对智能电厂“智”体系的探索与思考
发布时间：2017-08-07 00:47:52
发电企业的传统生产运营模式可描述为“发电生产+发电管理”，智能电厂将是在此基础上以电力大数据为核心驱动力，形成智能发电生产与智能发电管理相融合的有机体。
作者：神华国华电力研究中心：刘鲁京 白利光 刘胜军
何为“智”？
《新华字典》中将“智”定义为聪明、见识、智力，引申有智慧、智商、智谋、智能等含义，可以理解为“智”是人发挥主观能动性认知、把握客观事物规律的能力。
以色列年轻历史学家尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》（又名：从动物到上帝）中，对人类与世间万物根本性的区别归结于“智”，认为正是这种区别使得人类不断的自我革新与进步，创建了人类社会的一个又一个文明。
在人工智能击败了人类顶尖棋手、自动驾驶汽车悄然上路，机器人在生产线上大规模取代工人、服务机器人开始走进千门万户的今天，在“云大物移”概念不断转化为现实生产力的时代，发电企业也面临着深刻的发展变革机遇，“智能电厂”便是热词之一。
鉴于目前“智能电厂”尚无全面、准确、权威的定义，本文拟对智能电厂从“智”的体系入手，就智能电厂的概念、核心要素、体系及架构进行探索研究，抛砖引玉以供从事发电企业智能化研究的同仁借鉴。
一、 智能电厂的组成、定义与特征
发电企业的传统生产运营模式可描述为“发电生产+发电管理”，智能电厂将是在此基础上以电力大数据为核心驱动力，形成智能发电生产与智能发电管理相融合的有机体。
举一个形象的比喻，如果将智能电厂比作一个富有生机活力的人，那么智能的管理体系就是人的大脑，智能的发电生产就是人的身体，而电力大数据就是将大脑与身体有机融合的细胞体和神经元，三者相辅相成，共同形成智能电厂的有机整体。
智能电厂“智”的组成
由此，我们对智能电厂的功能性定义是：智能电厂是综合了智能设备、现场总线、云平台、大数据、人工智能等技术，在传统电站的基础上，进一步强化提升系统化的数据挖掘及价值分析应用能力，以更可靠、更安全、更敏捷、更高效、更人性化、更环保为目标，具备生产高度自动化、管理高度智慧化的新型电厂。
智能电厂应该具备或逐步具备以下五种特征能力，包括：（1）智能的资产全生命周期管理能力，（2）智能化的电站安全生产管理能力（3）高效、低成本的发电站运营能力，（4）节能环保人性化的绿色发展能力，（5）基于大数据的智能经营决策能力。
二、 智能电厂“智”体系的框架设计
1、理论体系的建立
准确把握、提炼智能电厂“智”的体系，就不能抛开发电行业的固有属性。发电企业作为制造行业的重要组成部分，其最核心的宗旨就是通过提供服务于社会发展需要的能源供应以实现价值创造。围绕价值创造，智能电站将进一步加快新一代信息技术与发电运营深度融合，推动绿色发电和智能化运营，实现“企业、社会、人”共赢发展，构建融入智慧社会的全新“智能电厂”企业模式。图1是“价值创造”为宗旨、“企业、社会、人”共赢的“智”理论体系设计。
图1
区别于传统的发电厂，一个开放的平台将是智能电厂的核心竞争力所在。智能电站不再将全部创造力归结于闭环的生产过程，而是以通过与上下游之间数据的和信息的共享，形成环状、网状的纵横结构，从而改变原有单一价值链的关系，优化资源配置，优化利益结构，以降低生产成本，敏捷、高效的运营模式创造价值。
由此，智能电厂不仅直接促进企业价值的提升，同时推动“企业、社会、人”协同发展的社会价值提升。“企业、社会、人”形成密不可分的共同体，形成构建融合、共赢生态圈的基础。
