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★杭州和利時自動化有限公司朱珂

杭州和利時自動化有限公司火電事業(yè)部副總經理 朱珂

和利時自1993年便深耕于自動化技術的研發(fā)，作為全球領先的自動化與智能化信息技術解決方案主力供應商，具備一流的解決方案和系統集成能力、雄厚的科研實力、經驗豐富的專家團隊、完善的售后安全保障服務以及強大的市場占有率。和利時可為火電、熱電及新能源行業(yè)等諸多電力相關的能源領域提供如和利時智能DCS、和利時工業(yè)光纖總線智能I/O系統以及多個智能火電廠相關的先進技術解決方案，其中包括智能發(fā)電控制平臺、智慧管理服務平臺、對電廠設備的智能化監(jiān)控和全生命周期管理、能源的高效管理與優(yōu)化、數據的精準分析與預測、電廠生產運行的智慧決策管理和廠區(qū)的智慧安全管控等解決方案，并積極推動虛擬控制、工業(yè)視頻聯動等前沿技術的研發(fā)創(chuàng)新與項目的落地應用。

電力能源行業(yè)自動化市場五大轉變

因國家雙碳政策的推行和電力能源行業(yè)正處于智能化、智慧化的轉型升級階段，和利時近年在電力能源行業(yè)呈現了良好的發(fā)展態(tài)勢。以2023年為例，智能電廠項目合同總額就超1.45億元。智能項目合同額同比增長125%。

從我個人的感受來說，電力能源行業(yè)自動化市場正在發(fā)生以下五點變化并呈現出相關特點：

其一，智能化與數字化加速推進。電力能源行業(yè)對自動化系統的智能化要求越來越高，大數據、人工智能、云計算等技術與自動化技術進行深度融合。例如，通過對大量電力設備運行數據的分析，實現設備的智能診斷、預測性維護，提前發(fā)現設備潛在故障，降低設備故障率和維護成本。呈現出以數據為驅動，實現從傳統的自動化控制向智能決策、智能運營轉變，提高電力生產和供應的效率與可靠性的特點。

其二，分布式能源與微電網發(fā)展。分布式能源（如太陽能、風能、小型水電等）快速發(fā)展，與之配套的微電網技術也日益受到重視。自動化系統需要適應分布式能源的間歇性、隨機性特點，實現對分布式電源、儲能裝置和負荷的有效協調控制。使得電力能源生產和供應模式更加分散化、多元化，自動化系統需要具備更強的靈活性和適應性，以滿足不同類型能源的接入和協同運行需求。

其三，能源管理與節(jié)能增效需求提升。在環(huán)保政策和能源成本上升的壓力下，電力企業(yè)更加注重能源管理和節(jié)能增效。自動化系統不僅要實現對生產過程的精確控制，還要能夠對能源消耗進行實時監(jiān)測和分析，為優(yōu)化能源利用提供依據。現如今，新一代的智能自動化系統不僅強調系統的集成性和綜合性，更突出了能夠將能源管理與生產過程控制緊密結合的優(yōu)勢，通過優(yōu)化調度和控制策略，實現能源的高效利用和節(jié)能減排目標。

其四，對系統安全性和可靠性要求更高。隨著電力系統規(guī)模的不斷擴大和復雜性的增加，以及網絡安全威脅的日益嚴峻，對自動化系統的安全性和可靠性提出了更高要求。例如，要防范黑客攻擊、惡意軟件入侵等網絡安全事件對電力系統的影響。為了應對以上需求，新一代的智能化系統需要采用更加先進的安全防護技術和可靠性設計，確保自動化系統在各種復雜環(huán)境和工況下穩(wěn)定運行，保障電力系統的安全穩(wěn)定供電。

其五，標準統一與互聯互通趨勢增強。為了實現不同廠家設備和系統之間的兼容性和互操作性，電力能源行業(yè)自動化領域對標準統一的呼聲越來越高。同時，隨著物聯網技術的發(fā)展，自動化系統與其他相關系統（如企業(yè)管理系統、智慧城市系統等）的互聯互通需求也日益迫切。因此，推動行業(yè)建立統一的標準體系也成為大勢所趨。各大廠商可藉此時機，促進自動化系統的開放性和兼容性，實現信息的共享和協同工作，提高整個電力能源行業(yè)的運營效率和管理水平。

