1 電廠(chǎng)信息化基本概念

電廠(chǎng)信息化是指通過(guò)一定技術(shù)手段把反映電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程對象和管理過(guò)程對象的現象、特征、本質(zhì)及規律用聲音、文字、數字、符號、圖形和圖像等信息直接或經(jīng)過(guò)處理后反映出來(lái)，以便人們了解電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和管理過(guò)程，或直接向過(guò)程發(fā)出反饋信息，使過(guò)程達到盡可能優(yōu)化的狀態(tài)。因此，它包括用于信息轉換、傳輸、存儲以及反饋的信息物理載體和使信息優(yōu)化的信息處理功能兩方面內容。

電廠(chǎng)數字化是指利用數字技術(shù)（計算機和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)）對反映電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程和管理過(guò)程對象的現象、特征、本質(zhì)及規律的聲音、文字、數字、符號、圖形和圖像等模擬信息轉換為數字信息，并在數字技術(shù)載體中進(jìn)行傳輸、存儲、處理以及輸出等操作，使電廠(chǎng)信息的占有和應用打破空間和時(shí)間的某些限制，并使信息的應用效益達到最大化。

電廠(chǎng)智能化是指電廠(chǎng)信息化過(guò)程中，在基本達到數字化基礎上，采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、專(zhuān)家系統、遺傳算法、自組織控制、自學(xué)習控制以及數據挖掘等智能控制和智能分析技術(shù)對信息進(jìn)行處理和加工，并盡可能在最大范圍內代替人實(shí)現閉環(huán)反饋輸出，達到高度自動(dòng)化，使電廠(chǎng)處于安全、經(jīng)濟和環(huán)保等方面綜合最優(yōu)的狀態(tài)。

綜上所述，無(wú)論電廠(chǎng)數字化，還是電廠(chǎng)智能化，實(shí)際上都是對電廠(chǎng)信息化狀態(tài)和特征的描述，前者強調信息化物理載體的數字化特征，而后者則在信息化物理載體基本達到數字化的基礎上，強調最大限度地采用智能控制和智能分析技術(shù)對信息進(jìn)行處理和加工。

2　我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展第一個(gè)歷史時(shí)期

2.1 發(fā)展進(jìn)程

我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展第一個(gè)歷史時(shí)期從2000年前后開(kāi)始。1997年末，原電力規劃設計總院在“2000年火電廠(chǎng)自動(dòng)化”報告中, 首次提出進(jìn)入21世紀火電廠(chǎng)信息化（自動(dòng)化）目標，明確指出要使單元機組和輔助車(chē)間在內的全廠(chǎng)控制系統網(wǎng)絡(luò )化，并建設廠(chǎng)級監控信息系統（SIS）和管理信息系統（MIS）。隨后到2003年，行業(yè)專(zhuān)家又進(jìn)一步提出要積極試點(diǎn)和逐步推廣應用現場(chǎng)總線(xiàn)，全面建設數字化電廠(chǎng)。

歷經(jīng)18年，我國電廠(chǎng)信息化建設取得了長(cháng)足進(jìn)步，這是我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展的第一個(gè)歷史時(shí)期。這個(gè)時(shí)期大致分三個(gè)階段：試點(diǎn)和激烈爭論的準備階段、逐步推廣建立基本架構階段，以及超預期加速擴展階段。我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展的第一個(gè)歷史時(shí)期的發(fā)展歷程是十分艱苦的，真正思想上比較統一，并開(kāi)始快速發(fā)展也僅僅只是在近8~10年的時(shí)間。

2.2 基本評價(jià)

筆者對這個(gè)階段的基本評價(jià)是：我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展的第一個(gè)歷史時(shí)期內近10年建設的電廠(chǎng)已基本實(shí)現了數字化。具體體現為：

（1）電廠(chǎng)內每臺機組有近萬(wàn)點(diǎn)信息進(jìn)入了分散控制系統（DCS），全廠(chǎng)公用系統和輔助車(chē)間的信息也基本進(jìn)入相應DCS（或PLC），全廠(chǎng)有十幾萬(wàn)點(diǎn)信息進(jìn)入廠(chǎng)級監控信息系統（SIS）和管理信息系統（MIS）?？傮w上看，信息的數字化程度已經(jīng)達到相當高的水平。

（2）全廠(chǎng)已經(jīng)構建完成了以DCS+SIS+MIS為核心的網(wǎng)絡(luò )架構，并通過(guò)內部專(zhuān)網(wǎng)與集團級（包括科研中心）監管系統實(shí)現數字信息互聯(lián)（包括擬議中的鍋爐網(wǎng)等）。龐大的信息數字化網(wǎng)絡(luò )系統已經(jīng)成為各大電力集團內各級、各部門(mén)人員監管必不可少的有力工具，創(chuàng )造了不可估量的貢獻。

