器具的使用；同時(shí)應(yīng)用的重點(diǎn)在智能生產(chǎn)控制和智能數(shù)據(jù)分析決策上，因而在內(nèi)涵上與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著不同的側(cè)重點(diǎn)。

以上成功的應(yīng)用案例證明，可以充分借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加速智能化電站的建設(shè)，由此派生的工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)可看作是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的一個(gè)細(xì)分方向^[20]。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能電站之間基本可看作面和點(diǎn)的關(guān)系，是一個(gè)有機(jī)體，符合下文所述的“星云架構(gòu)”部署策略。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能電站針對(duì)電站的智能化所關(guān)注的內(nèi)容沒(méi)有太大差別；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)注重全面整體的系統(tǒng)構(gòu)架，廣度上可無(wú)限擴(kuò)展，智能電站注重具體功能的深入應(yīng)用；智能電站是推進(jìn)發(fā)電企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的核心內(nèi)容，如果沒(méi)有電廠的智能化，發(fā)電企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)將失去其應(yīng)用的動(dòng)力；智能電站可看作工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的范圍不限于目前已有的智能電站。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)和智能^[21]。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法往往在數(shù)據(jù)孤島上進(jìn)行，基于某一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的某一方面進(jìn)行分析研究，使智能電廠的深度及廣度應(yīng)用遇到瓶頸。例如，已有的煤場(chǎng)優(yōu)化管理、配煤優(yōu)化摻燒、燃料成本等都得到較為廣泛的推廣和應(yīng)用，但如果沒(méi)有大數(shù)據(jù)平臺(tái)的支撐，燃料全過(guò)程的智能管理很難實(shí)現(xiàn)。一方面煤場(chǎng)優(yōu)化管理、配煤優(yōu)化摻燒、燃料成本、節(jié)能調(diào)度在不同的系統(tǒng)中實(shí)施^[22、23]，需要跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，另一方面煤場(chǎng)的煤質(zhì)識(shí)別、入爐煤軟測(cè)量、燃料成本精度不夠等問(wèn)題^[24、25]，可能需要專(zhuān)業(yè)的智能方法解決。這使燃料全過(guò)程的智能管理基于現(xiàn)有的條件難以實(shí)現(xiàn)，而利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AIdustry平臺(tái)以及邊緣計(jì)算工具KDM可為已有的這些問(wèn)題提供解決思路和途徑。

在發(fā)電領(lǐng)域，除了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能電廠側(cè)的應(yīng)用外，在發(fā)電公司（集團(tuán)）還可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)及應(yīng)用的共享共聯(lián)。自2005年以來(lái)，各發(fā)電集團(tuán)公司先后實(shí)現(xiàn)了電廠、區(qū)域公司、集團(tuán)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享共聯(lián)，建立了電廠、區(qū)域/產(chǎn)業(yè)公司和集團(tuán)的三級(jí)生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng)^[26~29]。2012年，華能集團(tuán)完成了ERP系統(tǒng)的建設(shè)，構(gòu)建了以財(cái)務(wù)為核心的大集中企業(yè)管理系統(tǒng)，2019年，基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，提出了基于“星云架構(gòu)”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系。 星云架構(gòu)中的“云”基本沿用原有云架構(gòu)、云計(jì)算等概念，可以認(rèn)為未來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中是跨行業(yè)、跨企業(yè)集團(tuán)、跨廠區(qū)、跨地域部署的，所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)形態(tài)應(yīng)該相似于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基本形態(tài)。但是工業(yè)領(lǐng)域的計(jì)算節(jié)點(diǎn)或平臺(tái)分布又具有很強(qiáng)的企業(yè)特征和專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求，即企業(yè)往往是具有較為獨(dú)立特征的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，形成各種形態(tài)的“星”狀分布。而企業(yè)內(nèi)部往往又需要有許多分布式的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，大的企業(yè)集團(tuán)有核心計(jì)算節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)中心，很像宇宙中的恒星，其下屬企業(yè)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)基本上圍繞集團(tuán)的核心計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換，類(lèi)似于星際中的行星。這樣，“星”與“云”共同組成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)，可稱(chēng)之為“星云架構(gòu)”。

國(guó)內(nèi)、外一些專(zhuān)家提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多層架構(gòu)，均是指每個(gè)企業(yè)內(nèi)部的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“平臺(tái)架構(gòu)”，包括本文圖1所示的“AIdustry工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體架構(gòu)” 均是如此。而跨出每個(gè)企業(yè)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的角度整體 來(lái)看就應(yīng)該是“星云架構(gòu)”了。星云架構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 星云架構(gòu)圖

基于星云架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)提供了跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的全面互聯(lián)互通，使企業(yè)可以在全局層面對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集和共享，在更大范圍內(nèi)打破物理和組織邊界的能力，便于打通企業(yè)內(nèi)外、供應(yīng)鏈上下游、供應(yīng)鏈之間的數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)資源有效協(xié)同，為企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和組織管理變革提供新的抓手，實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造從傳統(tǒng)價(jià)值鏈向價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的拓展。

4 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)兩化融合戰(zhàn)略的重要手段。華能集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用證明，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣一方面將助推智能電站的智能化應(yīng)用；另一方面，基于星云架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將通過(guò)跨電站的數(shù)據(jù)共享，形成更大的生態(tài)化應(yīng)用。與此同時(shí)，智能電站中的智能化建設(shè)與應(yīng)用必將借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)獲得迅速發(fā)展。在加速推廣智能電站的同時(shí)，需要全面打開(kāi)視野，更加注重整體、系統(tǒng)性架構(gòu)設(shè)計(jì)，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多概念、技術(shù)一并落實(shí)，以推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能電站的共同進(jìn)步。

★基金項(xiàng)目：國(guó)家工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程（平臺(tái)方向）2018工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目；受華能集團(tuán)總部科技項(xiàng)目“HNKJ19-H34智能電站關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”資助。

作者簡(jiǎn)介：

朱衛(wèi)列（1960-），男，浙江天臺(tái)人，工學(xué)碩士，現(xiàn)任中國(guó)華能集團(tuán)有限公司首席信息師、國(guó)資委國(guó)資監(jiān)管信息化專(zhuān)家組副組長(zhǎng)，享受?chē)?guó)務(wù)院政府津貼專(zhuān)家，主要從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智能化、信息化以及發(fā)電企業(yè)管理。

王智微（1970-），男，四川自貢人，正高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，現(xiàn)就職于西安熱工研究院有限公司，主要從事電站清潔燃燒和電站信息化技術(shù)的研究工作。

范偉寧（1974-），男，北京人，高級(jí)工程師，現(xiàn)任華能信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理，主要從事信息化管理、發(fā)電企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)工作。

蔣 斌（1983-），男，貴州遵義人，工程師，現(xiàn)任華能?chē)?guó)際電力股份有限公司玉環(huán)電廠副廠長(zhǎng)，主要從事火力發(fā)電廠安全生產(chǎn)、技術(shù)管理工作。

謝 勇（1973-），男，安徽馬鞍山人，高級(jí)工程師，現(xiàn)任華能?chē)?guó)際電力股份有限公司玉環(huán)電廠高級(jí)專(zhuān)家，主要從事火電廠電氣專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2020年8月刊