智慧电厂 电厂数字化智能自动控制（DIA）与APS

  设备操作级（Drive-D，直译驱动级） 设备操作级直接控制对应设备，开关量的如阀门、挡板、风机与泵等，连续调节的如调节阀、调速泵、变频器等。

  单元控制级（Subgroup-SG,有的直译为子组） 单元控制级是以锅炉或汽轮机辅机，例如汽机真空泵、凝结水泵、锅炉给水泵等设备为核心，组合与之运行关联的阀门、挡板、附属的泵或风机等设备就构成了顺序控制（SCS）的最小系统。

  系统控制级（Function group-FG,有的直译为功能组） 系统控制级通常按工艺流程划分，比如锅炉的给水系统、汽轮机的真空系统、疏水系统等等，通常管控若干个单元控制级（SG）。

  机组控制级（Unit-U） 机组控制级汇集了全部系统级（FG）和专用功能控制装置（如DEH、CCS等），经过逻辑运算分阶段（节点）导引系统控制级和功能控制装置发出目标指令，调度和指挥设备有序地完成机组的启停或实施超驰控制。

  电厂数字化智能自动控制（Digital intelligent automation—DIA），是随着计算机技术的发展产生的控制理念。数字化特指计算机技术的应用，是宏观和通俗的说法。

  智能，指的是“人工智能”（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。1956年，美国斯坦福大学约翰·麦卡锡（John McCarthy）在达特茅斯（Dartmouth College）会议上提出了“人工智能”的概念。简单的说，人工智能就是研究怎么样使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科。

  提到人工智能，大凡都说要由遗传算法（GENERIC ALGORITHM—GA）和人工神经网络（ARTIFICIAL NEURAL NETWORK—ANN）来实现，这也没错。但是，片面了。真实的情况是，AI在计算机上有两种不同的实现方法，GA和ANN只是其中的一种，叫做模拟法，有些高深。

  还有一种是工程法（ENGINEERING APPROACH—EA），数学基础是“统计学”，特点是与人工的经验紧密关联，采用传统的计算机编程技术，但求效果不论过程，只要系统呈现出智能的效果，同样是人工智能。工程法实现AI，规模灵活多样，小到一个智能算法模块，大到一套发电厂机组程序控制乃至专家系统，这种类型的研究方式才是发电厂开发人工智能正确的技术路线。

  因此，发电厂数字化智能自动控制—DIA，我们就能明确为，应用计算机技术、采用工程法（EA）构建AI、通过编程而实现的过程自动化控制。这这中间还包括数字孪生（Digital Twin）技术、智能化热工报警预估、汽轮机智能ATC、MCS全过程智能管理、缺省自动智能联锁等，当然不可或缺的还有APS。

  根据智能化特性和控制策略DIA分为L0～L5共6级，见表1。DIA功能简介，见表2。

  机组过程参数随运行方式在不断地变化，过程参数在设计的限定区间内，属正常工作范围，如果参数一旦超过设定值，就应发出警报，即“热工报警”。热工报警参数若越过一定限值甚至有可能引发“热工保护”动作造成设备停运。无论“热工报警”还是“热工保护”，都是在过程测量值实际越限之后的提醒或动作。如果，在过程参数变化过程中，提前分析出参数的发展趋势和变化速率，结合“智能化热工报警预估” 系统提前预报出有几率发生的报警，对运行操作起到辅助判断运作时的状态的变化趋势，防患于未然，这将极大的提升DCS对热工参数的监测水平，减少热工报警或热工保护的动作次数，有助于机组的安全和经济运行。

  实时监测过程测量值动态变化趋势和速率，并根据以往过程值变化规律形成的“智能化热工报警预估” 系统来进行趋势诊断，先于热工报警给出过程测量值异常变化信号，就能有效地提高设备的运行安全性。

  理论上讲，数字孪生是指充分的利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集成多学科、多维度的仿真过程，它作为虚拟空间中对实体产品的镜像，反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。

