刘吉臻：智能发电系统体系架构及其关键技术

　　所谓智能发电就是发电过程中的自动化、信息化、标准化、为基础，以管控一体化、大数据、云平台、物联网为平台，智能传感与执行，智能管理与学习，实现更加安全、高效、清洁、低碳的生产目标。主要的包括六个方面，首先是智能感知，传感器、软测量、模拟化、信息的融合、智能决策、管控一体化与全生命周期的管理。中国工程院院士华北电力大学原校长刘吉臻院士在中国能源研究会节能减排中心与华北电力大学国家大学科技园联合举办“2018年智慧电厂论坛(第一期)”上发表演讲时表示。北极星电力网全程对会议进行直播，如需了解更多的会议直播，请联系微信号：

　　中国工程院院士华北电力大学原校长刘吉臻院士主题演讲：《智能发电系统体系架构及其关键技术》以下为发言实录：

　　我给大家汇报三个方面的，一个是智能发电概念及背景，现在工业发展重要的标志是工业化与信息化的融合，我们这就称为两化的融合。以我们电力为例，当然我们讲从50年代、60年代、70年代、机械式的控制，液压式的模拟装置、数字装置一直到70年代到数字时代以后，实际上是一个快速发展的这么一个过程。所以大型的火力发电机组在过去，咱们电力领域里面没有把这个信息控制当回事，什么是主要的。电厂就是三大件，涡轮汽轮机、发电机及变压器。涡轮是个小装置，为什么小呢？他就是搞点液压表在那儿滩着，但是现在对于大型的火力发电厂，他的自动控制系统也包括他的信息系统已经对于机组运行的经济环保起着十分关键的作用，也就是自动化系统一旦不完备，他不可能启动，也不可能运行所以当然，现在搞我们这个专业的当厂长的也越来越多了，这是很高兴。

　　我们说一个大机组各种控制的信号和监测点上万，也就是说运转这么一台机组，我们已经人力所不可为，我们需要功能完备、性能可靠的控制系统来对机组的发电功率，运行参数，安全、起停等等进行数字化的控制。

　　这是我们说的现状，随着自动化信息化的发展，我们现在讲进入了第四次工业的时代，这个概念是2013年汉德为（音）部长提出的概念，第一次工业是蒸汽机，第二次工业是电力技术，第三次计算机，第四次首先包括人工智能也包括清洁能源、机器人及量子信息虚拟信息及生物技术。所以我们现在讲现在走向智能化，这是我们现代工业发展的一个必然。

　　为了应对这样一个大的趋势，我们国家出台了中国制造2025的计划及要促进云计算、大数据在企业产品的研制、生产制造、经营管理、销售服务，在全流程的产业链当中发挥综合性的作用。那么这个2025非常的意义深远，我们看到了美国和我们打贸易战，直接提出了让我们停止2025的计划，因为他预示未来下一轮竞争，当然我们也包括国务院的互联网+行动指导意见，特别是国务院发布了新一代人工智能的发展规划。

　　回到我们电力行业，经过我们这些年的努力，刚才他们都回顾了我们能源发展的历程，改革开放初期78年我们国家中基也就是5千多万，到2017年达到了17.6亿。很快就成为美国的一倍，而且在这个当中我们的安全、我们的效率、燃煤，我们燃煤电厂大概是近10年来下降了100特，每度电，由400多度每度电下降到100度电每克平均。

　　当然燃煤火电污染源这个我们是不愿意带这个东西的，我看到在我们的电厂三低排放，也不相信这个数据，但是去了现场，他装的表，给出的数据是我们国家环保部下面的第三方做测试，所以他的氮已经远远低于发电厂，但是外界还是认为你的火电是巨大的污染，所以走向今天进而低碳，而且我们还灵活，整个发电也好，电网也好，特别是为了实现新能源的大规模的应用，我们需要一个多元控股和协同，灵活可控的一个新的电力系统，所以我们说灵活，所有这些最终走向智能，智能既是一个目标也是一个我们的手段，通过智能化来使得我们的能源电力系统更加安全、更加高效、更加低碳、更加灵活，真正的实现我们的能源转型这么一个大的目标。

