當前，日漸興起的第四次工業(yè)革命將信息技術與工業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式?；谛畔⑽锢硐到y(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式的變革。國務院2015年印發(fā)的《中國制造2025》指出，要把結構調(diào)整作為建設制造強國的關鍵環(huán)節(jié)，大力發(fā)展先進制造業(yè)，改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。2016年，國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)《推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》和《中國制造2025-能源裝備實施方案》，2018年，工業(yè)和信息化部、國家能源局等六部門印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018~2020年)》，推動能源產(chǎn)業(yè)向智能化、智慧化新形態(tài)發(fā)展。

　　智能化是基礎

　　具體來看，《推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》指出，以改革創(chuàng)新為核心，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段，以智能化為基礎，促進能源和信息深度融合。其中，在能源生產(chǎn)消費的智能化方面，鼓勵建設智能風電場、智能光伏電站等，鼓勵煤、油、氣開采、加工及利用全鏈條智能化改造;在能源消費的智能化方面，涉及到智能工廠、智能家居、智能小區(qū)、智慧城市;在網(wǎng)絡建設方面，以智能電網(wǎng)為基礎，與熱力管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、交通網(wǎng)絡等多種類型網(wǎng)絡互聯(lián)互通協(xié)同控制。而《中國制造2025-能源裝備實施方案》中，智能制造和智能運維貫穿至煤、電、油、氣、核電、新能源、燃料電池、儲能裝備、電網(wǎng)等15個領域?！吨悄芄夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018—2020年)》以構建智能光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系為目標，提升光伏產(chǎn)業(yè)智能制造水平，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等與光伏產(chǎn)業(yè)深入融合，推動光伏系統(tǒng)從踏勘、設計、集成到運維的全流程智能管控。此外，與近幾年火熱開展的智慧城市相互關聯(lián)的內(nèi)容則集中在智能化電力、燃氣、交通等民生改善方面。

　　從政策文件來看，實現(xiàn)智慧能源的前提是完成智能化改造。而這也正是能源行業(yè)現(xiàn)在正在建設的重點。

　　智慧電廠概念仍在探討和熱議中

　　當前，社會上有關數(shù)字化電廠、智能電廠、智慧電廠的討論不絕于耳，但其定義與內(nèi)涵卻沒有統(tǒng)一的標準。

　　中國自動化學會聯(lián)合組織廣東電科院、國網(wǎng)浙江電科院、國網(wǎng)河南省電科院、浙江能源技術研究院、上海明華電力技術工程公司等電力行業(yè)的知名單位于2016年編寫的《智能電廠技術發(fā)展綱要》定義稱，智能電廠指在廣泛采用現(xiàn)代數(shù)字信息處理和通信技術基礎上，集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制和管理決策等技術，達到安全、高效、環(huán)保運行并與智能電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)的發(fā)電廠。中國能源研究會節(jié)能減排中心與華北電力大學5月舉辦的2018年智慧電廠(第一期)論壇上，中國能源研究會常務副理事長史玉波認為智慧電廠的本質是信息化與智能化技術在發(fā)電領域的高度發(fā)展與深度融合，主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、可視化、先進測量與智能控制等技術的系統(tǒng)化應用，其技術核心是信息融合與智能發(fā)電技術。中國工程院院士、華北電力大學原校長劉吉臻認為，智能發(fā)電的概念與特征是以發(fā)電過程的數(shù)字化、自動化、信息化、標準化為基礎，以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)為平臺，集成智能傳感與執(zhí)行、智能管控與優(yōu)化、智能管理與決策等技術，形成智能發(fā)電運行控制管理模式。智能發(fā)電的發(fā)展需經(jīng)歷由初級形態(tài)向高級形態(tài)、由局部應用到系統(tǒng)應用的歷程;需要在基礎理論、關鍵技術與工程應用方面取得突破;需要實現(xiàn)理論、技術與體制、機制的創(chuàng)新。中國能源建設集團有限公司科技信息部主任王聰生坦言，目前許多智慧電廠的建設都較多著眼于信息化、可視化、數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等，但具備了這些條件，并非就代表著這個電廠具有了“智慧”，稱為“智能電廠”則更為合適。上海外高橋第三發(fā)電廠副董事長、上海申能電力科技有限公司總經(jīng)理馮偉忠稱，著眼于信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、大數(shù)據(jù)、智能化而建設的“智慧電廠”只能稱之為“智能電廠”，而智慧電廠的建設離不開人，應充分利用人的智慧進行創(chuàng)新。