電力能源自動化技術未來趨勢

從和利時在電力能源行業(yè)的自動化技術及應用發(fā)展角度來看，未來將呈現出以下五大技術發(fā)展趨勢：

（1）智能化與自動化深度融合。主要包括以下三個方面：

·智能感知與數據采集：通過更先進的傳感器技術，實現對電力系統各環(huán)節(jié)設備運行狀態(tài)、能源消耗、環(huán)境參數等多維度數據的精準、實時感知與采集。

·智能分析與決策：利用人工智能、機器學習等技術對海量數據進行深度分析與挖掘，預測設備故障、優(yōu)化能源調度、提高系統穩(wěn)定性。

·智能控制與執(zhí)行：基于智能分析的結果，實現對電力設備的自動化、精準化控制。

（2）分布式能源與微電網技術發(fā)展。主要包括以下三個方面：

·分布式能源集成：更好地整合太陽能、風能、生物質能等分布式能源，實現多種能源形式的協同互補。例如，構建“風光儲”一體化項目，將光伏發(fā)電、風力發(fā)電與儲能系統相結合，克服單一能源的不穩(wěn)定性和間歇性，提高能源供應的可靠性和可持續(xù)性。

·微電網技術優(yōu)化：微電網的控制技術、能量管理系統不斷完善，使其能夠更加靈活、高效地運行。具備孤島運行能力，在主電網故障時保障局部區(qū)域的電力供應；同時，在并網運行時與主電網實現良好的互動和協調，優(yōu)化電力資源的分配。

·分布式能源與大電網的融合：通過先進的通信技術和協調控制策略，實現分布式能源在大電網中的有序接入、合理調度和協同運行，充分發(fā)揮分布式能源的優(yōu)勢，同時減輕其對大電網的沖擊。

（3）通信技術與物聯網應用強化。主要包括以下三個方面：

·高速、可靠通信網絡建設：發(fā)展高速寬帶通信技術，如5G通信，滿足電力系統中大量數據的實時傳輸需求，提高數據傳輸的速度和可靠性，為遠程監(jiān)控、實時控制等提供有力支撐。確保在復雜的電力生產和傳輸環(huán)境下，數據能夠穩(wěn)定、快速地傳輸，如實現對偏遠地區(qū)電力設備的遠程實時監(jiān)控和控制指令的快速下達。

·物聯網技術應用拓展：基于物聯網技術，實現電力設備之間的互聯互通和信息共享。每臺設備都成為物聯網中的一個節(jié)點，能夠實時上傳自身狀態(tài)信息并接收控制指令，構建全面感知、萬物互聯的電力系統，實現對整個電力網絡的精細化管理和智能化控制。

·通信與自動化系統的融合：通信技術與電力自動化系統深度融合，實現數據的無縫傳輸和系統的協同工作。自動化控制系統能夠實時獲取通信網絡中的數據，并根據數據進行快速決策和控制，提高系統的響應速度和控制精度，實現對電網的高效調度和精準控制。

（4）能源管理與優(yōu)化調度精細化。主要包括以下三個方面：

·多能源綜合管理：對電力、熱力、天然氣等多種能源形式進行統一管理和優(yōu)化調度，實現不同能源之間的協同互補和梯級利用，提高能源利用效率。

·優(yōu)化調度算法與模型改進：運用更先進的優(yōu)化算法和數學模型，對電力系統的調度方案進行優(yōu)化計算?？紤]更多的約束條件和目標函數，如節(jié)能減排目標、設備運行壽命等，得出更加科學、合理的調度策略，實現電力系統的經濟運行和環(huán)保運行。同時，結合實時數據對模型進行動態(tài)調整和優(yōu)化，使其適應電力系統的動態(tài)變化。

·需求響應與虛擬電廠：通過自動化技術實現對用戶側需求的精準響應和管理，鼓勵用戶根據電價信號、激勵政策等調整用電行為，實現削峰填谷，提高電力系統的靈活性和穩(wěn)定性。發(fā)展虛擬電廠技術，將分布式能源、儲能設備、可調節(jié)負荷等資源進行整合和優(yōu)化配置，通過自動化控制系統實現虛擬電廠的集中管理和協調運行，作為一種靈活的電力資源參與電力市場交易和電網調度。