  其实，翻译成大白话就是，一款利用数字技术编写的智能仿真软件，伴随过程控制软件同步运行，以工程理论设计为基础，通过人工智能学习和训练，为实时过程控制提供优化参数，实现最优控制。

  根据调节原理、结合长期总结的人工操作经验建立起专家系统，独立仿真运行，按周期与实际闭环的调节回路品质进行比对，以专家系统为基准，实时修正调节回路的PID参数或发出超驰控制指令，以期获取调节回路的最佳品质，确保机组经济、安全运行。

  APS是需要智能的。APS固然由SCS、MCS、DEH、ATC、BMS、BPC等组成，但与常规系统相比，从基础逻辑模块开始就完全不同，智能模块构建了“缺省自动智能联锁”和“MCS全过程智能管理”，这才有了专用于“复变参量”对象交叉互动的程序控制，最终实现APS节点的“一键启停”，进而最后完成DIA-L5级的APS控制。以下就是智能APS的技术特点：

  汽轮机启动有冷态（＜150℃）、温态（≥150℃，＜400℃），和热态（≥400℃）之分，汽轮机温态启动温度在150℃至400℃之间，汽轮机温态又可以细分为温态低温段和温态高温段。温态低温段，大约在＜300℃以下，汽轮机中速暖机转速1600rpm。此阶段，汽轮机暖机的参数复杂且多变，尤其是汽轮机的振动。按当前的中速暖机方式，主要是根据暖机时间（比如30分钟）再辅以对汽轮机振动、胀差等参数的人工判定来确认是否继续升速。假如发现汽轮机振动变高，接近报警值，只好人工手动把汽轮机转速降下来100rpm，继续暖机直至汽轮机的振动、胀差参数合乎要求再升速至3000rpm。

  利用“智能化热工报警预估”功能建立“热工智能专家系统”，对汽轮机的温度、振动、胀差、转速等多参数进行变化趋势预估，并构建闭环暖机转速自动控制回路。中速暖机时，发现温度、振动、胀差、转速等参数变化率出现接近报警值的非正常拐点，则发出指令降低暖机速度，就能轻松实现汽轮机温态低温段中速暖机的自动化，汽轮机的冷态升速也能轻松实现闭环自动控制。

  自1936年开始，PID算法大范围的应用在工业自动化领域中。目前，仍然是过程自动控制的重要手段。所以，在自动化领域中有一句名言：自动调节离不开PID。但多年的应用实践也证明了下半句话：PID不是万能的。根本原因是PID用于宽范围、大滞后、多变化的调节回路时，已经力不从心。

  再有，随着顺序控制（SCS）启动工艺系统，MCS需要适时投入自动，如果仍然采用人工M/A切投，一方面SCS在连续自动运行，而另一方面MCS还需要经过手动调节、转换工作方式这一过程，会造成自动控制与手动操作混搭的状况，既不“自动”也不安全。

  如果设想，把所有MCS“手动投自动”的操作都安排在SCS启动之前，并且将“调节回路已投自动”作为SCS启动的必要条件，在顺序控制过程中利用DCS的控制策略让MCS自动地投“自动”，SCS步进顺序控制中就再也不可能会出现人工操作，而成为纯粹的全工况自动。同时，在传统的PID调节回路中加入人工智能元素，并结合超驰、函数等算法，就能够扩宽PID调节的范围，改善PID的调节能力。

  对MCS调节回路的投入、退出、SP自动给定、超驰控制、交叉引用、PID参数自动变换等等功能进行全过程智能管理，设计相应的智能控制逻辑。MCS设计有两种工作方式：自动和手动；三种工作状态：手动下的人工手操（MAN）、自动下的调节器自动伺服（Stand-By）和自动调节（AUTO）。在调节回路伺服状态下，具有自动纠正PID调节器入口PV值与SV值的功能，实现PID回路“傻瓜”投入，投后不管的控制水平。