从发电企业内部来看，智能电厂需要形成有利于智能化生产与管理的内部运营机制。为此，治理机制模式从“立法”主线和“执法”主线两个角度出发----围绕机制建设的“立法”主线，通过“制度信息化、组织虚拟化和营运社会化”，来推进发电企业的体制、组织、机制的创新。围绕业务运营的执“法”主线，通过“资源共享化、业务智能化、决策分散化”，来推进业务、技术、管理的创新，来构建新型的业务运营模式。这个“六维一云”的模式，既适用于独立的发电公司运营管理，更适用于集团性的发电企业管理。图2是上述模式的体系设计。
综上，我们对智能电厂的体系内涵可以表述为：以现代信息技术为支撑，推进“互联网+能源”；以创新、互联、融合为路径，推进“两化融合”；以企业、社会、员工共同发展、协同共赢、持续创造价值为宗旨，成为能源-信息-互联互通的智能化企业。
2、“智”体系应用框架设想
按照智能电厂“智”体系与“智”功能的思路，智能电厂的框架包含三层：
智能设备、智能生产、智能决策。同时，以云平台作为三层架构的信息化基础支撑，利用大数据贯穿智能电厂的整个价值链，提升价值创造能力。
智能电厂的框架设计
智能设备：通过物理信息系统贯通设备、自动化和信息化基础设施并不断提升设备智能水平，构建一个统一的、数字的、虚拟与现实相结合的电厂，为实现智能生产、智能决策奠定“智体”基础。通过智能设备在发电生产中以设备的智能化、生产监控的自动化、生产状态的感知能力的持续提升来强化信息感知的能力，更多地体现为作为“智”基础的“能”的提升，是智能电厂的物理基础。
智能生产： 在常规信息化建设（如EAM、ERP、SIS 等）应用基础上，以价值创造为集成主线，集约强化业务协同能力、可视化能力、智能作业能力，形成共享、智慧的作业管理。强化了信息应用的能力，是智能电厂的关键要素。
智能决策：基于决策分散化原则，深度并不断深化运用电力大数据，围绕设备全寿命周期管理和能量全过程转换效率两条主线，形成并不断提升大数据支持下的分析学习能力、预测仿真能力、动态决策能力，强调横向协同、深度学习和动态决策，实施全面监测的运营分析和在线管控。智能决策分析的智能化是衡量智能电厂智能化水平的核心要素。
云平台：未来的智能电厂，在适应“企业、社会、人”三要素要求下，其大数据应用环境必然是“云化”的。因此，构建符合IT发展趋势、适合智能电厂要求的信息服务平台，以完整的IT基础设施、数据资源、应用支撑、业务应用和展示交互服务形成“一平台、多站点、云服务”的信息业务构架，为智能电厂提供技术业务应用和基础技术的“智脑”支撑，是智能电厂未来发展的必然要求，也是智能电厂“智”的特点的具体体现。
三、 智能电厂的未来发展-超智能技术
围绕“价值创造”主题，未来的智能电厂的发展目标必然是对内优化管理策略，对外丰富增值业务。从智能发展角度来看，就是要让电厂“更”智能，依托于智能技术的发展，可以说是智慧空间可以无限拓展，价值创造能够永恒不息。
为此，我们对未来的智能电厂由“智能”走向“超智能”有以下构想：
一是“超智能技术”会得到广泛研究和应用。
可以理解的是，智能方面只有“更智能”，不会有“超智能”，智能水平会随着智能技术的发展而提高。
二是“超智能”只可以是“技术”而非具体产品或作品。
从“智”的角度看，能够提升“智”水平的技术是“更智能”的内生动力，我们把能够促进智能技术发展的技术可称之为“超智能技术”。当前最为典型的“超智能技术”就是大数据技术对智能设备、智能系统、智能管理向“更”智能发展的促进和支撑。
三是由此我们定义了时下环境下的“超智能电厂”的定义，以飨同行：
“以大数据技术促进电厂智能化的提升，形成了基于大数据分析的超智能电站关键技术的应用，并藉以使得电厂更安全、更环保、更高效并融入了智慧社会的电站模式”可称之为“超智能电厂”。
