我國自動(dòng)化應著(zhù)力在下面幾個(gè)方面取得突破或更大進(jìn)步:
(1)研制新型儀表自動(dòng)化裝置或系統,以滿(mǎn)足新一代發(fā)電系統(如700℃超超臨界、核能、地熱、生物質(zhì)能、海洋能等)的監控要求、智能電廠(chǎng)/智能變電站/智能電網(wǎng)的建設和越來(lái)越嚴格的功能安全等要求。以核電為例,我國引進(jìn)建設的第三代核電站(如西屋AP1000和AREVA的ERP)的儀表自動(dòng)化系統,全部依賴(lài)進(jìn)口。因此,應加快研發(fā)國產(chǎn)的核電站1E級和非1E級儀表與自動(dòng)化產(chǎn)品。以智能變電站為例,應加緊推出全系列的符合IEC 61850等國際標準要求的IED智能電子裝置。在功能安全方面,應加快研制和生產(chǎn)SIL1~SIL4各類(lèi)等級的安全儀表和控制裝置。
(2)大力研發(fā)優(yōu)化軟件(如多約束條件下的控制目標優(yōu)化、模型預測控制等),提升控制系統性能,以進(jìn)一步節能降耗,適應新的形勢要求。如在風(fēng)能、太陽(yáng)能等新興發(fā)電方式并網(wǎng)后,需研發(fā)有效的風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電功率短期預測模型或算法,且傳統火電也需適應新形勢下電網(wǎng)深度調峰、快速負荷變化的新需求。
(3)不同控制及信息系統集成、集成后所形成的大數據及其智能處理技術(shù)、信息安全技術(shù)的研究及應用。以數據處理為例,應加大數據融合、數據倉庫、數據挖掘、智能決策支持系統IDSS等研究,以使數據發(fā)揮其應有作用,而不是成為累贅。
關(guān)于電力行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢,可概括為以下八個(gè)主要方面:
(1)傳感器向著(zhù)微型化、多功能化、網(wǎng)絡(luò )化、無(wú)線(xiàn)化、智能化方面發(fā)展,新型測量原理的傳感器應用范圍( 如QDIP量子點(diǎn)紅外傳感、聲波測溫、光纖傳感等)擴大,軟測量、虛擬儀表市場(chǎng)份額繼續上升(如美國環(huán)保署已認可基于軟測量技術(shù)的連續排放監視系統CEMS)。
(2)計算機控制系統的多功能控制器向小型、分散和大型、集中兩端延伸。一方面,在片上系統SoC、微控制器MCU或μC技術(shù)支持下,控制功能集成在儀表或設備上,就地化、分散化;另一方面,由于需對智能算法、大量數據進(jìn)行綜合控制處理等,加之計算機可靠性能的提高,促成了控制器的大型化(如四核CPU控制器)和功能的進(jìn)一步集中,形成了自動(dòng)計算引擎ACE(如嵌入歷史數據、分析、報警管理、設備診斷、先進(jìn)控制優(yōu)化、規則引擎等功能多位一體于A(yíng)CE)。
(3)遠程監視和故障分析診斷繼續快速增長(cháng)。這是由于其硬件和軟件工具的改進(jìn),包括網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、云計算、基于規則的軟件、IP視頻和語(yǔ)音通信等技術(shù)進(jìn)步的綜合結果,當然也是為了應對自動(dòng)化專(zhuān)家人數的減少和減輕其頻繁旅途奔波的勞累。
(4)計算機控制系統的無(wú)盤(pán)柜化。這是現場(chǎng)總線(xiàn)大量應用、前面提及的控制器分散化或將其嵌入現場(chǎng)I/O模塊且其EMC及IP防護等級提升、監視遠程化等的綜合結果。
(5)安全儀表系統SIS應用更廣泛,智能機器人和優(yōu)化軟件的應用更加成熟。以智能機器人為例,在傳感器數據融合、計算機視覺(jué)系統、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下,智能機器人已達到實(shí)際應用階段,如國外用于輸電線(xiàn)路巡檢的智能機器人,用于核電站安全殼內設施檢修和事故處理的智能機器人等。
(6)在高性能的實(shí)時(shí)數據庫、開(kāi)放系統互聯(lián)、國際工業(yè)標準和IT等先進(jìn)技術(shù)支持下(如OPC、OPC UA、B2MML等),車(chē)間自動(dòng)化或機組自動(dòng)化向著(zhù)企業(yè)級自動(dòng)化系統方向發(fā)展。
(7)大數據處理分析軟件的日臻成熟,促使其廣泛用于電廠(chǎng)運行優(yōu)化、節能降耗、發(fā)電效率提高、預測性維修、故障診斷、決策支持優(yōu)化等多個(gè)方面。
(8)先進(jìn)的信息安全方法、軟件和硬件漸漸增多,以保護自動(dòng)化儀表與控制系統、信息系統免受安全攻擊。這是由于計算機系統的互連和擴充、威脅源增多、國家監管部門(mén)的要求等綜合因素的結果。