  人们以往把太多的精力花费在汽轮机启动控制上，汽轮机的停止控制其实同样重要。比方说，汽轮机打闸停机。汽轮机打闸后，燃气轮机仍在运行，余热锅炉当然也在运行，余热锅炉汽包水位的调节，尤其是维持高压锅炉汽包水位正常就是一个很突出的难题，目前的控制主要还是手动。

  多系统协同控制，除了锅炉给水调节系统，还要协同汽轮机旁路控制。机组在低负荷阶段，锅炉给水采用的单冲量调节，闭环负反馈PID调节回路已经失去了抑制锅炉汽包虚假水位的能力，汽轮机突然打闸，锅炉的汽水平衡被破坏，同时引起锅炉压力飞升，双重因素对汽包水位有严重的扰动甚至有可能引发自动调节失控。所以，汽轮机打闸后协同汽包水位调节和汽机旁路两个调节回路，利用汽机旁路控制降低汽包压力飞升，利用给水调节维持锅炉的汽水平衡来抑制锅炉汽包的虚假水位。

  当前，绝大多电厂联锁设备的运行、备用和联锁开关的投、切以及状态监测、判定等相互关联的一系列操作都由人工完成。如果要实现SCS的“一键启停”，设备联锁投、切必须全自动。

  为SCS控制而专门设计的“自动联锁控制逻辑”（自动选择器），置于并列设备操作开关之上，按1拖N的星型结构连接。联锁投、切完全由逻辑算法自动完成，把联锁设备工作的过程要素交由自动选择器去识别判断，通过对关联设备包括操作开关和MCC（电动机控制中心）运作时的状态、工作方式、启停进程的综合逻辑运算，自主决定联锁的控制方式和设备的启停顺序，一旦检测到运行中的设备故障跳闸即时启动电气联锁或工艺参数超限马上连动热工联锁。

  依托DCS能够在发电机组规定的负荷区间内分阶段递进导引热工控制管理系统 “一键启停”完成机组启动或停止的程序自动控制，被称之为APS。

  L4级APS横向分阶段导引机组启、停节点，每个节点纵向按步序控制一个或若干个L3级热工系统，循序渐进完成机组“全工况、全过程、全自动”的启、停。

  针对APS特有的“复合参量”控制，设计多种智能化开关量和模拟量交叉引用、交互控制算法。APS系统逻辑结构采用纵、横制设计，横向同层级若干个独立的分布式主控器首尾衔接，步进发出目标导引。在机组启动或停止的整一个完整的过程中，每个分布式主控器有限控制机组启、停的一个阶段。每个阶段设置若干步序，以节点作为纵向控制的起点，“一键启停”相关系统和设备。

  依托DCS能够在火电机组规定的负荷区间内导引热工控制管理系统 “一键启停”完成机组启动或停止的程序自动控制，被称之为L5级APS。

  L5级APS导引层横向连接机组启、停节点，每个节点纵向按步序控制一个或若干个L3级热工系统，循序渐进完成机组“全工况、全过程、全自动” 的启、停。

  相比L4级APS导引层分阶段的“节点一键启停”，L5级APS升级为“导引层一键启停”，纵向逻辑与L4级APS相同。L3级程序启动或APS IN,一键总操，开关量操作器和模拟量M/A站投自动。

  国内最先进的APS控制水平基本上达到了L4-，比L4级低那么一点点儿。低这一点儿需要完善哪些呢？

  4）L3级程序启动或APS IN,一键总操，开关量操作器和模拟量M/A站投自动。

  以DIA-L4级APS为基础，提升APS横向导引功能，消除节点间隔，实现L5级APS“一键启停”。

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  在业内受访人士看来，虚拟电厂可有效整合优化资源利用，实现电网削峰填谷和提高供电可靠性。四川省率先探索构建以虚拟电厂为主导的新型电力系统极具示范意义。但同时，我国虚拟电厂探索新模式仍面临不少难题。（来源：中国能源报文丨本报记者苏南）成都市能源建设领导小组办公室近日发布《关于印发成都

