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智慧电厂建设引领发电企业走向变革发展的新时代,中国能源研究会王凡为你划重点!

来源: | 发布时间:2018-07-30

智慧电厂建设引领发电企业走向变革发展的新时代

中国能源研究会副秘书长、节能减排中心主任 王凡


“聚焦我国能源电力技术和产业的发展,促进智慧电厂建设。”在2018年智慧电厂(第一期)论坛上,与会嘉宾对智能发电、智慧电厂的概念进行了深入探讨;就物联网、人工智能、大数据、云计算、VR虚拟现实等技术在智能发电和建设智能电厂中的应用,进行了广泛交流;结合一批电厂在智能发电和探索建设智慧电厂方面的实践介绍了经验;还就实现智能发电和建设智慧电厂的环境和政策支持等提出建议。


结合会议取得的成果,我们认为智能发电、智慧电厂和智慧能源是3个不同的概念。


智能发电是发电过程的智能化,也是建设智慧电厂和构建智慧能源的基础

智能发电主要是针对发电过程,是利用现代技术代替人,按预设的程序,实现对发电过程的智能化监控、操作和管理。华北电力大学原校长、中国工程院院士刘吉臻对智能发电的概念作出过比较权威的定义。刘吉臻说,智能发电的概念与特征就是,以发电过程的数字化、自动化、信息化、标准化为基础,以管控一体化、大数据、云计算、物联网为平台,集成智能传感与执行、智能控制与优化、智能管理与决策等技术,形成一种具备自学习、自适应、自趋优、自恢复、自组织的智能发电运行控制管理模式,实现更加安全、高效、清洁、低碳、灵活的生产目标。智能发电是对发电全过程的智能化监控、操作和管理,是智慧电厂的基础,也是将来实现智慧能源所必不可少的。


国家能源局副局长刘宝华指出,智能发电是电力行业迈向工业4.0的核心内容之一。《电力发展“十三五”规划》对发展智能发电技术进行了专项阐述。其中指出:发展智能发电技术,开展发电过程智能化检测、控制技术研究与智能仪表控制系统装备研发,攻关高效燃煤发电机组、大型风力发电机组、重型燃气机组、核电机组等领域先进运行控制技术与示范应用。


近几年,各发电集团已经开始对新型数字化电厂、智能化电厂、智慧电厂的建设进行研究和探索,“智能发电”已成为行业发展共识。“智能发电”也是电力行业迈向工业4.0的核心内容之一。智能发电为建设智慧电厂提供前提,是助力我国能源转型的重要抓手,对于全面提高我国电力系统运行效率,保障安全、经济、高效、清洁的电力供应具有重要意义。


智慧电厂不等同于智能发电,建设智慧电厂是新时代对发电企业的要求

智慧电厂和智能发电不是同一个概念,智慧电厂不仅以实现发电过程智能化为基础,实际上还应突破发电行业对经营业务的限制,从对社会服务的功能和贡献效益的最大化出发,在充分利用能源和资源的基础上,承担更多的社会服务功能。


电力的广泛应用带动了第二次工业革命,电力技术的发展为人类社会和经济发展提供了重要的支撑和保障。传统的电厂是以发电为主,发电就是主业,但是在当今的时代就不同了,单纯的发电企业已经不能满足社会的要求:


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其一,由于发电工艺本身的原因,纯凝机组大部分的热源都要在汽轮机排汽冷却中损失掉。我国火电厂平均能源利用率只有34%,利用率最高的超超临界机组的效率也没有超过45%。也就是说,我国燃煤电厂每年消耗约20亿吨煤炭,其中超过一半的煤炭燃烧后没有得到有效利用,一方面是资源的浪费,另一方面是大量排放二氧化碳。


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其二,新时代发电企业也面临诸多的困难,尤其是装机9.8亿千瓦的燃煤火电企业,面临电厂负荷率低、发电小时少、煤炭燃料价格波动难以预测、机组灵活性调节性要求高等问题,单纯的发电企业效益难以提高,越来越缺乏市场竞争力。


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其三,新时代人们要建设绿水青山,向往美好生活,处置工业固废和城市生活垃圾、污泥的难度越来越大,而火电企业具有巨大的消纳能力,国家和社会对火电企业寄予更大的希望。


所以,我们有理由认为,建设智慧电厂是在智能发电的基础上,通过与发电上下游产业融合延伸,形成循环经济,提供更多的增值服务,提高能源和资源利用率,并以特有的消纳能力,承担更多环境保护和社会服务功能。这些不仅可以成为电厂将来参与市场竞争的资本,也是建设生态环境和社会经济发展对企业的要求。