　　在智能发电上面我们也给出了一个新的定义，这个是我给的，所谓智能发电就是发电过程中的自动化、信息化、标准化、为基础，以管控一体化、大数据、云平台、物联网为平台，智能传感与执行，智能管理与学习，实现更加安全、高效、清洁、低碳的生产目标。

　　主要的包括六个方面，首先是智能感知，传感器、软测量、模拟化、信息的融合、智能决策、管控一体化与全生命周期的管理。在我们前期工作和多年积累的基础上与2016年7月4日华北电力大学也就是在这个大楼里我们董事长在这里提出了。

　　在十三五规划中我也有幸参与了讨论和编制，这里面第一次将智能发电技术写进了十三五规划，这个里面应该写智能发电。但是这一下不一样了，这就成了国家的意志，我们要发展智能发电技术，发展发电过程中监测、控制技术的研究，特别是智能控制系统装备的研发，这个后面我会讲。你没有装备，你还谈什么智能。那么要发电先进以及技术示范应用，这个要安排示范工程的，国家能源局那是我们能源发展的政府主管部门。

　　我想重点的内容是智能发电的体系结构，这个从何而来，1975年第一套（英）走向了时代，SCS、第一套分散控制系统答声，这个我也去看过。那么这个系统就是把网络处理器以及仪表、数据库联为一体，这个大家都是比较熟悉的。

　　我们应该指出在发展这个电厂管理信息系统当中我们中国人还是有一笔可写的，就是SIS，这个概念是我们领域的老先生提出的的。我们组织的研发，第一批组织是大唐国际，是由华北电力大学完成的，同时我们也得到了2004年科技进步一等奖，这个系统的贡献最主要的就是当时提出SIS来了以后如何和SCS融为一体，提出三个可靠性，两个安全性的系统。后来转化为国电和华电公司，现在已经在180多个火电厂投用，也成为活力发电系统的当中。也使国外的SIS退去中国市场。可悲的是，大家都来做SIS，都200、300万，没有赔钱的买卖，所以中国的科技创新之所以落后，我有一个深刻的感悟，就是中国人不会的时候是高额的利润，中国人千辛万苦做的时候就是大白菜，企业赚不了钱他怎么创新。

　　SIS的应用我们也遇到了一些问题，特别是面临着实现智能化的目标，从网络安全的角度，SIS的信息不允许向DCS推送，第三个比如说能耗分析，这些的信息很难闭环实现高级控制，所以这个基础之上，我们现在推出就是将来智能电厂所需要的控制系统网络结构我们说应该回归到两层结构。一层我们把它称为机组运行控制系统平台，也就说增加DCS功能另外一个公共服务功能，这个是现有的SIS及这个是我们给出的智能电厂的两极的结构，这个就是我们形成这么一个结构，一个我们说SIS是智能发电运行系统，简单的理解为DCS的增加版这样就可以闭环了，另外什么ERP等等在广义上形成智能发电系统的公共服务系统，另外还要考虑他们不同的信息安全的防护以及大数据云平台的结合，这个也是我们国家能源集团发布的指导意见里面最后确认下来的结果。

　　在这个结构当中我们的SIS就是要以DCS为核心，扩展智能优化库、开发服务器等资源，实现智能监测、智能控制，状态监测与诊断预警提供可靠的软硬件平台，确保这个系统的安全。不包括三个功能，一个智能监测，第二是智能控制这是我们的主题，第三是我们智能运行的监控，时间关系就不多讲了。

　　第二个平台要讲智能发电公共服务平台，这里主要就是由大型数据库系统，大数据云平台为基础，整合支撑系统，支持数据资源，在设计、施工、调试、运维、全场的人、财、物，信息，以及智能管理、智能服务把所有的这些呈现在数据的层面上汇集到这么一个平台来。为设备的安全、精细化管理、优化决策提供一个一体化的信息平台。功能也是三个。一是安全、这个不多讲。第二是管理，第三就是服务。这个里面还有一个，虽然是封闭的，是最高安全等级，SIS是开放的，面向众多的应用的，为什么要指出这个呢？我们也感觉现在智能发电很热、同时也很乱，如果没有一个体系，没有一个架构很可能成事不足、败事有余，有的地方搞了一个门禁系统，搞了一个机器人巡检，搞了一个APP就是智能了，这太小儿科了，所以我们今天就给你一个框你随便往里装但是SIS，你被乱动，这个东西也是要电力生产安全高于一切。

