智能發電、智慧電廠和智慧能源是什么關系?

信息來源:電網智囊團   發布時間2019-07-12   瀏覽(480) 點贊 分享到:

  智能發電是發電過程的智能化,也是建設智慧電廠和構建智慧能源的基礎

  智能發電主要是針對發電過程,是利用現代技術代替人,按預設的程序,實現對發電過程的智能化監控、操作和管理。華北電力大學原校長、中國工程院院士劉吉臻對智能發電的概念作出過比較權威的定義。劉吉臻說,智能發電的概念與特征就是,以發電過程的數字化、自動化、信息化、標準化為基礎,以管控一體化、大數據、云計算、物聯網為平臺,集成智能傳感與執行、智能控制與優化、智能管理與決策等技術,形成一種具備自學習、自適應、自趨優、自恢復、自組織的智能發電運行控制管理模式,實現更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產目標。智能發電是對發電全過程的智能化監控、操作和管理,是智慧電廠的基礎,也是將來實現智慧能源所必不可少的。

  國家能源局副局長劉寶華指出,智能發電是電力行業邁向工業4.0的核心內容之一。《電力發展“十三五”規劃》對發展智能發電技術進行了專項闡述。其中指出:發展智能發電技術,開展發電過程智能化檢測、控制技術研究與智能儀表控制系統裝備研發,攻關高效燃煤發電機組、大型風力發電機組、重型燃氣機組、核電機組等領域先進運行控制技術與示范應用。

  近幾年,各發電集團已經開始對新型數字化電廠、智能化電廠、智慧電廠的建設進行研究和探索,“智能發電”已成為行業發展共識。“智能發電”也是電力行業邁向工業4.0的核心內容之一。智能發電為建設智慧電廠提供前提,是助力我國能源轉型的重要抓手,對于全面提高我國電力系統運行效率,保障安全、經濟、高效、清潔的電力供應具有重要意義。

  智慧電廠不等同于智能發電,建設智慧電廠是新時代對發電企業的要求

  智慧電廠和智能發電不是同一個概念,智慧電廠不僅以實現發電過程智能化為基礎,實際上還應突破發電行業對經營業務的限制,從對社會服務的功能和貢獻效益的最大化出發,在充分利用能源和資源的基礎上,承擔更多的社會服務功能。

  什么是智慧電廠

  智慧電廠是在現有的物理電廠、技術、管理水平的基礎上,對局部各分系統的管理內涵、科技含量等資源進行全面梳理與深入挖掘,重新對所有內部資源應用價值的再認識、再整合,并融入現代先進管理理念和先進技術所形成的新型電廠,使得發電設備更加可靠,生產更安全,技術更加先進,系統更加合理,管理更加柔性,發展更加持續,經濟效益和社會效益和諧提高。隨著管理理念的不斷更新,技術不斷進步,智慧電廠所呈現的形式與內容不斷變化,版本將不斷升級。

智慧電廠有9大特征

  智慧電廠有4條建設路線

  智慧電廠主要支撐技術

  智慧電廠有6大業務平臺

  在智慧電廠建設過程中,根據電廠現有系統及數據,將全廠分為6大業務平臺,采用最新的技術手段,為每個平臺加入核心的智慧“主腦”。

  智慧電廠建成后有10大提升,10大降低

  智慧電廠建成后有12后轉變

  電力的廣泛應用帶動了第二次工業革命,電力技術的發展為人類社會和經濟發展提供了重要的支撐和保障。傳統的電廠是以發電為主,發電就是主業,但是在當今的時代就不同了,單純的發電企業已經不能滿足社會的要求:

  其一,由于發電工藝本身的原因,純凝機組大部分的熱源都要在汽輪機排汽冷卻中損失掉。我國火電廠平均能源利用率只有34%,利用率最高的超超臨界機組的效率也沒有超過45%。也就是說,我國燃煤電廠每年消耗約20億噸煤炭,其中超過一半的煤炭燃燒后沒有得到有效利用,一方面是資源的浪費,另一方面是大量排放二氧化碳。

  其二,新時代發電企業也面臨諸多的困難,尤其是裝機9.8億千瓦的燃煤火電企業,面臨電廠負荷率低、發電小時少、煤炭燃料價格波動難以預測、機組靈活性調節性要求高等問題,單純的發電企業效益難以提高,越來越缺乏市場競爭力。

  其三,新時代人們要建設綠水青山,向往美好生活,處置工業固廢和城市生活垃圾、污泥的難度越來越大,而火電企業具有巨大的消納能力,國家和社會對火電企業寄予更大的希望。

  所以,我們有理由認為,建設智慧電廠是在智能發電的基礎上,通過與發電上下游產業融合延伸,形成循環經濟,提供更多的增值服務,提高能源和資源利用率,并以特有的消納能力,承擔更多環境保護和社會服務功能。

