《数字智慧电厂》



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新型电力系统系列
智慧电厂
——新技术、新能源、新创造、新管理——



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【课题背景】
近年来，技术发展日新月异，新技术产生的速度不断加快。随着大数据、云计算、互
联网、物联网、人工智能等技术的出现与使用，集成化、数字化、智能化、智慧化已成
为现代电力企业追求的运营目标。但在实际的操作过程中，仍存在着以下几大问题
■ 对智慧电厂的概念、标准及实现路径不清，无法实际指导工作
■
由于智慧电厂是一个庞大而系统性的建设，员工对整个体系认知不完善，在实际操作
中实现难度大，效率低下
■ 在实际落地过程中，对指导思想理解不充分，路径不明，方法不当

【解决方案】
智慧电厂“云网边端”一体化的核心理念：
■ 深刻认知智慧电厂的意义、标准和内容
■
系统性认知，分别从技术层面、业务层面、组织层面、决策层面帮助学员多角度多方
位理解智慧电厂
■ 场景化、案例化教学，帮助学员结合实际，了解智慧电厂的建设路径和要求

【参与人员】
本课程适宜于：需要了解新型商业模式的：客户运营、供应商、渠道商、产品经理等

【学员任务】
【3小时】任务一：能够理解表述智慧电厂的定义、标准和内容架构
【3小时】任务二：能够解读智慧电厂中设备管理、安全管理和绿色生产的价值和原理
【3小时】任务三：能够解读智慧电厂中可持续性、作业效率和经济系统的价值和原理
【3小时】任务四：能够陈述智慧电厂落地实践的指导原则、路径和要领

任务一：智慧电厂的定义、特点、标准、内容架构（3小时）
【任务解析】解读当前智慧电厂概念诞生的背景，明确智慧电厂的定义、特点、标准和
内容，对智慧电厂有一个系统性整体的认知。
|一．背景与定义：“双碳”政策与科技发展，驱动传统电厂向数字化、智能化|
|、智慧化发展 |
|1.解读能源“十四五”规划相关内容，明确电力系统的发展改革方向 |
|2.能源高质量发展，加速推进能源互联、智慧电厂和新型电力系统建设 |
|3.智慧电厂建设，从源头上把控，实现绿色高效高质发展 |
|4.智慧电厂，设备可靠，电网安全，生产绿色，决策科学的一套电力生产系|
|统 |
|5.发展历程，从信息自动化、数字化、智能化到智慧化电厂的建设 |
|【政策&案例】 |
|能源局相关“十四五”规划内容的解读 |
|西门子与华润电力合作，将共同建设基于MindSphere混合云技术的集中监视|
|与分析专家系统 |
|二．智慧电厂特点与标准：围绕业务效率、效益和科学管理，对现有自动化|
|电厂进行智慧化改造 |
|1.有助于实现电厂的设备可靠、电网安全、业务高效和绿色环保 |
|2.是以数字化技术，如新型传感、物联网、AI和数字孪生技术为技术支撑 |
|3.能够起到3D可视化监控和数据决策的管理价值 |
|4.需要执行力、信息化、节能环保、预警机制、学习型企业和企业文化六大|
|体系来支持 |
|5.是一个复杂而漫长的过程，需要结合自身业务，确定改造的顺序 |
|【概念解析】 |
|能源互联网链型图解析 |
|相关数字化技术解析：物联网传感、AI、数字孪生、3D建模 |
|三．智慧电厂内容：多视角系统认知智慧电厂，构建智慧电厂立体图画 |
|1.业务视角：一切的改造为了让工作更加美好：经济、设备、安全、环保、|
|可持续、效率、决策 |
|2.技术视角：借助数字化前沿技术，赋能业务场景，实现业务绩效 |
|3.管理视角：流程透明化、结果数据化，科学决策赋能管理提质 |
|4.组织视角：新组织、新文化、学习型企业与员工个人的自适应学习体系打|
|造 |
|【核心解析】 |
|智慧电厂整体系统结构图解析 |
|组织协同、组织文化与学习型企业 |
|四、智慧电厂的现状和未来展望 |
|1.现状：从信息自动化向数字化、智能化方向挺进 |
|2.未来：区块链技术重构能源体系，智慧电厂面临新型挑战 |
|3.国内外智慧电厂发展情况简述 |
|【解析】国内外智慧电厂案例 |