　　面对这样一个架构我们应该去突破一些关键的技术，这里面结合我们团队正在或者是已经做的，首先我们勇于向新一带的DCS研发去竞争，我们的合作伙伴智深在国家首个百万级机组系统的应用，各种性能应该是我们智深的DCS不亚于国际上任何一家的DCS，这个也不是做广告，我们也没有拿他们一分钱的广告费，但是我们有这样的产品，为什么很多集团不用，为什么还是用的其他的集团的，他也不懂，就是什么空调好就用，其实空调格力的做的最好，又安静、又调频、又省电，你为什么不用。那么在智深系统上我们现在做什么，第一增加一个智能DPU就是就是高级智能，再就系增加一个高级服务器做这么一个统筹。

　　在这个同时还得要有模块，比如说监测模块，建模，基于深度系统学习的感知模块，机遇一系列的参数，不规则的，让我们学习感知，最后比如说基础的储能、热耗、气耗等等，通过这些这些汽水量等等去计算识别出需要的东西。

　　最后是控制同样我们怎么样使得在深度学习这样建模的基础上使得我们的控制更加适应全能耗，能更加精准的实现能源的平衡。实际上在控制上解决问题是投资最少，不需要大动干戈，动不动就几个亿投下去，这改造，那改造，这个用的是智慧，投资很少，就可以见到成效，效率、开放性能计算等等，也就是通过自己学习数据挖掘，先进的控制理论方法，专家的知识，建立优化的模型库，这是需要深入开展的工作。

　　这是我们做的一些应用，说了半天这些东西真没用，我这儿可以告诉大家这么一个例子，就是这是我们清华大学乐院士主持的这个循环六挂厂（音）这么一个东西，也就是用我们常规火电的控制方式，不能说不能用，但是性能肯定会很差，但是怎么办，我们在合作研究的过程中，用了一套全新的监测和控制的方法。什么样的方法？就是智能化的方法，首先我们建立了一个叫做虚构了一个控制量，叫即燃碳，建立了这么一个模型，这个模型我不敢说准确我用这个模型预测机组的功率，然后预测的结果我后来学习和修正我这个模型，这个闭合起来，什么时候这个模型测准了什么时候就完成。然后我再整个改变他控制的模式。

　　这个方法最后得到了成功的应用，我就不多讲，还有我们这几年在推动灵活发电，这个灵活发电我们在这个领域做的工作现在同样也受到了国家高度的重视，首批22电厂改造，十三五规划要改造22亿的机组成为我们国家大规模风电的主要技术手段。这个我说没有火电的灵活性，你去的比这还多，辽宁去年改了7台机组，今年上半年去风率比去年下降了10%，但是你比这些火电厂给点好处，你不能老压他。但是怎么实现灵活，这里面提到就是把这里面所有的储能，可利用的东西利用起来，机组本来就是个储热罐、不一定再上来再安一个储热罐，我说把热变成电，再把电变成热这是很愚蠢的办法，但是他怎么来做，能做，需要智能化的方法脱销。

　　我们现在机组成了一个不是额定功耗，是一个变功耗、超低负荷，所以在一个点上做的好好的，所以要把脱销系统符合的耦合关系来对它做一些深度的智能监测和优化控制来监测这个超低排放问题。

　　在这个虚拟架构里面我就不多讲了，这里面第一大数据的分析，大数据没有分析应用就是大垃圾，现在不是传来一堆数据就什么都是。比如说这个诊断，这个预警，还有VR、AR这个我刚才说你各安其位，你这个东西在什么位置上，起什么作用，这些参数查询这些都非常好，都是你远程指导大夫也可以用，但是这些东西我们也不揣测。