  2023年，浙江浩普项目验收喜讯频传，浙江浩普智慧环保岛管控系统成功在多家电厂上线投运，有效地推动传统电力企业向具有安全、高效、节能、环保的智慧电厂转型升级。12月，杭州富丽达热电有限公司7#炉脱硝智慧控制管理系统顺利投入到正常的使用中；11月，浙江天马热电有限公司6#、7#、8#锅炉成功投入脱硝智慧控制系统

  智慧工地带有“黑匣子”的安全帽实时直播的智能“眼睛”分辨人体动作的监控探头智能防碰撞塔吊集群......这不是未来的科幻场景，而是青海省投3×660MW火电项目智慧工地施工现场。走进项目集控中心，大屏上一帧帧画面清晰展示着施工现场的一举一动。与传统的施工全套工艺流程相比，智慧工地提高了工程管理信息化

  坚决扛牢实现新型工业化这个关键任务工业与信息化部党组工业化是现代化的前提和基础，是一个国家和民族繁荣富强的必由之路。2023年12月召开的中央经济工作会议强调，要以科学技术创新引领现代化产业体系建设，大力推进新型工业化。全国新型工业化推进大会对推进新型工业化作出全面部署，强调要学深悟透

  又是一年岁末时，是终点，也是起点。站在光阴的渡口，12月29日，国家能源集团数智科技公司迎来一周岁生日。一年前，在国家能源集团数字化转型、智慧化发展的大背景下，数智科技公司应运而生，一场数字化的经济与能源实体经济之间的双向奔赴由此启程。新征程是充满光荣和梦想的远征。数智科技公司认真贯彻落

  12月21日，中国华电集团有限公司与中国联合网络通信集团有限公司在华电总部举行战略合作协议签约仪式。中国华电党组书记、董事长江毅，中国联通党组书记、董事长陈忠岳见证签约。中国华电党组成员、副总经理王绪祥，中国联通党组成员、副总经理梁宝俊代表双方签署协议。根据协议，双方将在基础通信、网

  火电一种传统的发电方式仍然是当今最为稳定可靠的电力来源，扮演着全社会电力安全“压舱石”的重要角色。然而随着近年来“双碳”目标的推进和能源成本的上升，以煤炭、天然气为主要的组成原材料的火电行业面临着前所未有的挑战，构建“安全、高效、低碳”的智慧电厂已经势在必行。今年年初，在素有“火电三峡”

  日前，乌斯太热电厂燃料智能化整套系统投入到正常的使用中，实现燃料采样制样、煤质验收全自动化、智能化，全过程无人值守，成为集团公司首家引进燃料智能化系统、首家全过程投用的单位，更是蒙西地区所有火电企业最早提出、最快建成、最先投产的单位。走进该厂燃料智能化管控中心，清晰的集中控制屏映入眼帘，48

  11月29日，山西省能源局公示智慧电厂示范项目名单。确定了6家综合类智慧电厂示范项目和12项模块类智慧电厂示范项目，详情如下：山西省智慧电厂示范项目名单公示为进一步贯彻“四个革命，一个合作”能源安全新战略，落实省委、省政府关于推进数字化的经济全面发展的安排部署，加快打造电源侧数智化管理体系

  11月25日，国能（福州）热电有限公司实施建设的《基于煤场斗轮机智能集控技术的配煤掺烧策略研究》科技项目成功投运100天，实现了配煤掺烧的智能化和煤场全过程自动化，使煤场在“无人干预、无人值守”的情况下能够安全、高效运营，为后续与智慧电厂建设深层次地融合打下基础。该项目主要由煤场3D模型数字

  北极星输配电网获悉，1月12日，四川大学、成都信息工程大学、西华大学与新津当地的格力钛、四川众信通用电力和中材成都签署了校院企地合作协议，并正式揭牌组建联合实验室，围绕智慧电网、钛酸锂电池、氢燃料电池、氢能储运装备等方面展开科技攻关。其中，成都信息工程大学软件工程学院与四川众信通用

