【课题背景】

近年来，技术发展日新月异，新技术产生的速度不断加快。随着大数据、云计算、互联网、物联网、人工智能等技术的出现与使用，集成化、数字化、智能化、智慧化已成为现代电力企业追求的运营目标。但在实际的操作过程中，仍存在着以下几大问题

对智慧电厂的概念、标准及实现路径不清，无法实际指导工作

由于智慧电厂是一个庞大而系统性的建设，员工对整个体系认知不完善，在实际操作中实现难度大，效率低下

在实际落地过程中，对指导思想理解不充分，路径不明，方法不当

【解决方案】

智慧电厂“云网边端”一体化的核心理念：

深刻认知智慧电厂的意义、标准和内容

系统性认知，分别从技术层面、业务层面、组织层面、决策层面帮助学员多角度多方位理解智慧电厂

场景化、案例化教学，帮助学员结合实际，了解智慧电厂的建设路径和要求

【参与人员】

本课程适宜于：需要了解新型商业模式的：客户运营、供应商、渠道商、产品经理等

【学员任务】

【3小时】任务一：能够理解表述智慧电厂的定义、标准和内容架构

【3小时】任务二：能够解读智慧电厂中设备管理、安全管理和绿色生产的价值和原理

【3小时】任务三：能够解读智慧电厂中可持续性、作业效率和经济系统的价值和原理

【3小时】任务四：能够陈述智慧电厂落地实践的指导原则、路径和要领

任务一：智慧电厂的定义、特点、标准、内容架构（3小时）

【任务解析】解读当前智慧电厂概念诞生的背景，明确智慧电厂的定义、特点、标准和内容，对智慧电厂有一个系统性整体的认知。

一．背景与定义：“双碳”政策与科技发展，驱动传统电厂向数字化、智能化、智慧化发展

1.解读能源“十四五”规划相关内容，明确电力系统的发展改革方向

2.能源高质量发展，加速推进能源互联、智慧电厂和新型电力系统建设

3.智慧电厂建设，从源头上把控，实现绿色高效高质发展

4.智慧电厂，设备可靠，电网安全，生产绿色，决策科学的一套电力生产系统

5.发展历程，从信息自动化、数字化、智能化到智慧化电厂的建设

【政策&案例】

能源局相关“十四五”规划内容的解读

西门子与华润电力合作，将共同建设基于MindSphere混合云技术的集中监视与分析专家系统

二．智慧电厂特点与标准：围绕业务效率、效益和科学管理，对现有自动化电厂进行智慧化改造

1.有助于实现电厂的设备可靠、电网安全、业务高效和绿色环保

2.是以数字化技术，如新型传感、物联网、AI和数字孪生技术为技术支撑

3.能够起到3D可视化监控和数据决策的管理价值

4.需要执行力、信息化、节能环保、预警机制、学习型企业和企业文化六大体系来支持

5.是一个复杂而漫长的过程，需要结合自身业务，确定改造的顺序

【概念解析】

能源互联网链型图解析

相关数字化技术解析：物联网传感、AI、数字孪生、3D建模

三．智慧电厂内容：多视角系统认知智慧电厂，构建智慧电厂立体图画

1.业务视角：一切的改造为了让工作更加美好：经济、设备、安全、环保、可持续、效率、决策

2.技术视角：借助数字化前沿技术，赋能业务场景，实现业务绩效

3.管理视角：流程透明化、结果数据化，科学决策赋能管理提质

4.组织视角：新组织、新文化、学习型企业与员工个人的自适应学习体系打造

【核心解析】

智慧电厂整体系统结构图解析

组织协同、组织文化与学习型企业

四、智慧电厂的现状和未来展望

1.现状：从信息自动化向数字化、智能化方向挺进

2.未来：区块链技术重构能源体系，智慧电厂面临新型挑战

3.国内外智慧电厂发展情况简述

【解析】国内外智慧电厂案例

任务二：解读智慧电厂中的设备管理、安全管理和绿色生产（3小时）

【任务解析】以业务视角为切入点，分别从技术特点、业务应用等方面就设备管理、安全管理和绿色生产等主要业务场景进行解读。

一．以一体化大数据管控平台支撑，融合智慧设备，架设稳定可靠的设备管理体系

1.基于DCS实现主辅控一体化控制，跨平台打通数据接口，消除信息孤岛，优化控制功能和智能管理

2.借助现场总线系统，链接智能现场设备和自动化系统，实现设备的诊断

3.机组自启停控制系统（APS），显著增加记住控制自动化水平，实现减员增效

4.锅炉智能吹灰系统，在线计算和监测锅炉各项指标，实现低成本运行

5.脱硝 传感监测，防控锅炉气温偏差大，水冷壁高温腐蚀等情况

6.新型控制算法，实现设备控制“自分析、自诊断、资管理、自趋优、自恢复、自学习、自提升”能力

7.依托管理系统参数数据分析，对设备维护管理进行预测性维护

8.依托系统设置、数据采集分析，协助完成修建计划决策

9.**一体化信息管理系统，汇集整体数据，借助AI系统，实现远程、自主化运维

【案例】

大唐姜堰智慧电厂设备运维场景分析

浙江某电厂，在锅炉监视点上部署非接触式的超声波测距传感器，对火力发电厂锅炉膨胀系数等相关数据进行智能监测

二．3D可视化 智能传感 AI 大数据分析 预警系统，构建安全电厂

1.智能巡检：采用AI视频智能分析系统，对人、车、物、场等实现智能自动化巡检任务

2.智能监控：基于互联网 的安全管理系统和3D可视化虚拟系统，实时监控人员动态

3.电子围栏：虚拟电子围栏自动报警，防止非工作人员误入设备间造成危险