　　再就是智能机器人，这些大家需要的地方尽管用。这个都挺好的，最后有一个重要的内容必须强调，就是发电系统的信息安全体系，我们每走一步的体系，这个上面多元安全数据的搜集，实际上这里面要说安全是两大安全，一是网络安全，一是数据安全，所以这里面所有的技术手段，多元系统融合，类似的感知理解，类似的预测，及相应的措施，我这儿就是说智能发电和智能电网是能源发展稳定的重要电源。

　　智能发电+智能电网一起推动能源发展的转型，这里面基础理论、关键技术、工程应用都有待提高，这就需要理论技术、体制机制、特别是产学研用的相结合来加以推动，让我们一起共同努力，谢谢大家。

　　特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

　　工业软件作为“关键核心技术”，是工业强国之重器、现代产业之“魂”。作为数字经济蓬勃发展的重要底座，国产软件产业做大做强正当其时。大东时代智库（TD）通过大量调研和企业走访，根据工业软件评价指标体系（包含企业在市场的发展规模与效益、企业产品业务创新能力、市场和客户对企业品牌价值的认可

　　3月16日，国能粤电台山发电有限公司实现厂区内5G专用网络信号全覆盖，智慧电厂建设再次取得阶段性成果,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。该厂采用国家规范5G专网架构进行专用网络建设，共建成6套5G宏站、70个PRRU，覆盖厂区面积4.80平方公里，实现厂区内5G信号高质量、无死角、全覆盖

　　3月22日，浙江省分布式零碳智慧电厂推进现场会在浙江省湖州市召开。国家电投党组、董事长钱智民，浙江省发改委党组成员、省能源局局长周卫兵出席会议并致辞。党组成员、副总经理徐树彪参加会议，浙江省能源局副局长金毅主持会议。周卫兵表示，当前，浙江以经济社会发展全面绿色转型为引领，积极推

　　近年来，受煤电企业采购的电煤综合价始终超过基准价上限的影响，我国煤电企业电煤采购成本持续高位。据中电联电力行业供需形势报告显示，2022年，我国大型发电集团到场标煤单价涨幅远高于煤电企业售电价格涨幅，大型发电集团过半煤电企业处于亏损状态，部分企业现金流紧张。煤电企业的持续亏损不仅使得

　　北极星电力网获悉，华润集团守正电子招标平台近日发布润电能源科学技术有限公司陕西某电厂智慧电厂一体化管控平台建设数据采集与治理现场实施服务招标公告，详情如下：招标公告SZBGG2023030166号华润守正招标有限公司受招标人委托，对华润电力中部片区2023年度第16批招标润电能源科学技术有限公司陕西

　　“有车辆上秤，请刷卡。”“数据保存完毕，请下秤。”伴随着语音系统响亮的播报声，汽车衡检斤处待检车辆正井然有序地排队刷卡自动检斤，标志着吉电股份白城发电公司汽车衡无人值守系统正式上线运行。“自从新系统上线，我们检斤方便多了，省时又省力。”司机师傅老王谈起这个智能检斤系统，喜悦之情溢

　　今年以来，国能（泉州）热电有限公司持续推进智慧电厂建设工作，根据智慧电厂建设方案，深入开展学习交流工作，积极与掌握前沿技术科技公司研讨，不断扩充智慧电厂建设思维构架，拓宽技术人员科创思维。该公司邀请华电安诺（北京）信息科技有限公司至单位开展生成式人工智能及数字孪生技术交流。交流中

　　“领潮而行·中央媒体零距离探访工业互联网平台企业行”由工业和信息化部信息技术发展司指导，工业互联网平台创新合作中心牵头主办，通过组织中央媒体深入探访工业互联网平台企业，对外传递平台创新发展新成效、行业赋能应用新成果，推动工业互联网平台在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展。

　　近日，中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》（以下简称“《规划》”），能源领域也被提及。《规划》指出，推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。其实，数字经济是近年来我国重点推进的领域之一。31省市的2023

　　近日，中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》（以下简称“《规划》”），能源领域也被提及。《规划》指出，推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。其实，数字经济是近年来我国重点推进的领域之一。31省市的2023

　　近日，中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》（以下简称“《规划》”），能源领域也被提及。《规划》指出，推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。其实，数字经济是近年来我国重点推进的领域之一。31省市的2023

