［摘 要］由于智能电站缺少相关的标准和规范，因此使得对智能电站产生了不同的理解和描述。对此，本文基于火力发电厂生产和管理的特点及与智能电网的融合性，对智能电站的概念、系统结构和各功能层主要智能技术进行了描述，并对智能电站的建设提出了建议，以期建设完整的智能电站或智能发电系统，从而实现发电机组的清洁、高效、安全、稳定运行。

［关键词］智能电站；控制；数据交互；信息共享；生产；管理；智能电网

１　智能电站的概念

自国家电网公司2009年５月公布了包括发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节的智能电网发展计划以来，开始出现智能电站的概念，一些智能技术或产品在电站得到了应用。但是，由于缺少统一的标准和规范，研究者对智能电站的理解各有不同，使得电站智能化发展进程缓慢，智能技术或产品很难灵活、方便地得到应用，且常使系统结构更趋于复杂化，信息难以交互和共享。

随着检测、数据处理和互联网等技术的发展和应用，一些智能控制、自动决策技术和产品将不断出现。为了使这些技术和产品便于在电站应用，实现信息共享、减少重复投资，需要制定智能电站的相关标准和规范。按照电站生产和管理的特点及在智能电网中的作用，现阶段应将智能电站定义为：以电站生产和管理活动中各种信息的数字化为前提，计算机、网络、通信技术为基础，通过采用数据分析和处理、智能控制、自动决策等技术，使得在各种环境条件下都能够提供经济、环保、安全、稳定的电能并与智能电网高度融合的发电站。因此，智能电站应具有如下特征。

１）数字化　数字化是智能化的基础，其通过采用各种先进的传感测量技术及网络通信技术，将电站生产和管理的全过程用数字量进行表述，并实现信息共享，为智能控制和决策提供数据依据。

２）自适应性　广泛采用数据挖掘、自适应控制、预测控制、模糊控制、神经网络自学习等现代控制理论和技术以及流程优化、自动决策等技术，从而能够根据环境条件、环保指标、燃料状况的变化，自动调整控制策略和管理方式，使电站生产过程处于最安全、经济、环保的运行状态。

３）互动化　通过与智能电网、能源互联网、电力大用户等系统的信息交互和共享，实时分析和预测电力市场供需状况，合理规划生产和管理活动，使电能产品满足安全性和快速性的要求。

２　智能电站体系结构及主要技术

由于在未来相当长的时间内，火力发电在我国仍将占居主要地位，因此以火力发电厂为对象研究智能电站体系结构。按照火力发电厂的工艺特点、信息流向及管理流程，其智能化体系结构以一次设备智能化、二次设备网络化和互动化为原则，在垂直结构上构成智能设备层、智能控制层和综合管理决策层。

２.1智能设备层

智能设备层主要通过采用先进的测量技术，将电厂各工艺参数、设备状态及环境条件转换为数字信息，并对其进行相应处理和高效传输。其接受单元机组智能控制层指令，对执行机构进行精准操控。在该层采用智能检测设备、智能执行机构、现场总线和无线通信技术，不但可减少现场电缆数量、提高系统抗干扰能力，而且还可将智能设备的海量状态信息传输至上一层，为实现故障预警和预测性维护奠定基础。

２.2智能控制层

智能控制层实现单元机组各工艺过程的智能控制。其基于智能设备层的数据信息和综合管理决策层的指令，通过采用数据挖掘分析、自适应控制、预测控制、模糊控制、神经网络自学习等先进控制技术，结合工艺系统特点，使单元机组运行在不同的燃料和环境条件下达到最佳安全性、经济性、环保性。

该层智能技术主要体现在：具有机组自启停（ＡＰＳ）控制功能；采用自适应控制、预测控制等现代控制理论和方法，从而提高了机组对电网负荷调度指令的响应速率；自动适应煤种变化使得锅炉处于最高效率下的燃烧状态；具有不同环境温度下汽轮机出力变化与主要辅机电耗的在线平衡控制功能；具有减少汽轮机调节阀节流损失的深度滑压运行控制能力；在将污染物排放量控制在标准要求范围内的同时，使辅机设备运行在最节能状态下；具有机组空冷岛运行优化及防冻控制功能；具有锅炉传热管道积灰的热损失与吹扫能耗平衡控制等功能。

２.3综合管理决策层

综合管理决策层以数据信息共享平台为基础，资产高效利用为目标，通过采用数据分析处理、预测控制、自动决策、流程优化等技术对全厂生产和经营进行智能管理。其通过与智能电网、能源互联网及用电大户的信息交互和共享，实时分析电力供需市场状况，从而合理制定生产、检修及燃料采购计划。按照节能原则对各台机组负荷进行分配的同时，还需考虑机组在各负荷段的调峰能力，使全厂发电状况处于节能和最佳调峰状态，保障电网安全运行，并随时争取额外电量。

该层还包括：机组主要部件和设备的故障预警、寿命评估及状态检修；燃料数字化管理和多煤种自动配烧技术；自动或机器人巡检系统；为机组优化运行及智能控制提供支持的热力系统和主要设备性能在线试验和计算；提高人身安全和操作准确性的现场生产人员定位及安全操作指导系统；水资源高效利用及资产优化管理系统（ERP）等。

３ 以局域发电公司为主体的智能发电系统

随着能源危机和环保压力的加剧，风能、太阳能等清洁能源发电得到快速发展，而这些清洁能源发电受自然环境因素的制约，具有很大的不确定性，对电网的安全产生一定的影响。因此，需要更多的火电机组参与调峰，这就使得机组不能在最佳节能负荷状态下运行。局域发电公司包括多种发电类型，因此，能够在统一利益下充分利用各种发电形式之间的优势进行互补，实现资源的优化配置，以达到节能减排和保证电网安全运行的目的。同时，电力体制改革使得发电公司直接与用电方达成供需协议成为可能。局域发电公司与其局域用户之间由于过网距离近、经济活动联系密切，集中管理更便于节能调度的实施和电量的销售。因此，构建以局域发电公司为主体的智能发电系统，对与智能电网深度融合，共同为用户提供稳定、安全、环保的电能具有重要意义。

局域发电公司管理决策层是信息交互和共享的中心，其与智能电网、电力用户及管理的各发电厂进行信息共享。智能发电系统通过对需求侧的分析，实现电量销售及管理，对清洁能源发电功率以及不同负荷下火电调峰能力的预测、各发电厂之间负荷最优分配及管理、燃料和物资的采购及配备、重要设备远程故障预警等，从而实现效益最大化的资产管理。

４　结　语

尽管近几年电站在智能化过程中取得了一定的进步，一些智能技术和产品在部分电厂已开始试点和推广应用，但建设完整的智能电站或智能发电系统，还需要：制定相关的标准和规范；进一步开发和完善煤质、炉膛温度场及低负荷流量等在线检测技术；整合单元机组各工艺过程的控制系统及信息平台，使得平台统一、数据来源准确、信息便于交互和共享；开发风能、太阳能等清洁能源发电功率预测、化石燃料发电机组调峰能力评价等技术，为实现发电优势互补、资源优化利用和节能调度提供依据。随着节能减排理念的普及，智能电站建设将会进一步受到关注，其作为智能电网的有机组成部分，必将实现发电机组的清洁、高效、安全、稳定运行。