王少富
（中煤新集利辛发电有限公司， 安徽 亳州 236000）
引言结合人工智能技术和自动化控制技术的发展，结合电厂日常管理需求，本文提出了一种新的智慧管理系统，对其管理构架、控制模块智慧管理逻辑、预警模块智慧管理逻辑和燃料管理模块智能管理逻辑等进行分析，解决了传统控制模式所存在的运转效率低下、资源浪费严重等问题。实际应用表明，通过应用智慧管理系统，电厂管理人员数量降低了14.9%，减少物资浪费约37 万元，电厂运行事故率降低了83.2%，极大地提升了电厂运行的稳定性和可靠性。
1 电厂现有管理架构为了构建灵活、可靠、高效、稳定的电厂智慧管理系统，必须首先对传统火电厂的实际管理架构进行分析，其结构如图1 所示。
由图1 可知，在现有的管理架构中，并没有统一的信息化管理模块，各个单元都是从自身便捷的角度出发来制定业务流程，很少考虑与其他模块之间的衔接，各个模块之间的交集一般是通过纸质文件进行记录，缺乏可追溯的电子数据信息，相互之间的数据缺乏整体的协调性。通过人工操作的模式业务运转效率低下、资源浪费严重，而且难以实现精细化管理，造成了严重的资源浪费，同时增加了电厂运行过程中发生安全事故的概率。
2 智慧电厂构架针对现有电厂管理构架缺乏信息化手段、管理粗放而低效的不足，结合电厂的管理架构和需求，本文提出了一种新的智慧管理系统。该系统以实现电厂管理的信息化为基础，采用数据分析、智能感应、大数据分析等技术，实现了各个模块之间的数据互联，其整体架构如图2 所示[1]。
由图2 可知，该智慧管理系统主要包括了数据采集层、数据传输层、数据中心及上层应用四个部分。数据采集层是整个智慧管理系统的基础，主要用于对整个电厂各类运行设备、监测设备、应用设备的监测和运行参数采集。数据传输层主要是将采集到的数据信息快速、精确地传输到数据库内，完成数据的分类和初步分析，然后将数据再进一步传输到数据中心层，在数据中心层内完成数据的标准化处理，进行数据的存储分类、基础计算及高级计算。最终完成对整个电厂的数据管理、生产流程管理、预警管理等，实现所有流程信息化，大幅提升了电厂管理的效率和精确性。
3 智慧管理模块分析电厂智慧管理系统中处于核心地位的是控制模块、预警模块及燃料控制模块，直接关系电厂运行的稳定性和可靠性。因此，本文重点对以上三种模块的工作原理和架构进行分析，提高系统运行的稳定性和可靠性[2]。
3.1 控制模块控制模块是该智慧管理系统的核心，采用了建模/控制一体化逻辑[3]，降低了数据信息在传递过程中的失真和信息损失，为了对大量数据快速、精确分析，系统采用了预测控制、自抗干扰控制和神经网络反馈控制等，实现了在积分环境进行逐步逼近和趋优的过程，该控制模块的整体架构如图3 所示。
由图3 可知，该系统包括了三重数据处理结构[4]，第一重数据主要是控制设备及通信网络的过程数据信息，第二重数据处理结构主要采用软测量、建模及辨识控制，实现对电厂各类数据信息的快速融合处理，满足综合调度和数据存储的能力。第三重数据处理结构则是系统的顶层处理架构，满足数据分析、数据修正和数据改善等，为实现电厂的智慧化管理奠定了基础。
3.2 预警模块在电厂智慧化数据控制系统中，控制逻辑复杂，同时管理的数据量大，系统运行的稳定性和可靠性直接决定了电厂运行管理的安全性。因此，为了确保该智慧管理系统运行的可靠性，开发了预警模块，其整体架构如图4 所示[5]。
由图4 可知，该预警模块采用了二次深度故障报警逻辑，能够进行故障分析、故障定位和故障预警[6]。该故障诊断的对象是电厂的各类设备及控制传感器和执行机构。系统采用了神经网络、故障树图及专家系统，能够实现对故障的超前预警，提高对系统运行故障判别的效率和精确性。
3.3 燃料管理模块燃料管理是电厂智慧管理系统的核心，对提高发电经济性，减少燃料库存和周转十分重要。在该管理模块中，采用了三层控制模式，第一层控制主要针对燃料现场获取燃料的重量、流程数据。第二层控制主要是获取燃料内的水分、成分数据，实现自动配送和分拣。第三层控制主要是燃料管理，实现燃料的计划调运、入库、转运、解算等，有效提高电厂燃料管理的效率和经济性。电厂燃料管理模块架构如图5 所示[7]。
4 应用情况2021 年，采用全新的智慧化管理系统后，电厂的管理人员数量由最初的87 人降低到了74 人，人员数量减少了14.9%。在生产过程中的信息传递、数据管理、安全控制均采用电子签审及管理，初步实现了“无纸化”办公，年节约耗材经费约14.4 万元。
通过实时智慧化监测和预警，提高了电厂管理的精细化程度，能够对设备、物料进行全寿命周期管理，物资浪费减少了22.6 万元，将日常生产事故数量由最初的43.4 次/月降低到了目前的7.3 次/月，事故率降低了83.2%，对提升电厂的运行经济性和安全性具有十分重要的意义。
5 结论为了解决电厂采用传统控制系统管理效率低、精确性差的问题，提出了一种新的电厂智慧管理系统。在对电厂管理架构进行分析的基础上，对智慧管理系统架构，智慧管理系统核心工作模块的结构类别、工作原理等进行了分析。实际应用表明：
1）在传统管理架构中，并没有统一的信息化管理模块，相互之间的数据缺乏整体的协调性，难以实现精细化管理，无法实现电厂的精细化管理。
2）在智慧管理系统中，处于核心地位的是控制模块、预警模块及燃料控制模块，其直接关系到电厂运行的稳定性和可靠性。
3）该控制系统能够将电厂管理人员数量降低14.9%，减少物资浪费约为37 万元，将电厂运行事故率降低83.2%。
