2020年9月，中國在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，于2060年前實現(xiàn)碳中和。與歐、美、日等其他國際及地區(qū)相比，中國目前已成為全球二氧化碳年排放量最多的國家，減排之路面臨著時間緊、任務(wù)重的挑戰(zhàn)。同時，全球電力行業(yè)也正在經(jīng)歷著多維度的轉(zhuǎn)型——環(huán)保、碳排放和能源安全的壓力日益增大；可再生能源的供應(yīng)愈發(fā)多樣，競爭也逐漸激烈。

火電行業(yè)更面臨嚴峻的生存挑戰(zhàn)：更為嚴格的能耗和排放的要求；小機組的政策性關(guān)停并轉(zhuǎn)逐漸加速；發(fā)電小時數(shù)常年處于低位；煤價、氣價、電價等外部因素的變化也進一步加劇了火電廠的經(jīng)營壓力。同時，發(fā)電企業(yè)由于是生產(chǎn)設(shè)備密集型，生產(chǎn)現(xiàn)場錯綜復(fù)雜。“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”要求不斷提升，從全球領(lǐng)先的發(fā)電企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗開看，過部利用大數(shù)據(jù)、AI、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)，顯著提升運營、安全等方面的效益獲，構(gòu)建智慧電廠已經(jīng)成為發(fā)電企業(yè)的發(fā)展方向。

智慧電廠三大特性：安全、低碳、高效

智慧電廠利用數(shù)字化、信息化、可視化、智能化等先進技術(shù)應(yīng)具安全、低碳、高效三大特性。

第一、更安全：這包含產(chǎn)品安全、設(shè)備安全、人員安全三層含義。產(chǎn)品安全是指可以提供安全的電能，快速響應(yīng)電網(wǎng)的需求，在承受物理或網(wǎng)絡(luò)攻擊時受到的損壞更小并能恢復(fù)，在受到損害時，人為干預(yù)更��；設(shè)備安全是通過智能傳感器等對設(shè)備的狀態(tài)進行實時追蹤，全面了解所有關(guān)鍵部件的健康狀況，并對存在風(fēng)險的設(shè)備進行預(yù)警，電廠的設(shè)備具有“自愈”能力，能夠?qū)崿F(xiàn)自我檢測、自我診斷、自我修復(fù)。人員安全是指通過利用機器人等技術(shù)，大大減少高危作業(yè)。

第二、更低碳：能實現(xiàn)全線檢測報警機制：實現(xiàn)從煤炭檢測污染物含量，到燃燒的實時監(jiān)測，同時所有監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳，對外公開，排放公開、透明。

第三、更高效：為實現(xiàn)精細化運營和提高運維效率，智慧電廠應(yīng)以基于數(shù)字孿生理念，實時掌握生產(chǎn)流程、提高可控性，科學(xué)制定生產(chǎn)計劃、簡化線下流程，從而提升員工的工作效率。

智慧電廠三大轉(zhuǎn)型方向

數(shù)字孿生、無人監(jiān)控與巡檢、設(shè)備健康預(yù)警成為智能電廠主要的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方向。

數(shù)字孿生技術(shù)借助三維可視化、射頻識別、視頻監(jiān)控及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，可輕松實現(xiàn)對安全生產(chǎn)過程中的人員、設(shè)備和環(huán)境的高效管控。

根據(jù)電廠廠區(qū)平面竣工圖、建筑結(jié)構(gòu)圖、現(xiàn)場拍攝照片等技術(shù)資料建立1:1等比例電廠建立三維數(shù)字化虛擬電廠“實景圖”。同時也對電廠的關(guān)鍵設(shè)備、加載鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、管線等生產(chǎn)設(shè)備進行可視化監(jiān)測，實現(xiàn)實時反映發(fā)電廠生產(chǎn)狀態(tài)，監(jiān)測生產(chǎn)過程，預(yù)警異常情況，實時掌控電廠生產(chǎn)態(tài)勢。

在各機組綜合熱力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建電廠的數(shù)字孿生系統(tǒng)為電廠操作人員提供最優(yōu)建議。根據(jù)實時工廠條件和市場價格實現(xiàn)最佳燃料混合，實現(xiàn)化學(xué)探測、計量和分析自動化減少碳排放。

數(shù)字孿生系統(tǒng)可對廠區(qū)內(nèi)各種危險設(shè)施以三維場景化展示其分布、運行狀態(tài)，實現(xiàn)7*24小時的實時監(jiān)測，可智能判斷是否超限并實現(xiàn)預(yù)警，同時實現(xiàn)運營大廳的聲光告警、聯(lián)動報警等多種報警效果。