4.锅炉传感：借助新型传感器 大数据，提前预测爆管风险，剑豪泄漏事故发生

【案例】

大唐姜堰智慧电厂设备运维场景分析

LoRaWAN®传感器在锅炉安全中的应用

三．智慧电厂，依托智能传感 预测报警实现生产环节的绿色环保

1.在锅炉炉膛出口安装锅炉CT，掌控锅炉热态，实现锅炉燃烧系统优化运行，达到节能减排作用。

2.构建“虚拟电厂”，实现多类型电能供给整合，**互联网技术解决智慧用电，C2M反向管理

【案例】

大唐南京发电厂掀开“绿色火电”新篇章

浙江**数字化、智能化电网技术，搭载 1000 万千瓦“虚拟电厂”，整体实现节能减排。

元美汇，借助区块链通证经济，实现全利益相关者与客户的共同体经济

任务三：解读智慧电厂中的可持续性、作业效率和经济系统（3小时）

【任务解析】今天的电厂主力仍然是火力发电厂，如何破解煤炭资源有限下的可持续性发展问题？今天的智慧电厂在融合了未来新能源上给出了一些答案。其次，我们将会在本节课探讨火力发电中生产效率、管理决策以及对未来经济体系的影响。

融入智慧电网系统，共同构建新型电力系统，实现智慧电厂的可持续性发展

1.新型智慧电力系统，借助分布式发电技术，实现资源的有效整合利用

2.虚拟电厂的出现，优化产业用电结构，倒逼火电进行内部可持续性改造

3.整合区域新能源电厂，实现协同性发展

4.内部加强脱硫脱硝技术改进，实现低排零排的可持续性发展

【解析】

华为光伏智慧方案解读

分布式发电

“数据 算力 算法”，极大提升工作效率和管理决策

1.从问题分析到数据自动及时反馈，敏捷性思维，渗透整个工作环节

2.“智能传感 大数据 AI”贯穿整个业务工作流程，自动化、智慧化替代人工决策和指令下达

3.借助信息化系统，打通全业务链条，组织内外高度协同，工作效率体验升级

4.智慧生产效率加速：人工智能与设备激励相结合，优化生产性能和运行效率

5.3D可视化数字孪生电厂，助力人才培养训练，加速人才培养效率

【案例】

1.HT 可视化搭建火力发电厂可视化工艺链接，以直观方式展示发电工艺，快速呈现数据，提升决策效率

三．依托智慧电厂系统，科学决策，降低费用投入，提升产品品质，拉升整体经济效益

1.**一体化大数据管理分析平台，科学预测制定原材料采购，避免资源占用浪费

2.智能化管控生产工艺，实现纯净发电，节能减排，创造碳汇交易机遇

3.架设新型虚拟电厂，整合资源，实现经济效益多元化

4.智慧电厂，降低一线执行工作人员成本，降本提效

5.**app，跨界嫁接更多合作机构，数据共享，实现新型业务新发展

【案例】

上海某虚拟电厂项目解析

某电厂**大数据分析，调整煤炭原材料的采购节奏，**市场大盘分析，实现经济效益提升

某电厂**搭建区域电力交易平台，独立售电，实现电力资源收入的多样化

四．智慧电厂案例分析

大唐姜堰智慧电厂案例

江苏国信扬二电厂、华能集团玉环电厂基于大数据、人工智能的“设备故障预警及诊断”智能技术

3 . 国家电投集团内蒙古能源有限公司的精细化运营

任务四：智慧电厂落地建设实践（3小时）

【任务解析】智慧电厂的建设是一个复杂而漫长的过程，涉及到“业务 技术 管理”的结合，这是一个跨学科、跨部门的项目，本节课将会从智慧电厂落地建设的事件出发，分享相关内容。

一．智慧电厂的建设，是一个“业务 技术 管理”的组合式命题

1.解析智慧电厂的模型架构，从业务管理、技术嵌入到组织管理的全方位结合

2.新组织的成立，围绕项目展开新的组织协同，新文化

3.首席数字官，负责整体智慧电厂的项目管理

4.搭载智慧电厂的数字化中台，强化中台战略

【解析】

智慧电厂的整体功能架构图

组织协同与项目管理

二．业务提效：罗列各业务场景，明确智能化的顺序，逐次实现，并**终实现智慧化

1.根据业务链条和内部协同，拆分各场景

2.寻找有成功经验的业务场景优先智能化，解决场景工作效率、效益问题

3.以**快实现项目效益为原则，探求有可能实现智能化的业务场景

4.整合外部科研、专家团队，提出需求，形成共同体，寻求解决方案

5.围绕业务智能化，组织相关人员展开培训，并确保高效运用技术工具

【关键概念解析】

业务链及业务链上的元素

从产业互联网的智慧化借鉴落地要素

三．中台战略：构建“容器”型系统，私有化搭建智能电厂生态系统

1.中台战略：业务中台、技术中台、数据中台和组织中台

2.容器型产品开发，确保外部三方合作伙伴统一开发语境，提升业务的耦合度

3.借助前沿开发技术，确保物联网、AI的可落地型和实现

4.强化算法模型，实现丰富的业务数据模型，辅助管理决策

5.链接内部协同，实现组织内外部OA办公、数据调用、操作权限、操作记录等组织功能

【概念解析】 中台战略、容器型产品、算法

四．管理创新：新组织、新文化，构建高协同性组织管理体系

1.价值认同，跨部门、跨学科围绕项目落地的基础

2.角色认知，确保能力边界与激励体系拥有充分而正确的角色认知

3.价值扩展，组织内部与外部合作的前提

4.价值共享，构建新型的业务结构，谈好商业合作

5.新组织文化，创新型文化建设和学习型组织的营造