  北极星电力软件网获悉，1月11日，教育部公示中小学人工智能教育基地名单。详情如下：关于中小学人工智能教育基地名单的公示根据《教育部办公厅关于开展中小学人工智能教育基地推荐工作的通知》（教基厅函〔2023〕29号）要求，各省级教育行政部门共推荐184个中小学人工智能教育基地，现将名单予以公示。

  1月14日至15日，国电电力召开三届六次职工代表大会暨2024年工作会议，深入学习贯彻习重要讲话和重要指示批示精神，全面落实集团公司年度工作部署，总结2023年工作，分析形势变化，明确2024年任务，动员全体干部员工奋进新目标，实现新领先，全力推进世界一流企业建设取得新进展。公司总经理

  北极星输配电网获悉，1月11日，南方电网海南电网有限责任公司2023年500千伏主网架数字化专题示范工程建设项目公布中标人，分别是南方电网数字电网集团（海南）有限公司、北京洛斯达科技发展有限公司，后者为中国能建旗下公司，由中国能建、南方电网、国家电网合资成立。500千伏主网架数字化应用开发实

  在数字化浪潮席卷全球的今天，网络安全的问题日渐凸显。网络资产的暴露和安全边界的继续扩大，数据安全等网络安全问题交织叠加。例如，一些APP都有“屏幕分享”功能，通过冒充客服等形式，骗子可实时监控当事人收到的验证码，将其资金转走。数字化变压器作为关键基础设施，其安全性更需要做最优先级的

  SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制管理系统。SCADA工业组态软件是工业控制的核心系统之一，涉及各行各业，其基本功能是对生产现场的运行设备做监控并就危险情况做报警，具体涵盖数据采集、设备远程操作、生产的基本工艺过程的实时监控及报警，数据分析统计等功能，被广

  北极星输配电网获悉，万胜智能1月10日公告，预计2023年营收10.6亿元-11.5亿元，同比增长25.57%-36.23%；归母净利润2.28亿元-2.55亿元，同比增长68.65%-88.63%。公司表示，2023年公司合理规划产业布局，做强做优智慧计量和信息采集产业，加强智慧物联和配网数字化产品研究开发力度，探索综合能源管理系统产

  智慧工地带有“黑匣子”的安全帽实时直播的智能“眼睛”分辨人体动作的监控探头智能防碰撞塔吊集群......这不是未来的科幻场景，而是青海省投3×660MW火电项目智慧工地施工现场。走进项目集控中心，大屏上一帧帧画面清晰展示着施工现场的一举一动。与传统的施工全套工艺流程相比，智慧工地提高了工程管理信息化

  2024年元旦假期，位于湖北省武汉市东西湖区李家墩街的500千伏江北变电站全方面进入土建施工阶段。该工程是湖北首个“超高压进城”工程，也是武汉市建设世界一流电网的重点工程之一。与它联袂开工的还有500千伏武汉东新变电站。2023年，世界一流城市电网建设项目，武汉市开工达101个。建设世界一流城市电

  积极推进变电站智能巡视建设，不断加快变电站巡检机器人等智能终端建设进度，提升设备运维智能化水平，最近，盐城供电公司设备部组织进行500千伏潘荡变智能巡检机器人验收，助力现代设备管理体系建设，高质量推动电网数字化转型。过去，供电巡视都是输、变、配电专业独立进行，工作协同性差、质量不高

  2024年ABB电气创新周于1月9日在厦门举行，本次盛会的主题为“能源未来、创新驱动”，旨在解读能源未来的机遇和挑战，揭示能源革命的关键，指出能源转型的发展路径。活动通过开幕论坛、主旨演讲、创新产品解决方案发布和展示以及行业论坛等形式，全方位展现ABB在能源转型中的关键作用，并聚焦绿色能源、