數(shù)字孿生可視化通過三維視頻融合技術(shù)將發(fā)電廠及其周邊的三維場景與實時視頻監(jiān)控畫面無縫融合，提升動態(tài)場景展示效果，以增加虛擬場景與現(xiàn)實的互動性，還原更真實的現(xiàn)實世界，基于空間實景對監(jiān)控信息全局展示和掌控，為廠區(qū)日常安全管控、應(yīng)急處置等提供直觀的數(shù)字化輔助平臺，切實提高廠區(qū)安全防衛(wèi)能力與應(yīng)急安全應(yīng)對能力。

智能巡檢通過結(jié)合機器人定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)等，實時監(jiān)控新能源資產(chǎn)的設(shè)備狀態(tài)，及巡檢機器人的狀態(tài)和路徑。另外，還可以通過調(diào)取機器人的視頻監(jiān)控攝像頭來查看巡更的真實情況，方便運維人員更加直觀高效地管理整個巡檢過程。

利用智能機器人及激光導(dǎo)航技術(shù)、圖像識別技術(shù)、多傳感融合技術(shù)、智能巡視系統(tǒng)平臺技術(shù)，構(gòu)建電廠多場景巡視一體化。根據(jù)各區(qū)域的巡視要求，建立設(shè)備數(shù)據(jù)自主采集、自主分析的全新智能巡檢體系與新模式，實現(xiàn)對電廠設(shè)備運行狀態(tài)和現(xiàn)場情況進行動態(tài)巡測和智能分析，最終達到智能巡檢，安全管控，增加綜合效益的目標。

巡檢機器人替代人工進行閥門、表計、液位自動識別，對泵自由端軸承溫度、泵驅(qū)動端軸承溫度、電機軸承溫度、泵外殼溫度自動檢測等，確�；�水車間各設(shè)備運營安全。

智能巡檢管理平臺系統(tǒng)讓電廠能更方便地進行現(xiàn)場智能設(shè)備管理及數(shù)據(jù)查詢，具有數(shù)據(jù)采集、儲存、統(tǒng)計、檢索、報表輸出、智能分析等多種功能。智能巡檢減少了電廠運維人員，提高整體巡檢效率，大幅降低現(xiàn)場運維人力投入與運維成本的投入。全面提升巡檢的整體管理水平規(guī)范檢修作業(yè)流程，提升檢修質(zhì)量，大幅提高了巡檢工作的安全性。

設(shè)備健康預(yù)警充分利用已有數(shù)據(jù)，利用智能傳感器等對設(shè)備的狀態(tài)進行實時追蹤，全面了解所有關(guān)鍵部件的健康狀況，高效率從海量數(shù)據(jù)中找到有用參數(shù)為機組安全穩(wěn)定運行提供可靠服務(wù)。

預(yù)警平臺云覆蓋全部重要設(shè)備，可以實時計算出設(shè)備異常，實現(xiàn)設(shè)備早期預(yù)警，同時實現(xiàn)對設(shè)備的健康評價，為設(shè)備劣化分析提供可靠數(shù)據(jù)支撐；實現(xiàn)設(shè)備預(yù)警的快捷分析，并將預(yù)警轉(zhuǎn)成知識庫，隨著知識庫的完善，最終實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)，代替人工分析，實現(xiàn)真正的人工智能，在降低人力成本的同時，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，早發(fā)現(xiàn)早處理。

建立設(shè)備運行目標工況數(shù)據(jù)庫，從海量歷史數(shù)據(jù)中挖掘特定工況下的穩(wěn)定運行目標與歷史最優(yōu)運行目標，給出設(shè)備可控參數(shù)優(yōu)化建議。挖掘與設(shè)備相關(guān)的海量歷史數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則，提前發(fā)現(xiàn)電廠設(shè)備的早期異常，變事后維修為事前檢查，并結(jié)合對設(shè)備維護、檢修和更換成本的分析。積累電廠設(shè)備管理的技能和知識數(shù)據(jù)形成診斷知識庫，依托所建設(shè)備模型對設(shè)備性能進行診斷及時發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備隱患，降低故障率，提高機組安全性、可靠性。

在全球邁向“碳中和”與科技進步的驅(qū)動下，國內(nèi)外的能源結(jié)構(gòu)與消費方式正在發(fā)生本質(zhì)的變化。數(shù)字化的浪潮催生出一系列更加先進、更加智能的解決方案。未來分布式能源的迅速發(fā)展與電力交易的市場化改革既為發(fā)電企業(yè)帶來了機遇，也在“新集控”、智能運維等方面帶來新的挑戰(zhàn)。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，智慧電廠將持續(xù)為發(fā)電企業(yè)構(gòu)建業(yè)務(wù)競爭力。