智慧电厂

《中国制造2025》规划引导产业升级，呼吁信息化与产业化深度融合。根据《深化互联网+先进制造业工业互联网发展指导意见》，深化电力市场改革，优化生产管理流程，降低成本，提高效率，成为电厂企业的重点发展方向。综合利用云计算、移动互联网、大数据、人工智能、5G、软件技术等现代信息技术，融入先进的管理思想和技术策略，建立贯通发电企业生产经营管理各环节的信息网络，对企业各环节产生的信息数据进行采集、分析、处理、控制和反馈，并通过信息网络实现信息资源共享，实现电厂生产经营管理的智能化和自动化，达到提高企业现代化管理水平，提高企业经济效益，提高企业市场竞争能力的目标。企业构建“智慧电厂”，将大大加快电力企业信息化的进程，全面提升电力企业形象和市场竞争的综合实力，加速推进电力事业的飞速发展。

AIoT万物智联，智能安全帽生产厂家，执法记录仪生产厂家，智能安全帽、智能头盔、头盔记录仪、执法记录仪、智能视频分析/边缘计算AI盒子、车载DVR/NVR、布控球、智能眼镜、智能手电、无人机4G补传系统等统一接入大型融合通信可视指挥调度平台VMS/smarteye 。

壹（01）背景概述及发展趋势

2021年3月15日下午，中共中央总书记习近平主持召开中央财经委员会第九次会议，研究促进平台经济健康发展问题和实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。

会议指出，“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要重点做好以下几项工作：要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体，要坚定不移贯彻新发展理念。

在本次会议上，中央以促进新能源发展为突破口，赋予了“深化电力体制改革”新的要求和任务，同时，中央首次明确了新能源在未来电力系统当中的主体地位，强调了构建新型电力系统。这将是中央对我国未来电力系统所作的定位，必然将对整个能源产业链产生深远影响，整个社会的经济发展、人们的日常生活也都会随之重塑。

为贯彻落实国家电网《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案》关于“电碳并重，控制系统与信息系统并举，全面提升电网可观测、可描述、可控制，构建数字化透明电网”要求，国网印发了《新型电力系统数字技术支撑体系框架设计》（国家电网互联〔2022〕71号），在框架设计中提出构建企业级实时量测中心，实时汇聚电网各环节电、非电和碳采集量测数据，支撑各专业高速共享应用，提升电网可观测、可描述、可控制能力，支撑公司新型电力系统建设。

贰（02）发展及建设目标

认真贯彻落实党的二十大、十九大、十八大、十八届三中全会以及中央网络安全和信息化领导小组关于能源行业的有关精神，坚持以安全保发展、以发展促安全，坚持安全与发展工作统一谋划、统一部署、统一推进、统一实施，坚持法律法规、行政监管、行业自律、技术保障、公众监督相结合，坚持立足行业、服务全局，以提升能源行业信息化、网络安全保障能力为主线，以数字技术为驱动力，以企业统筹为根本遵循，以数据为核心要素，充分继承已有数字化成果，打造精准反映、状态及时、全域计算、协同联动的电网数字孪生平台，统筹电力系统各环节感知和连接，实现企业级共建共享共用，融合数字系统计算分析，提升电网可观测、可描述、可控制能力，构建形成数字智能电网，促进源网荷储海量要素协同互动，助力新能源消纳和安全稳定运行，为电网赋智、为业务赋能，服务新型电力系统建设和公司高质量发展。

叁（03）现状及痛点解析

新一代能源信息技术如物联网的前端采集、售电数据分析预测等技术应用尚待深入和普及。信息化工作仍聚焦在前端数据采集建设、业务数据应用等较为初级层次上，在信息采集、信息处理、信息服务，信息共享交换等方面的智能化、自动化程度仍然较低。信息采集基础设施不足，目前只在部分部门运用了物联网技术实现自动化采集，大部分能源监测数据仍需要人工巡护完成和上报，管控的时效性难以保证。高效稳定的能源监测预警系统在各单位覆盖率较低，使得数据成本较高，也对信息化发展造成了一定的资金压力，需充分运用“物联网+”等手段实现能源管控监测预警。

实现碳达峰、碳中和，能源是主战场，电力是主力军。相关集团公司将充分发挥“大国重器”和“顶梁柱”作用，在能源数字化领域踔厉奋发、笃行不怠，顽强拼搏、不懈奋斗，为党和人民事业拼搏奉献，在新时代新征程上留下无悔的奋斗足迹，以实际行动践行党的二十大、十九大等会议精神。

肆（04）调研及分析

智慧电厂通过数字化、自动化、智能化等高新技术，实现电厂全流程数字化管理，提高能源利用效率、降低能源消耗和排放等目标的电厂。以下是智慧电厂的一些现状：

数字化转型：智慧电厂的基础是数字化转型，通过高速数据传输、云计算技术、人工智能等技术手段实现电厂各个环节信息的数字化，从而实现对电厂整体状况的快速监测、预警、控制和优化。