　　火電廠、水電站智能化的積極嘗試

　　作為國內(nèi)首家智慧電廠，大唐泰州2×200兆瓦燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項目，在投入商業(yè)運營不到一年的時間里，成功打造出具有“狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準執(zhí)行、學習提升”5大功能，為當前國內(nèi)電廠的建設探索出了一條新路徑。大唐泰州熱電智慧電廠是綜合考慮電廠實際和“互聯(lián)網(wǎng)+”的應用相結合的創(chuàng)新，其打造的智慧電廠以三維建模、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人員定位作為基礎，集DCS、SIS、MIS、在線仿真、智慧管控于一體，通過一體化云平臺覆蓋全部業(yè)務管理，利用信息化手段聯(lián)通各項職能，共集成多達30個業(yè)務系統(tǒng)，涵蓋電廠生產(chǎn)、經(jīng)營全部業(yè)務的一站式、一體化信息支撐。

　　華電集團山東公司萊州發(fā)電從基建期的全國首家三維數(shù)字化電廠，到生產(chǎn)運營管理平臺再到二期智慧電廠建設，從智能供電、智能供熱到將“互聯(lián)網(wǎng)+”思維延伸配售電產(chǎn)業(yè)鏈……積極利用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等新興技術，與傳統(tǒng)火電企業(yè)深度融合，將“互聯(lián)網(wǎng)+”延伸到企業(yè)的每一處，打造華電集團數(shù)字化電廠的樣板工程。

　　國家能源集團大渡河公司從2014年以來，加強頂層設計，抓實基礎建設，推進項目落地，實現(xiàn)了企業(yè)基本要素的數(shù)字化感知、網(wǎng)絡化傳輸、大數(shù)據(jù)處理和智能化應用，改造傳統(tǒng)水電生產(chǎn)、建設、經(jīng)營管理。一是推進標準化建設，打造數(shù)據(jù)“大感知”網(wǎng)絡。二是推進網(wǎng)絡化構建，提高數(shù)據(jù)“大傳輸”效率，構建了由局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、移動網(wǎng)組成的四大數(shù)據(jù)傳輸通道。三是推進互通化建設，構建數(shù)據(jù)“大存儲”平臺。四是推進集中化整合，提升數(shù)據(jù)“大計算”能力。五是推進智能化運用，提升數(shù)據(jù)“大分析”水平。六是不斷完善決策指揮中心(決策腦)、本部專業(yè)數(shù)據(jù)中心(專業(yè)腦)、基層四大業(yè)務單元(單元腦)這“一中樞、多中心、四單元”的智慧管理體系，加強智慧工程、智慧電廠、智慧調(diào)度、智慧檢修業(yè)務單元建設。