　　2022年太原能源低碳发展论坛期间，“碳中和与煤炭高质量发展论坛暨第十二届全球新能源企业500强峰会”召开。中国工程院院士、华北电力大学原校长、新能源电力系统国家重点实验室主任刘吉臻作主旨发言。以下为发言内容整理“十四五”是实现碳达峰的关键期、窗口期，要积极实施可再生能源替代行动，深化

　　2022年太原能源低碳发展论坛期间，“碳中和与煤炭高质量发展论坛暨第十二届全球新能源企业500强峰会”召开。中国工程院院士、华北电力大学原校长、新能源电力系统国家重点实验室主任刘吉臻作主旨发言。以下为发言内容整理“十四五”是实现碳达峰的关键期、窗口期，要积极实施可再生能源替代行动，深化

　　8月28日，2022世界清洁能源装备大会上，中国工程院院士刘吉臻在清洁能源发电装备发展新趋势论坛做《双碳目标下中国新能源产业发展战略》演讲。刘吉臻院士提出建议，要建立适应大规模新能源消纳的市场机制。稳妥推进新能源参与电力市场交易。电力市场规则的设计要充分考虑新能源的特点，核心是保障新能

　　近日，中国工程院院士、中国能源产业发展年会组委会主任刘吉臻在第五届中国能源产业发展年会上表示，实现“双碳”目标是一项十分紧迫、艰巨的任务，也必然是十分复杂的系统工程，必须科学规划，制定好不同时期的发展目标、重点任务和实施路径。

　　山西作为全国唯一能源综合改革试点省份，低碳转型是推进能源生产和消费的内在要求，也是衡量试点工作成效的关键所在。近年来，我省以电能替代为抓手推进绿色发展，在清洁取暖、交通运输、工农业生产等重点领域，不断提升电能占终端能源消费的比重，倡导低碳生产生活方式。今年，全省清洁取暖改造工作顺利推进，在积极争取下，国家将大同、朔州、忻州3市列入第四批清洁取暖试点城市，共获国家奖补资金27亿元。

　　山西作为全国唯一能源综合改革试点省份，低碳转型是推进能源生产和消费的内在要求，也是衡量试点工作成效的关键所在。近年来，我省以电能替代为抓手推进绿色发展，在清洁取暖、交通运输、工农业生产等重点领域，不断提升电能占终端能源消费的比重，倡导低碳生产生活方式。今年，全省清洁取暖改造工作顺利推进，在积极争取下，国家将大同、朔州、忻州3市列入第四批清洁取暖试点城市，共获国家奖补资金27亿元。

　　“要实现我国2030年前碳排放达峰和2060年前碳中和的目标，是一项十分紧迫、十分艰巨的战略任务，也是一项十分复杂的系统工程，必须科学规划，制定好不同时期的发展目标、重点任务和实施路径。”十二届全国政协委员、中国工程院院士刘吉臻近日表示。在刘吉臻看来，面向2035年的能源发展战略思路为“化石

　　“要实现我国2030年前碳排放达峰和2060年前碳中和的目标，是一项十分紧迫、十分艰巨的战略任务，也是一项十分复杂的系统工程，必须科学规划，制定好不同时期的发展目标、重点任务和实施路径。”十二届全国政协委员、中国工程院院士刘吉臻近日表示。在刘吉臻看来，面向2035年的能源发展战略思路为“化石

　　能源技术方向的选择一定要与经济性结合，算清能源的“经济账”。再电气化是我国能源转型的根本途径和关键所在；要让不同的能源都能因地制宜高效利用，切忌异想天开、脱离实际。“我国能源转型发展进程中，走向清洁低碳是必然趋势，保障能源安全供给是根本任务，提高能源生产与消费的效率是重要

　　核心阅读能源技术方向的选择一定要与经济性结合，算清能源的“经济账”。再电气化是我国能源转型的根本途径和关键所在；要让不同的能源都能因地制宜高效利用，切忌异想天开、脱离实际。“我国能源转型发展进程中，走向清洁低碳是必然趋势，保障能源安全供给是根本任务，提高能源生产与消费的效