  這些不僅可以成為電廠將來參與市場競爭的資本,也是建設生態環境和社會經濟發展對企業的要求。

  智慧能源是國家能源發展的戰略目標

  2016年國家發展改革委、國家能源局和工信部聯合出臺了關于《推進互聯網+智慧能源發展的指導意見》。三部委推進的“互聯網+”智慧能源,簡稱能源互聯網,是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態,具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等主要特征。其目的是提高可再生能源比重,促進化石能源清潔高效利用,提升能源綜合效率,推動能源市場開放和產業升級,形成新的經濟增長點,提升能源國際合作水平。

  以“互聯網+”為手段,以智能化為基礎,緊緊圍繞構建綠色低碳、安全高效的現代能源體系,促進能源和信息深度融合,推動能源互聯網新技術、新模式和新業態發展,推動能源領域供給側結構性改革,支撐和推進能源革命,實現我國從能源大國向能源強國轉變和經濟提質增效升級。這樣看來,構建智慧能源是我國能源發展的戰略目標。

  建設智慧電廠任重道遠

  現在許多數字電廠和智能發電都還算不上是智慧電廠。倪維斗院士在智慧電廠論壇上強調,要少一些概念炒作,多一些基礎研究。

  上海申能電力科技有限公司總經理馮偉忠認為,并不是有了信息化、數字化、網絡化、大數據、智能化等,就代表電廠有了智慧。智慧電廠離開了人不行,要用新的知識、新的思維,產生智慧,用智慧指導創新。真正的智慧電廠不僅僅是按照電廠原有設計的工藝和流程,實現安全、高效、清潔、優化管理,還應不斷有創新技術對生產過程進行革命。

  建設智慧電廠要在思想觀念上做到兩個轉變:一是不僅要實現發電智能化,還要敢于創新,在發電生產過程的改造和創新中充分運用人的智慧;二是要轉變電廠只能發電的固有思維模式,因地制宜地開發新的社會服務功能,增加新的效益增長點。

  馮偉忠在上海外三發電廠研究創造的回熱利用技術、臨爐加熱技術、脫硝裝置全天候運行技術、汽輪發電機組高低位布置等,都是智慧創新在發電流程中的巧妙應用。這些創新技術也在不斷豐富智慧電廠的內容。

  華潤電力突破單純發電模式,在廣西賀州循環經濟園區同時建有燃煤電廠、水泥生產線、啤酒生產線,通過電廠、水泥廠和啤酒廠,形成上下游關系的協同生產方式,取得較好的循環經濟效益。尤其是電廠利用當地大理石加工企業的廢漿,替代石灰石粉用于脫硫,減少了對自然界石灰石山體的開采,保護了環境,支持了地方經濟發展,也為電廠增加了經濟效益。

  華潤電力(常熟)有限公司開發了30萬噸城市污泥耦合燃燒項目,通過摻燒污泥,粉煤灰利用,向外供熱、供應壓縮空氣等,循環經濟項目的收益達到電廠收益的三分之一。

  隨著時代的發展,發電在企業里可能只是一部分,或者只是一小部分,電廠還同時可以集中生產并向周圍和社會提供熱能、壓縮空氣,集中制氧、集中制氫,還可以利用電廠特有的消納能力,耦合燃燒生物質燃料,消納城市垃圾、污泥和工業固廢等。因而對原有電力企業的管理就不能再停留在電力行業的概念和思維模式上了。

  建設智慧電廠需要經歷探索的過程,智慧電廠也需要在實踐中不斷豐富和完善,不應強調一步到位。應該圍繞電廠的“安全、高效、清潔、環保”,結合企業和當地實際情況,以解決實際問題為導向,最終還是要提高企業的效率和效益,實現與環境的友好相處,促進地方經濟健康發展,支持人們實現美好生產。

  中國能源研究會常務副理事長史玉波在智慧電廠論壇上講到:當前,電力行業已由高速增長階段轉向高質量發展階段,如何在能源變革的新時代里完成轉型升級,并進一步提升電力企業的效率和效益,這就要求發電企業積極應用行業先進技術和科學管理手段完成“鳳凰涅槃”。電力企業在信息化的推動下正經歷著巨大的變革和創新,面臨前所未有的機遇。建設“智慧電廠”,推行智慧化生產與管理經營,助力發電企業適應行業發展新常態,增強企業對市場變化的應對能力,是推動電力企業在新時代、新市場中持續穩定發展的強大動力。

  建設“智慧電廠”是提升發電企業綜合競爭力的必然選擇,盡管智慧電廠的建設仍面臨許多問題和障礙,但是我們相信在全球電力工業技術變革升級改造的浪潮中,在更加激烈的市場競爭中,在國家相關部門的大力推動與支持下,“智慧電廠”的建設必將引領發電企業走向變革發展的新時代。

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