（3）信息智能化處理開(kāi)始嘗試和探索，并取得了一些引領(lǐng)性的成果和作用。如單元機組自啟停（AUS）、廠(chǎng)網(wǎng)二級優(yōu)化調度、源網(wǎng)協(xié)調控制（適應智能電網(wǎng)需求）、燃燒優(yōu)化控制，以及形形色色分析決策技術(shù)（ERP遠程診斷、節能決策、決策支持）和故障診斷技術(shù)等。

（4）隨著(zhù)信息化的發(fā)展，電廠(chǎng)管理創(chuàng )新也有所突破，取得一些可喜成果。如某電力集團提出的“一個(gè)控制中心，三個(gè)監視中心”的創(chuàng )新管理模式；廠(chǎng)級優(yōu)化調度技術(shù)促進(jìn)了非直調模式的出現，沖破了電網(wǎng)對火電一統天下采用直調模式的傳統勢力束縛，被認可成為中國電網(wǎng)調度的重要模式之一。

3　我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展進(jìn)入第二個(gè)歷史時(shí)期

3.1　第二次飛躍主客觀(guān)條件成熟

（1）我國電廠(chǎng)己經(jīng)基本實(shí)現數字化，為第二次飛躍提供了良好的物理載體；

（2）互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、機器人以及大數據處理等信息技術(shù)呈爆炸式發(fā)展，為第二次飛躍提供了豐富的技術(shù)源泉；

（3） “工業(yè)4.0”和“互聯(lián)網(wǎng)+”已成為中央強國戰略的國策，頂層設計清晰，正自上而下逐步推進(jìn)，這在我國電廠(chǎng)信息化起步以來(lái)是前所未有的利好。

3.2　當前我國電廠(chǎng)信息化建設目標

3.2.1　提高電廠(chǎng)信息的數字化及其轉換自動(dòng)化程度

當前世界正處于一個(gè)大數據的時(shí)代，實(shí)踐證明，數據就是財富，數據就是力量。因此，我們要繼續不斷地將電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程和管理過(guò)程的有用信息，通過(guò)各種技術(shù)手段轉換成數字信息，并提高信息數字化轉換的自動(dòng)化程度。

我們要站在提高電廠(chǎng)信息化水平高度，站在大數據會(huì )帶來(lái)無(wú)限發(fā)展空間這一高度來(lái)認識應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的重要性，加快推廣應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，提高現場(chǎng)測控設備信息數字化程度。

要及時(shí)引進(jìn)當前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中出現的各種視覺(jué)、聲覺(jué)和觸覺(jué)等信息自動(dòng)轉換成數字的技術(shù)。

三維數字化也為我們提供了無(wú)限的想象空間，它不僅將為工程數字化、虛擬仿真提供基礎，而且還將為電廠(chǎng)空間設備運行巡視機器人（包括無(wú)人機）創(chuàng )造條件，也為電廠(chǎng)安全保衛和消防現代化奠定基礎。

3.2.2　全面規劃，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構

網(wǎng)絡(luò )結構的發(fā)展服務(wù)于生產(chǎn)和管理創(chuàng )新的需要，例如：

（1）廠(chǎng)級控制（全廠(chǎng)機組負荷優(yōu)化調度）的需要，以及機組高級優(yōu)化控制平臺的合理建設需求，要求我們設置廠(chǎng)級控制系統及其相應網(wǎng)絡(luò )。

（2）隨著(zhù)電廠(chǎng)信息系統的發(fā)展，傳統單元控制方式基礎上設置廠(chǎng)級、科技中心級或者集團級等多級實(shí)時(shí)監管中心，創(chuàng )新了中國電廠(chǎng)的管理模式已不僅必要，同時(shí)也必將指導電廠(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展規劃。

（3）對安全保密性要求較高的優(yōu)化報價(jià)決策系統，并適時(shí)將中長(cháng)期調度計劃通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送至相應系統。該決策系統設置在廠(chǎng)級、區域級，還是集團級，將與相應管理模式密切有關(guān)。

3.2.3　提高信息智能化（自動(dòng)化）程度

隨著(zhù)電廠(chǎng)信息數字化程度的提高以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，數據的深度挖掘和邏輯算法智能化，以及高度自動(dòng)化，是充分發(fā)揮電廠(chǎng)信息化帶動(dòng)電廠(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵和當前迫切的任務(wù)。

在這方面有大量課題可以成為我們向前推進(jìn)的具體目標，例如：

以發(fā)展AUS為綱將電廠(chǎng)自動(dòng)化提到一個(gè)新的高度；

適應智能電網(wǎng)要求，機組協(xié)調控制系統優(yōu)化；

鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統（含數據挖掘技術(shù)）；

智能發(fā)電控制系統（遠動(dòng)通信、廠(chǎng)級負荷優(yōu)化分配、自動(dòng)調壓等）；

提高SIS智能化程度（設備故障預警及狀態(tài)檢測、操作指導等）；

高層智能發(fā)電監控和管理信息系統（發(fā)電集團、局域發(fā)電公司、科技中心、大型專(zhuān)業(yè)設備公司等）；

多層級的控制、監控和管理信息系統平臺的規劃；

測控設備智能化管控（故障預測、狀態(tài)檢修）。

3.2.4　管理創(chuàng )新和應用強化

（1）管理創(chuàng )新和智能化技術(shù)是電廠(chǎng)信息化物理載體的上層建筑，具有“軟件”的特性，由于種種原因往往不被人重視，但卻是信息化能否真正促進(jìn)電廠(chǎng)現代化發(fā)展的關(guān)鍵。當前，電廠(chǎng)信息化發(fā)展已為我們實(shí)施管理創(chuàng )新提供了條件，例如：