智慧能源是国家能源发展的战略目标

2016年2月,国家发展改革委、国家能源局和工信部联合出台了关于《推进互联网+智慧能源发展的指导意见》。三部委推进的“互联网+”智慧能源,简称能源互联网,是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。其目的是提高可再生能源比重,促进化石能源清洁高效利用,提升能源综合效率,推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点,提升能源国际合作水平。


以“互联网+”为手段,以智能化为基础,紧紧围绕构建绿色低碳、安全高效的现代能源体系,促进能源和信息深度融合,推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展,推动能源领域供给侧结构性改革,支撑和推进能源革命,实现我国从能源大国向能源强国转变和经济提质增效升级。这样看来,构建智慧能源是我国能源发展的战略目标。


建设智慧电厂任重道远


现在许多数字电厂和智能发电都还算不上是智慧电厂。倪维斗院士在智慧电厂论坛(第一期)上强调,要少一些概念炒作,多一些基础研究。上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠认为,并不是有了信息化、数字化、网络化、大数据、智能化等,就代表电厂有了智慧。智慧电厂离开了人不行,要用新的知识、新的思维,产生智慧,用智慧指导创新。真正的智慧电厂不仅仅是按照电厂原有设计的工艺和流程,实现安全、高效、清洁、优化管理,还应不断有创新技术对生产过程进行革命。


我们认为,建设智慧电厂要在思想观念上做到两个转变:一是不仅要实现发电智能化,还要敢于创新,在发电生产过程的改造和创新中充分运用人的智慧;二是要转变电厂只能发电的固有思维模式,因地制宜地开发新的社会服务功能,增加新的效益增长点。


冯伟忠在上海外三发电厂研究创造的回热利用技术、临炉加热技术、脱硝装置全天候运行技术、汽轮发电机组高低位布置等,都是智慧创新在发电流程中的巧妙应用。这些创新技术也在不断丰富智慧电厂的内容。


华润电力突破单纯发电模式,在广西贺州循环经济园区同时建有燃煤电厂、水泥生产线、啤酒生产线,通过电厂、水泥厂和啤酒厂,形成上下游关系的协同生产方式,取得较好的循环经济效益。尤其是电厂利用当地大理石加工企业的废浆,替代石灰石粉用于脱硫,减少了对自然界石灰石山体的开采,保护了环境,支持了地方经济发展,也为电厂增加了经济效益。


华润电力(常熟)有限公司开发了30万吨城市污泥耦合燃烧项目,通过掺烧污泥,粉煤灰利用,向外供热、供应压缩空气等,循环经济项目的收益达到电厂收益的三分之一。


随着时代的发展,发电在企业里可能只是一部分,或者只是一小部分,电厂还同时可以集中生产并向周围和社会提供热能、压缩空气,集中制氧、集中制氢,还可以利用电厂特有的消纳能力,耦合燃烧生物质燃料,消纳城市垃圾、污泥和工业固废等。因而对原有电力企业的管理就不能再停留在电力行业的概念和思维模式上了。


建设智慧电厂需要经历探索的过程,智慧电厂也需要在实践中不断丰富和完善,不应强调一步到位。应该围绕电厂的“安全、高效、清洁、环保”,结合企业和当地实际情况,以解决实际问题为导向,最终还是要提高企业的效率和效益,实现与环境的友好相处,促进地方经济健康发展,支持人们实现美好生产。


中国能源研究会常务副理事长史玉波在智慧电厂论坛上讲到:当前,电力行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,如何在能源变革的新时代里完成转型升级,并进一步提升电力企业的效率和效益,这就要求发电企业积极应用行业先进技术和科学管理手段完成“凤凰涅槃”。电力企业在信息化的推动下正经历着巨大的变革和创新,面临前所未有的机遇。建设“智慧电厂”,推行智慧化生产与管理经营,助力发电企业适应行业发展新常态,增强企业对市场变化的应对能力,是推动电力企业在新时代、新市场中持续稳定发展的强大动力。中国能源研究会常务副理事长史玉波在智慧电厂论坛上讲到:当前,电力行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,如何在能源变革的新时代里完成转型升级,并进一步提升电力企业的效率和效益,这就要求发电企业积极应用行业先进技术和科学管理手段完成“凤凰涅槃”。电力企业在信息化的推动下正经历着巨大的变革和创新,面临前所未有的机遇。建设“智慧电厂”,推行智慧化生产与管理经营,助力发电企业适应行业发展新常态,增强企业对市场变化的应对能力,是推动电力企业在新时代、新市场中持续稳定发展的强大动力。


建设“智慧电厂”是提升发电企业综合竞争力的必然选择,尽管智慧电厂的建设仍面临许多问题和障碍,但是我们相信在全球电力工业技术变革升级改造的浪潮中,在更加激烈的市场竞争中,在国家相关部门的大力推动与支持下,“智慧电厂”的建设必将引领发电企业走向变革发展的新时代。


(来源:中国电力报)