　　核心阅读能源技术方向的选择一定要与经济性结合，算清能源的“经济账”。再电气化是我国能源转型的根本途径和关键所在；要让不同的能源都能因地制宜高效利用，切忌异想天开、脱离实际。“我国能源转型发展进程中，走向清洁低碳是必然趋势，保障能源安全供给是根本任务，提高能源生产与消费的效

　　为贯彻实施创新驱动发展战略，助力电力领域碳达峰目标实现，务实推动智能发电、智慧企业的试点示范与标杆建设，促进科技创新成果转化与应用，中国电力技术市场协会、工业互联网与智能化专业委员会等联合开展“2022年智能发电示范项目、应用成果、优秀论文”征集活动，征集遴选一批先进、实用、有应用前

　　近日，河南省科学技术厅、河南省财政厅、国家税务总局河南省税务局联合印发《关于认定河南省2021年度第二批高新技术企业的通知》，郑州航空港兴港电力有限公司顺利通过河南省高新技术企业认定。高新技术企业认定是对企业在核心自主知识产权、科技成果转化能力、研究开发的组织管理水平、成长性指标和人

　　12月30日下午，中国华电与华北电力大学战略合作框架协议签约暨高效清洁智能发电联合研究院揭牌仪式在中国华电总部举行。

　　围绕能源电力行业及经济和社会发展中的重大需求问题，我校聚焦智能配用电、微网、多能互补、储能及大数据应用等能源电力发展中的关键问题，以与电力企业的重大合作平台为抓手，优化整合学科资源，开展产学研用深度协同合作，形成具有重要影响的研究成果和技术，着力提升能源电力领域和与社会发展、人民

　　宿迁电厂依据国家能源集团建设智慧企业的战略规划，结合宿迁电厂发电生产、经营管理实际需求，研究工业智能化的发展趋势，借鉴成功的经验，从全局的角度，对信息化如何支撑企业发展战略，从顶层进行了设计。国家能源集团宿迁发电有限公司张令介绍了“宿迁二期智能发电探索及实践”。2020年3月13日，由

　　智能发电平行控制技术架构及核心应用（来源：微信公众号“CAA发电自动化”作者：尹峰）[$NewPage$][$NewPage$]

　　由中国能源研究会智能发电专委会、国电新能源技术研究院有限公司承办，华北电力大学、《中国电力》杂志社协办的智能发电技术论坛于5月17日在京举行。中国能源研究会常务副理事长史玉波出席论坛并致辞。史玉波在致辞中指出，“智能发电”是发电企业提升管理、提升市场竞争优势的创新变革举措，是将管理

　　摘要：智能发电技术是提升燃煤电厂在发电领域竞争力的重要手段。分析了燃煤智能发电的政策和行业背景，建立了燃煤智能发电技术的体系架构，对其中智能设备层、智能运维层和智能管理层的技术内容进行了梳理。提出了燃煤智能发电的几项关键技术，对智能测量与控制、智能化运行节能、全寿命周期设备管理、

　　作为北京科学嘉年华重要的互动体验区之一，首届2018年“电力之光”中国电力科普日活动9月15日在北京奥林匹克公园中心庆典广场开幕。活动围绕“新时代、新能源、新电力，共建美好生活”主题，通过多媒体、实物、模型展示以及互动体验等形式，展现了电力科技创新事业蓬勃发展的生动局面。图为观众在参观

　　ldquo;传统的发电行业所面临的几个问题：第一，大规模新能源并网接入的要求与辅助服务的要求;第二，燃料的价格上涨和设备利用小时数下降;第三，电力技术支撑体系发展不平衡;第四，检修维护模式的落后，费用巨大;第五，可靠性要求;第六，节能与环保要求。这六个方面对我们进行智能发电都会产生非常大的

　　近日，中国能源研究会智能发电专业委员会（以下简称智能发电专委会）成立大会在新能源院召开。国家能源集团党组、总经理凌文出席会议并致辞。国家能源集团党组成员、副总经理米树华出席会议。凌文在致辞中指出，国家能源集团作为我国最大的发电企业，高度重视智能发电建设工作，成立了由集团主要