  1月7日，小湾电厂顺利完成500千伏1号母线保护国产化改造并成功投运，至此，小湾电厂实现华能睿渥全系列保护设施国产化投运。华能睿渥全系列国产化保护设施的投运，提升了小湾电厂核心控制管理系统的国产化率，为小湾电厂实现控制管理系统全站国产化打下坚实基础。

  在现代发电生产中，大型燃煤发电机组作为提供电力电量的主力军，必然的联系到电力保供和系统稳定。集控运行是发电生产的关键环节，因此建立科学的发电运行调整方法论对于保障系统安全具备极其重大意义。本文从介绍发电的一般生产流程开始，结合实际补充定义集控运行工作及运行岗位，系统梳理当前存在的各种误

  1月3日，生态环境部发布关于公开征求《火电行业建设项目温室气体排放环境影响评价指南（试行）（征求意见稿）》意见的通知。本指南适用于《建设项目环境影响评价分类管理名录（2021年版）》中“火力发电4411”和“热电联产4412”类别编制环境影响报告书的新建、改建、扩建项目（含异地迁建项目）温室气

  12月24日13时24分，耒阳发电公司发电部脱硫脱销集中控制室内，所有人“悬”着的心终于都落了下来。液氨改尿素项目最为关键的一步，尿素站蒸汽接口施工圆满结束。液氨改尿素项目全面收官，迎峰度冬又进入全力冲刺阶段。应电网要求，机组火力全开，根本停不下来，而尿素站蒸汽接口施工将造成氨区蒸发槽失

  截至2023年12月31日24时，陕煤略电两台33万千瓦机组全年累计完成发电量40.83亿千瓦时，设备利用小时数达6186小时，在陕西电网统调火电企业中排名第一，刷新了建厂54年来全年发电量历史最高记录，定格历史最强音！这是一张令人欣喜的“成绩单”，是对公司全员上下勇毅前行、持续奋斗，寒来暑往日夜辛苦

  为全面展示国家能源集团贯彻落实习重要讲话和重要指示批示精神，深入开展主题教育，以煤炭保能源安全、以煤电保电力稳定、以多元快速保可再次生产的能源规模化发展、以一体化数字化保公司总实力提升、全力推进重点项目建设方面的生动实践、蓬勃进展和可喜成效，近期集团新闻宣传五个专题采访组，

  终于有时间坐下来去盘点这一年的煤电行业了。来源：跟着风行走之所以去复盘，实在是因为这一年我们的行业光怪陆离，充满了魔幻气息，匪夷所思之余细忖却又那么顺理成章。这是一篇随笔，并不是严谨的学术论文，因为我没时间去查资料找论据展开。我信马由缰去写，你们也姑且将就着看。最不可思议的是“

  12月23日消息，韩国庆尚北道浦项市一家制铁发电厂发生火灾。目前大火已被扑灭，没有造成人员受伤或死亡。据韩联社消息，当地时间23日上午7时许，位于浦项市南区的浦项制铁公司钢铁厂第二熔炉周围起火。消防部门动用33辆消防车和100多名消防员，用了近2小时才初步扑灭大火。报道说，火灾导致发电厂5个区域中的

  12月20日，国家能源局南方监管局发布关于对超期服役机组的通告。详情如下：相关阅读：国家能源局南方监管局公示1台超期服役机组

  广东省生态环境厅发布区域标准《火电厂膜法碳捕集运行技术规范（送审稿）》，并公开征求意见。文件规定了火电厂膜法捕集二氧化碳系统运行的系统工艺流程、设备规范、系统投运前检查与准备、系统投运、系统运行监控与调整和系统停运操作规范。本文件适用于火电厂膜法捕集二氧化碳运行人员对该系统的运行

  近日，由上海电气EPC总承包的国能台山电厂2号机组升参数改造后性能测试结果为，机组供电煤耗由314.52克/千瓦时降至288.58克/千瓦时，机组各参数指标正常，标志着国内首台600兆瓦亚临界湿冷机组升参数提效改造技术探讨研究与工程示范项目圆满成功。台山2号机组结合汽轮机及附属设备升参数改造、锅炉及附属