任务二：解读智慧电厂中的设备管理、安全管理和绿色生产（3小时）
【任务解析】以业务视角为切入点，分别从技术特点、业务应用等方面就设备管理、安
全管理和绿色生产等主要业务场景进行解读。
|一．以一体化大数据管控平台支撑，融合智慧设备，架设稳定可靠的设备管|
|理体系 |
|1.基于DCS实现主辅控一体化控制，跨平台打通数据接口，消除信息孤岛， |
|优化控制功能和智能管理 |
|2.借助现场总线系统，链接智能现场设备和自动化系统，实现设备的诊断 |
|3.机组自启停控制系统（APS），显著增加记住控制自动化水平，实现减员 |
|增效 |
|4.锅炉智能吹灰系统，在线计算和监测锅炉各项指标，实现低成本运行 |
|5.脱硝+传感监测，防控锅炉气温偏差大，水冷壁高温腐蚀等情况 |
|6.新型控制算法，实现设备控制“自分析、自诊断、资管理、自趋优、自恢 |
|复、自学习、自提升”能力 |
|7.依托管理系统参数数据分析，对设备维护管理进行预测性维护 |
|8.依托系统设置、数据采集分析，协助完成修建计划决策 |
|9.通过一体化信息管理系统，汇集整体数据，借助AI系统，实现远程、自主|
|化运维 |
|【案例】 |
|大唐姜堰智慧电厂设备运维场景分析 |
|浙江某电厂，在锅炉监视点上部署非接触式的超声波测距传感器，对火力发|
|电厂锅炉膨胀系数等相关数据进行智能监测 |
|二．3D可视化+智能传感+AI+大数据分析+预警系统，构建安全电厂 |
|1.智能巡检：采用AI视频智能分析系统，对人、车、物、场等实现智能自动|
|化巡检任务 |
|2.智能监控：基于互联网+的安全管理系统和3D可视化虚拟系统，实时监控 |
|人员动态 |
|3.电子围栏：虚拟电子围栏自动报警，防止非工作人员误入设备间造成危险|
|4.锅炉传感：借助新型传感器+大数据，提前预测爆管风险，剑豪泄漏事故 |
|发生 |
|【案例】 |
|大唐姜堰智慧电厂设备运维场景分析 |
|LoRaWAN®传感器在锅炉安全中的应用 |
|三．智慧电厂，依托智能传感+预测报警实现生产环节的绿色环保 |
|1.在锅炉炉膛出口安装锅炉CT，掌控锅炉热态，实现锅炉燃烧系统优化运行|
|，达到节能减排作用。 |
|2.构建“虚拟电厂”，实现多类型电能供给整合，通过互联网技术解决智慧用|
|电，C2M反向管理 |
|【案例】 |
|大唐南京发电厂掀开“绿色火电”新篇章 |
|浙江通过数字化、智能化电网技术，搭载 1000 |
|万千瓦“虚拟电厂”，整体实现节能减排。 |
|元美汇，借助区块链通证经济，实现全利益相关者与客户的共同体经济 |