　　智能光伏先聲奪人

　　智能光伏電站較早實現(xiàn)跨界的融合，并獲得了廣泛應用。2014年3月20日，業(yè)界第一個智能光伏電站現(xiàn)場會在格爾木召開，會上首次提出智能光伏電站概念，并指出智能光伏電站是行業(yè)的趨勢和潮流。原國務院參事石定寰會上表示：“智能光伏是行業(yè)的趨勢和潮流，已經(jīng)獲得很好應用，并取得重大成效。華為公司智能光伏解決方案融入了其在全世界領先的數(shù)字信息技術、4G無線技術、互聯(lián)網(wǎng)技術以及核心芯片、軟件等技術，使“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”落到了實處、得到了規(guī)模應用，使中國的光伏電站和通信行業(yè)一樣走到了世界前列。”據(jù)悉，華為公司“智能光伏”理念，包括讓電站數(shù)字化，實現(xiàn)光伏電站所有設備全面高精度數(shù)字化，設備可感知、可連接、可控制。通過數(shù)字化發(fā)電、數(shù)字化傳輸、數(shù)字化管理重新改造光伏電站，走向真正的智能化。這些技術包括通過大數(shù)據(jù)挖掘、分析實現(xiàn)故障預判、主動預防性運維提供了數(shù)據(jù)基礎;使用智能無人機巡檢，開發(fā)出智能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)具有智能清洗預測、告警專家、就近匹配結合機器派單服務等功能。智能算法、智能診斷、智能融合，不僅使發(fā)電量提升了0.5~2%，更可提供故障預警與自診斷、運維團隊績效評估、資產(chǎn)與方案后評估、漁農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分析與控制。而時下最尖端的智能IV 診斷2.0，僅需一鍵啟動25分鐘就可完成百兆瓦電站所有組串掃描。

　　黃河上游水電開發(fā)有限責任公司(以下簡稱“黃河水電”)攜手華為公司2014年底在全球率先建成的格爾木220兆瓦智能光伏電站和拉西瓦12兆瓦智能光伏電站，是最先讓逆變器產(chǎn)品從“啞設備”變成了具有了感知功能并實現(xiàn)數(shù)字化表達的“電站子陣大腦”。通過采用4G無線系統(tǒng)、智能手持終端、手機APP軟件等技術，實現(xiàn)了“集中監(jiān)控、遠程診斷、實時維護”，改變了傳統(tǒng)光伏電站傳統(tǒng)運維模式。格爾木智能光伏電站建成以來已有全世界超過300家公司慕名到電站考察學習。

　　目前，黃河水電建成了近200兆瓦智能光伏電站，并取得重大成效。中廣核、三峽新能源、中民新能、協(xié)鑫、招商新能源、中利騰暉、京運通等企業(yè)光伏電站完成智能化轉型。而此次發(fā)布的《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2018—2020年)》更加明確了光伏產(chǎn)業(yè)今后自動化、信息化、智能化的發(fā)展方向。

　　此外，大數(shù)據(jù)也是至關重要的一項內(nèi)容。據(jù)相關資料顯示，2012年，美國電科院啟動了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究項目，研究在輸配電上的大數(shù)據(jù)應用。美國太平洋燃氣電力公司、加拿大的BCHydro等電力公司基于用戶用電數(shù)據(jù)開展了大數(shù)據(jù)技術應用研究。C3-Energy與IBM合作開發(fā)，在2014年發(fā)布了針對智能電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。同年4月，Oracle提出了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)公共數(shù)據(jù)模型，包含配電管理模型、斷供管理模型、網(wǎng)絡管理模型。在法國，基于大數(shù)據(jù)的用電采集應用，法國電力公司實現(xiàn)了電網(wǎng)監(jiān)測、電網(wǎng)自動愈合、電網(wǎng)調(diào)度局部優(yōu)化，可提供實時電價，實現(xiàn)可再生能源接入。在德國，德國E.ON電力公司基于大數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時用電查詢，除了電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、用戶用電測量，還可將歷史24個月電表數(shù)據(jù)存儲并加密保護，提供實時用電消費計算及實時查詢。在英國，英國國家電網(wǎng)公司完成了基于大數(shù)據(jù)的實時用電，可以呈現(xiàn)設備資產(chǎn)信息、設備運行數(shù)據(jù)、天氣信息、腐蝕速率等用戶用電測量等相關信息，并實現(xiàn)資產(chǎn)戰(zhàn)略管理。在加拿大，加拿大BCHydro基于大數(shù)據(jù)的用戶行為分析，實現(xiàn)了實時用電消費計算及呈現(xiàn)，客戶用電模式分析及呈現(xiàn)，用電斷供通知以及快速恢復，竊電檢測及節(jié)能管理。