（5）安全與可靠性技術升級。主要包括以下三個方面：

·網絡安全防護加強：隨著電力系統自動化、智能化程度的提高，網絡安全風險日益凸顯。采用先進的網絡安全技術，如加密技術、身份認證技術、入侵檢測技術等，保障電力系統通信網絡和數據的安全。建立完善的網絡安全管理體系，制定嚴格的安全策略和規(guī)范，加強對網絡安全事件的監(jiān)測和預警，提高應對網絡攻擊的能力，防止因網絡安全問題導致電力系統故障或數據泄露。

·設備可靠性提升：研發(fā)和應用高可靠性的電力設備和自動化系統組件，提高設備的抗干擾能力、故障自愈能力和使用壽命。通過在線監(jiān)測和故障診斷技術，實時掌握設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現潛在故障并進行預警和處理。

·系統穩(wěn)定性與冗余設計：在自動化系統設計中，充分考慮系統的穩(wěn)定性和冗余性。采用冗余的硬件設備、通信鏈路和控制策略，確保在部分設備或鏈路出現故障時，系統能夠自動切換到備用設備或鏈路，保持系統的正常運行。

電力能源行業(yè)數字化轉型的機遇與挑戰(zhàn)

針對電力能源行業(yè)數字化、智能化的發(fā)展趨勢來看，個人認為既有積極的意義，同時也存在著一定的困難和挑戰(zhàn)。

從積極意義方面來說，電力能源行業(yè)的數字化、智能化可以提高能源生產效率。例如人工智能、大數據等技術可以對能源生產設備進行實時監(jiān)測和分析，預測設備故障，實現精準維護，減少停機時間，提高設備利用率和能源生產效率。其次，可以優(yōu)化能源分配和調度。如借助大數據分析和智能算法，能夠根據實時的能源需求和供應情況，進行精準的能源分配和調度，合理分配電力資源，優(yōu)先保障重要區(qū)域和用戶的用電需求，同時通過智能調度實現電網的穩(wěn)定運行，減少能源浪費和供電壓力。第三，電力能源行業(yè)的數字化、智能化轉型還能促進可再生能源的整合。再生能源如太陽能、風能因其特殊性，使得其作為能源供給方具有間歇性和波動性等不利因素。利用大數據和人工智能技術，可以對可再生能源的發(fā)電數據進行分析和預測，更好地與傳統能源進行協同配合，提高可再生能源在能源系統中的占比，推動能源結構向低碳、可持續(xù)方向發(fā)展。第四，電力能源行業(yè)的數字化、智能化發(fā)展可以提升能源管理的精細化程度。云計算和大數據技術的迅猛發(fā)展，可以實現對海量能源數據的存儲和分析，為能源企業(yè)提供更全面、深入的洞察。企業(yè)可以依據這些數據制定更科學的能源管理策略，從宏觀的能源生產規(guī)劃到微觀的用戶用能管理，都能實現精細化操作，降低能源成本和碳排放。最后，電力能源行業(yè)的數字化、智能化可以極大地增強用戶的實際體驗。通過智能化的能源管理系統，用戶可以實時了解自己的用能情況，根據價格信號和自身需求靈活調整用能方式，實現節(jié)能降耗。同時，智能電網和分布式能源的發(fā)展也使得用戶可以更加便捷地參與到能源市場中，例如通過安裝分布式光伏發(fā)電設備，用戶不僅可以滿足自身用電需求，還可以將多余的電力出售給電網，提高能源利用的自主性和經濟性。