廠(chǎng)級控制系統，以及報價(jià)決策系統的配置，要求在廠(chǎng)級設置一個(gè)與電網(wǎng)調度和區域市場(chǎng)實(shí)時(shí)聯(lián)系的全廠(chǎng)負荷實(shí)時(shí)控制和管理的值班中心。

信息網(wǎng)絡(luò )的擴展為設置廠(chǎng)級、科技中心級或者集團級等多級實(shí)時(shí)監管中心（診斷中心）創(chuàng )造條件，打破了傳統的單元集中控制單一模式。這將引起電廠(chǎng)組織結構和工作模式的深層次革命。

信息化發(fā)展正在導致工作方式和流程的革命。

信息化發(fā)展重點(diǎn)轉向智能技術(shù)等軟技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用，為適應這種新形勢，迫使我們要盡快創(chuàng )新對軟科學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)和應用的管理體制和模式。我們不僅需要一個(gè)“科技成果”，更大量需要技術(shù)成為一個(gè)“產(chǎn)品”。

（2）強化應用是對尚處于開(kāi)環(huán)監管狀態(tài)的信息系統發(fā)揮效益的根本。眾所周知，信息處理并逐步提高智能化程度過(guò)程中往往要經(jīng)歷兩個(gè)階段，第一階段，由于處理方法不成熟，或者沒(méi)有適當自動(dòng)反饋手段，系統只將初步加工結果告訴人，由人作出綜合判斷，再向過(guò)程發(fā)出反饋操作指令。第二階段，只有當我們的處理結果非常成熟的時(shí)候，才可以直接向過(guò)程發(fā)出指令，構成自動(dòng)化系統。遺憾的是，我們當前向智能化前進(jìn)只是剛剛開(kāi)始，大量還是處于開(kāi)環(huán)“監管”，因此，讓人用，組織人去用，是信息化系統（包括監視系統）能否發(fā)揮作用的最后一步，也是當前最關(guān)鍵的一步。這是目前各廠(chǎng)間應用同樣的系統但應用效果差距很大的根本原因。

4　統一思想，全面規劃，建設智能化電廠(chǎng)

4.1　建設智能化電廠(chǎng)

本世紀初，我們提出的口號是建設數字化電廠(chǎng)，因為當時(shí)的重點(diǎn)是首先要把電廠(chǎng)信息化的數字化物理載體建立起來(lái)。經(jīng)過(guò)18年的努力，特別是近10年建設的電廠(chǎng)已經(jīng)基本實(shí)現數字化。因此，從總體而言，電廠(chǎng)信息化的重點(diǎn)應迅速轉向信息的深度處理，盡可能提高智能化程度，并著(zhù)力管理創(chuàng )新，最大限度把信息化的效果釋放出來(lái)。因此，建設智能化電廠(chǎng)是當前目標最清晰，最符合當前我國電廠(chǎng)信息化發(fā)展現狀的目標。

4.2　實(shí)際出發(fā)，全面規劃

由于全國各大電力集團內部不同時(shí)期建設電廠(chǎng)水平不一，發(fā)展也不平衡。因此，應根據實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行全面規劃。例如，對于早期建設電廠(chǎng)需要補課，完成基礎數字化物理載體的建設；對于近期新建電廠(chǎng)，則具備條件全面推廣應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及相應智能測控設備，進(jìn)一步拓展信息數字化廣度；而對于大部分電廠(chǎng)，則應把主要精力放到數據深度挖掘和信息高度智能化，以及進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度等方面，讓電廠(chǎng)信息化效益最大化。

此外，從電廠(chǎng)智能化技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現狀也決定了智能化技術(shù)應用和管理創(chuàng )新改革不能一轟而上，應進(jìn)行必要試點(diǎn)，取得經(jīng)驗再全面推廣，這也需要全面規劃。

4.3　統一思想，編制行業(yè)指導性文件是當務(wù)之急

當前，電廠(chǎng)信息化正處在一個(gè)轉折時(shí)期，思想、目標很不統一，眾說(shuō)紛紜，又缺乏起碼的指導性文件。因此，行業(yè)機構應迅速組織力量，編制下列文件以支持我國電廠(chǎng)信息化快速和健康地進(jìn)入第二個(gè)歷史發(fā)展時(shí)期：

統一概念（名詞和術(shù)語(yǔ)）；

技術(shù)指導性文件；

管理指導性文件。

作者簡(jiǎn)介

侯子良（1935-），男，上海人，高級工程師（教授級），從事電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化行業(yè)管理、規劃設計等方面工作。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年1月刊