任务三：解读智慧电厂中的可持续性、作业效率和经济系统（3小时）
【任务解析】今天的电厂主力仍然是火力发电厂，如何破解煤炭资源有限下的可持续性
发展问题？今天的智慧电厂在融合了未来新能源上给出了一些答案。其次，我们将会在
本节课探讨火力发电中生产效率、管理决策以及对未来经济体系的影响。
|融入智慧电网系统，共同构建新型电力系统，实现智慧电厂的可持续性发展|
|1.新型智慧电力系统，借助分布式发电技术，实现资源的有效整合利用 |
|2.虚拟电厂的出现，优化产业用电结构，倒逼火电进行内部可持续性改造 |
|3.整合区域新能源电厂，实现协同性发展 |
|4.内部加强脱硫脱硝技术改进，实现低排零排的可持续性发展 |
|【解析】 |
|华为光伏智慧方案解读 |
|分布式发电 |
|“数据+算力+算法”，极大提升工作效率和管理决策 |
|1.从问题分析到数据自动及时反馈，敏捷性思维，渗透整个工作环节 |
|2.“智能传感+大数据+AI”贯穿整个业务工作流程，自动化、智慧化替代人工|
|决策和指令下达 |
|3.借助信息化系统，打通全业务链条，组织内外高度协同，工作效率体验升|
|级 |
|4.智慧生产效率加速：人工智能与设备激励相结合，优化生产性能和运行效|
|率 |
|5.3D可视化数字孪生电厂，助力人才培养训练，加速人才培养效率 |
|【案例】 |
|1.HT 可视化搭建火力发电厂可视化工艺链接，以直观方式展示发电工艺， |
|快速呈现数据，提升决策效率 |
|三．依托智慧电厂系统，科学决策，降低费用投入，提升产品品质，拉升整|
|体经济效益 |
|1.通过一体化大数据管理分析平台，科学预测制定原材料采购，避免资源占|
|用浪费 |
|2.智能化管控生产工艺，实现纯净发电，节能减排，创造碳汇交易机遇 |
|3.架设新型虚拟电厂，整合资源，实现经济效益多元化 |
|4.智慧电厂，降低一线执行工作人员成本，降本提效 |
|5.通过app，跨界嫁接更多合作机构，数据共享，实现新型业务新发展 |
|【案例】 |
|上海某虚拟电厂项目解析 |
|某电厂通过大数据分析，调整煤炭原材料的采购节奏，通过市场大盘分析，|
|实现经济效益提升 |
|某电厂通过搭建区域电力交易平台，独立售电，实现电力资源收入的多样化|
|四．智慧电厂案例分析 |
|大唐姜堰智慧电厂案例 |
|江苏国信扬二电厂、华能集团玉环电厂基于大数据、人工智能的“设备故障 |
|预警及诊断”智能技术 |
|3 . 国家电投集团内蒙古能源有限公司的精细化运营 |


任务四：智慧电厂落地建设实践（3小时）
【任务解析】智慧电厂的建设是一个复杂而漫长的过程，涉及到“业务+技术+管理”的结
合，这是一个跨学科、跨部门的项目，本节课将会从智慧电厂落地建设的事件出发，分
享相关内容。
|一．智慧电厂的建设，是一个“业务+技术+管理”的组合式命题 |
|1.解析智慧电厂的模型架构，从业务管理、技术嵌入到组织管理的全方位结|
|合 |
|2.新组织的成立，围绕项目展开新的组织协同，新文化 |
|3.首席数字官，负责整体智慧电厂的项目管理 |
|4.搭载智慧电厂的数字化中台，强化中台战略 |
|【解析】 |
|智慧电厂的整体功能架构图 |
|组织协同与项目管理 |
|二．业务提效：罗列各业务场景，明确智能化的顺序，逐次实现，并最终实|
|现智慧化 |
|1.根据业务链条和内部协同，拆分各场景 |
|2.寻找有成功经验的业务场景优先智能化，解决场景工作效率、效益问题 |
|3.以最快实现项目效益为原则，探求有可能实现智能化的业务场景 |
|4.整合外部科研、专家团队，提出需求，形成共同体，寻求解决方案 |
|5.围绕业务智能化，组织相关人员展开培训，并确保高效运用技术工具 |
|【关键概念解析】 |
|业务链及业务链上的元素 |
|从产业互联网的智慧化借鉴落地要素 |
|三．中台战略：构建“容器”型系统，私有化搭建智能电厂生态系统 |
|1.中台战略：业务中台、技术中台、数据中台和组织中台 |
|2.容器型产品开发，确保外部三方合作伙伴统一开发语境，提升业务的耦合|
|度 |
|3.借助前沿开发技术，确保物联网、AI的可落地型和实现 |
|4.强化算法模型，实现丰富的业务数据模型，辅助管理决策 |
|5.链接内部协同，实现组织内外部OA办公、数据调用、操作权限、操作记录|
|等组织功能 |
|【概念解析】 中台战略、容器型产品、算法 |
|四．管理创新：新组织、新文化，构建高协同性组织管理体系 |
|1.价值认同，跨部门、跨学科围绕项目落地的基础 |
|2.角色认知，确保能力边界与激励体系拥有充分而正确的角色认知 |
|3.价值扩展，组织内部与外部合作的前提 |
|4.价值共享，构建新型的业务结构，谈好商业合作 |
|5.新组织文化，创新型文化建设和学习型组织的营造 |

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