電力能源行業(yè)的數字化、智能化發(fā)展同時也會面臨諸多的挑戰(zhàn)和困難。首先，便是數據安全與隱私問題。大量的能源數據涉及到用戶隱私和能源系統的安全。在數字化、智能化過程中，必須加強數據安全防護，采取嚴格的加密、訪問控制等措施，防止數據泄露和被惡意攻擊。同時，要制定完善的數據隱私政策，明確數據的使用范圍和權限，保障用戶的合法權益。其次，不同設備廠商制定的技術標準都不盡相同，且不同的設備和信息化系統間因為安全和隱私性等問題，導致不同的能源設備、系統和技術之間可能存在兼容性問題。需要建立統一的技術標準和規(guī)范，確保各種設備和系統能夠無縫對接、協同工作。此外，技術的快速發(fā)展也要求行業(yè)不斷更新和完善標準，以適應新的應用場景和需求。第三，電力能源行業(yè)的數字化、智能化發(fā)展的過程中將面臨人才短缺的問題。數字化、智能化轉型需要既懂能源技術又掌握信息技術的復合型人才。當前，這類人才相對短缺，行業(yè)需要加大人才培養(yǎng)力度，通過高校教育、職業(yè)培訓、企業(yè)內部培養(yǎng)等多種方式，打造一支能夠滿足行業(yè)發(fā)展需求的專業(yè)人才隊伍。最后，便是成本投入的問題。引入新的信息技術和設備需要大量的資金投入，包括硬件設施建設、軟件系統開發(fā)、技術研發(fā)等方面。能源企業(yè)需要合理評估投資回報，尋找合適的商業(yè)模式和融資渠道，以確保數字化、智能化轉型的可持續(xù)性。同時，政府也可以通過政策支持、補貼等方式，鼓勵企業(yè)進行技術創(chuàng)新和轉型發(fā)展。

針對以上的困難和挑戰(zhàn)，和利時也做出了一定的戰(zhàn)略布局。首先在技術研發(fā)與創(chuàng)新方面，和利時加大了在人工智能、大數據、云計算等領域的研發(fā)投入：不斷提升自身的技術實力，開發(fā)出適應電力能源行業(yè)需求的智能化解決方案。同時，積極探索邊緣計算在電力能源場景中的應用。結合邊緣計算技術，實現對現場設備的實時控制和數據處理，降低數據傳輸延遲，提高系統的響應速度和可靠性，滿足電力能源行業(yè)對實時性和穩(wěn)定性的高要求。并且，為了充分保證和利時在電力能源領域技術的先進性和前瞻性，我們加強與科研機構、高校的合作。開展了一系列的產學研合作項目，共同攻克關鍵技術難題，推動技術創(chuàng)新成果的轉化和應用。

其次，在產品與解決方案層面，和利時不僅提供智能化的電力能源控制系統。開發(fā)具備智能感知、自動控制和優(yōu)化決策功能的控制系統，幫助電力企業(yè)實現對發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)的精準控制和高效管理。與此同時，基于云計算、人工智能、大數據等技術，積極研發(fā)和構建能源管理平臺，為用戶提供能源數據的實時監(jiān)測、分析和報告服務，協助用戶制定節(jié)能策略和能源優(yōu)化方案，幫助企業(yè)降低能源成本。

第三，在行業(yè)合作與生態(tài)構建方面，和利時不斷增進與電力能源企業(yè)深度合作。了解電力企業(yè)的實際需求，共同開展數字化、智能化項目的實施，為電力企業(yè)提供從咨詢、規(guī)劃到實施、運維的一站式服務。并且，攜手云計算服務提供商、大數據分析公司等信息技術企業(yè)建立合作伙伴關系，整合各方優(yōu)勢資源，共同打造完整的電力能源數字化、智能化解決方案。在參與行業(yè)項目建設過程中，借助典型項目的建設與實際應用落地，積極參與電力能源行業(yè)數字化、智能化相關標準的制定工作，爭取在行業(yè)標準制定中占據話語權，引領行業(yè)發(fā)展方向，提高自身的市場競爭力和行業(yè)影響力。

最后，在市場拓展與全球布局的角度上來說，和利時不僅著眼于鞏固國內市場，持續(xù)關注國內電力能源行業(yè)的發(fā)展動態(tài)和市場需求，積極參與國內重大電力項目的建設，提供優(yōu)質的產品和服務，進一步擴大在國內市場的份額。同時，更利用自身的技術優(yōu)勢和豐富經驗，積極拓展國際市場。參與“一帶一路”沿線國家的電力能源項目建設，輸出中國的數字化、智能化電力技術和解決方案，提升國際知名度和品牌影響力。

作者簡介：

朱　珂（1978-），副高級工程師，碩士，現就職于杭州和利時自動化有限公司，任杭和火電事業(yè)部副總經理，從事火電發(fā)電智能發(fā)電領域應用研究。曾榮獲國家能源科技進步獎二等獎，中國電力科學技術獎一等獎，以及第二屆全國電力行業(yè)設備管理先進工作者。

摘自《自動化博覽》2024年9月刊