智能控制技术：智慧电厂通过引入各种先进的控制技术，如模型预测控制（MPC）、最优控制（OC）、分布式控制系统（DCS）等，实现自动控制，提升发电效率、减少能源消耗和排放。

节能减排：智慧电厂实现设备智能化、节能优化和绿色环保，比如在火电厂中采用海水冷却等技术，减少对淡水资源的消耗和二氧化碳、氮氧化物等大气污染物的排放。

风险预警：智慧电厂利用大数据等技术分析历史数据，预测发电设备故障和事故发生的风险，采取相应的应对措施，大大降低了电厂的安全风险。

环保标准提高：随着环保意识日益提高和环保标准不断提高，越来越多的电厂开始投入智慧电厂的建设并采用清洁能源，如太阳能和风能等。

智慧电厂的发展趋势是积极向好的，可以提高电厂的运营效率，降低能源消耗和排放，同时也为实现低碳经济和可持续发展做出了积极贡献。

伍（05）解决方案

• 总体架构

充分借鉴其他区域能源管控建设经验，利用物联网、互联网、大数据、云计算等当下新技术，围绕“一部一策”的构建思路，重点实现部门企业建设需求和目标。另外，必须以“急用先行”，先从基本需求出发，设计出符合当前业务的应用和功能，在此之上进行网络、计算、存储、备份层面的规划设计，整体架构即满足现有建设需求，又可进行适当冗余，从而满足未来5-10年的横向扩展需求，真正做到顶层设计。本系统由应用层、平台层、传输网络、感知层构成，应用层为综合能源、电力交易、双碳管控、能源服务、用户管理、能源生态应用模块，各模块信息内容展示在PC端和移动端；平台层为数据中心、业务中心、业务中台、技术中台等组成主要为上层应用提供数据、技术等支持和数据解析；传输网络层为前端感知层采集的数据传送的通道，分为能源专网、互联网、物联网；感知层为前端火电、风电、光伏等采集能源信息。

• 数字孪生平台

以数字技术为驱动力，以企业统筹为根本遵循，以数据为核心要素，充分继承已有数字化成果，打造精准反映、状态及时、全域计算、协同联动的电网数字孪生平台，统筹电力系统各环节感知和连接，实现企业级共建共享共用，融合数字系统计算分析，提升电网可观测、可描述、可控制能力，构建形成数字智能电网，促进源网荷储海量要素协同互动，助力新能源消纳和安全稳定运行，为电网赋智、为业务赋能，服务新型电力系统建设和集团公司高质量发展。企业级实时量测中心在线汇聚全环节采集数据，通过计算推演和分析拟合，实体电网在数字空间的实时动态呈现实现。基于电网资源业务中台测点管理中心扩展建设实时量测中心，深化同源维护，构建动态电网拓扑，实现全环节电网可描述、可观测；与物联管理平台/用电信息采集前置协同，实现采集量测数据统一接入，保障采集数据统一、完整、准确；与数据中台协同，全量汇聚历史数据，强化电网数据价值挖掘；与调度、营销、设备等各专业、企业应用提供实时服务能力支撑，驱动业务数字化转型提升业务质效。

• 全场景浏览

通过BIM三维建模软件，绘制电厂设备成精细三维模型，真实的展现各个设备信息，还原设备各类重要参数数据，管理人员可通过多视角管理查看设备。

• 用能监测

对企业的用能情况进行集中监控与管理。用能监测支持对重点用能设备以及能按照企业、分项、分区域、分部门进行能耗数据监测与统计，并可按照不同周期进行同比环比分析。

• 锅炉监控系统

智慧电厂运维平台将数据根据实际业务逻辑进行专业化、分层级的精简化提炼，结合三维可视化联动，实现更直观高效的在线监测，设备实时数据读取联动报警提醒。

• 供配电系统监控

通过BIM模型展示配电系统的管线路由，在配电房和安装智能电表的位置实时显示当前功率、总功率、电流、电压等。平台还可以直观地以供配电原理图的形式显示供配电状态和当前各类数据的实时参数，方便管理者通过图纸直观地了解整个建筑的整体供电情况。

• 消防报警系统

平台集成消防系统中的烟感、温感等报警设备，并以三维的形式展示在BIM模型中，可以直观查看消防设备的空间布局情况以及运行状态信息。当出现故障及报警时，可以根据平台的优先级，第一时间通知管理人员进行处理与查看，同时可以联动附近摄像头，自动加载附近摄像头，管理人员可以按需点击查看摄像头实时画面，第一时间了解现场情况。

• 相关咨询服务案例

该项目初步设计投资总额为994.21万元，建设内容主要包含智慧党建、数字孪生平台、能源监测系统、供配电系统监控、消防报警系统等内容，实现智慧化发电厂对电力数据的数智化运营监管。