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摘要：本文首先介绍了建设数字化电厂的概念，阐述了数字化电厂的功能组成及建设中应着重解决的几个问题，分析了数字化电厂带给我们的价值效益，最后，表明建设的数字化电厂要与公司的实际情况相适应。
关键词：数字化电厂；DCS；FCS；SIS；MIS。
中图分类号：TM62文献标识码： A
1 引言
“数字神华”是神华集团提出建设目标，要求借助信息化和自动化等技术手段，加快数字电厂建设，提升电厂运营管理水平。为此，国神集团也提出了建设数字化电站示范性项目的计划，并努力付诸实施。数字化电厂是一个动态发展的概念，目前没有形成统一的体系，其实现过程仍处于研究和摸索阶段，国神集团拟通过先进的信息技术，打造现代化的示范电站，争取电厂区域成本最低，增强电厂自身的竞争力。
2 数字化电厂概述
建设数字化电厂的目的是使发电企业效益最大化，它通过一系列先进的技术，融入现代化的管理思想，致力于解决发电厂管理粗放，水平低下，能耗指数高，污染排放严重，辅助系统运行不稳定，设备故障率高，运行人员多的现象，最终实现现代化的运行和管理，从而达到可靠、安全、环保、高效、经济运行的目标。
2.1 数字化电厂的功能结构
数字化电厂宜构架一个统一的信息交换平台，所有系统设备编码采用统一编码体系。数字化电厂的建设目标是建立完整的信息化处理系统，该系统在下面三个方面具有数据的完整性、一致性、可交换性、可互访性：
(1)在横向上建立“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统；
(2)在纵向上建立分散控制系统（DCS）、实时监控信息系统（SIS）、管理信息系统（MIS）的管控一体化模式；
(3)在时间上建立发电厂的规划、设计、制造、基建、运行、报废等全寿命周期的物理三维信息系统。
通过数字化电厂的建设，希望能够达到提高生产效率、减少能源损耗、优化人力资源配置、降低维修费用、增强安全性和可靠性等目的。
一般意义上的数字化电厂功能结构图如下：
在这个功能结构图中，应着重解决的几个问题：
第一：在横向上建立“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统。在该系统中，可以针对不同特点的系统，采用不同的控制器和控制策略，形成一系列的控制器、控制软件和在线优化仿真功能，但是必须采用统一的I/O设备、统一的通信协议、统一的人机交互界面，这样才能保证系统间的无缝连接、保证统一的运行和统一的维护。
第二：在纵向上建立分散控制系统（DCS）、实时监控信息系统（SIS）、管理信息系统（MIS）的管控一体化模式。DCS与SIS的数据库一体化。取消DCS与SIS之间的连接接口，一方面简化系统设备和连接，另一方面促使SIS的优化计算等功能能够直接应用于DCS，此外还可以节约投资。
第三：建立可视化的三维设备信息系统。建立适合于发电厂的、有效的三位设备数据库，并在此基础上建立三维设备管理信息系统。同时还要解决该数据库与生产过程数据库、MIS中的物资、检修等数据库的融合问题，建立各数据库数据之间的链接，达到从任何一个数据点出发可以到达其它任何有关数据位置的情况。
第四：建立设备层的数字化。控制系统及控制设备的数字化是数字化电厂的基础，而现场总线控制系统（FCS）为此提供了良好的条件。传统分散控制系统（DCS）与现场总线控制系统（FCS）各有优劣：DCS采用的是模拟量、开关量、数字信号混合系统信号制，而且是单向的，不具有将设备信息上传至控制器的功能。但DCS在火电厂的广泛应用已经超过了20年，我们积累了丰富的经验。而现场总线系统（FCS）是全数字、双向通讯现场总线信号制，很好的解决了的现场智能设备与控制系统的连接问题，能大量现场级设备数字化状态信号传输至数字化控制系统。但现场总线的安全性易受网段总线通讯负荷率及干扰的影响。国内除个别电厂全部使用现场总线技术外，大部分仍然是采用传统DCS控制系统或者是传统DCS与现场总线FCS相结合的方式。一般出于安全性考虑，在炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)、汽机本体紧急跳闸系统(ETS)等机组保护控制系统中都采用基于常规I/O方式接入DCS控制系统。现场总线设备在安装、调试、运行维护过程中，都对相应人员都提出了更高的要求，各类人员在上岗前必须进行现场总线专业的技术培训并考试合格后，才允许上岗。
第五：数字化电厂的效益问题。建设真正意义上的数字化电厂一般大概需要投资2000---6000万，我们是企业，关心的是这能给公司创造多大的效益，但以往许多一般意义上的数字化电厂没有发挥出数字化真正的功能，影响了建设数字化电厂的积极性。我们应该充分发挥数字化电厂的优势，充分利用先进的自动化技术和信息技术，在设计阶段优化设计，建设期减少投资和缩短工期，运营阶段减员增效，减少检修维护费用，增强设备的可靠性，提高管理工作效率和辅助科学决策方面发挥应有的作用。
2.2 数字化电厂的价值效益
第一：數字化电厂的时间价值。按照普华永道国际咨询有限公司的一份调查报告表明：工厂运行费用的70%与工厂生命期的信息管理有关，其中80%为技术性的，60%的时间用于查询信息，20%至30%的时间浪费在过时信息上。而数字化电厂完全弥补了信息查询时间长这个缺点，依靠统一的信息平台，实现可靠而准确的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享，必然为信息的查询与交换节省大量的时间。
第二: 优化人力资源配置，减少检修维护费用
人力成本费用是公司费用的重要组成部分，建设数字化电厂可以大幅减少人力成本费用。数字化全寿命周期管理技术，采用“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统，可以大幅度减少辅助车间的运行人员。而智能数字化设备的使用，可以自动完成电厂设备的智能监控、预警和自诊断功能，进一步减少了维护运行人员。
第三：优化管理流程，提高管理能力
通过集成化的管理应用，改进业务流程，减少时间成本，提供管理效率。融入了先进管理思想、方法的管理系统能够提高管理人员的管理能力和水平，从而提高管理的质量。同时，通过对企业物流、资金流、信息流的一体化管理，可以降低库存，提高资金利用率和控制经营风险；控制产品生产成本，缩短产品生产周期；提高产品质量和合格率；减少坏帐、呆帐金额等。系统可以提供丰富的管理信息，用好这些信息可在企业管理和决策过程中发挥作用，动态监控管理绩效变化，即时反馈和纠正管理中存在的问题，有利于企业及时发现问题，及时控制经营风险。
3 结论
数字化电厂的发展方向是信息化、数字化、智能化。到目前为止没有统一的模式，仍然处于研究摸索阶段。减员增效，管理提升是我们的建设数字化电厂目的。我们应该围绕这个目的，融入先进的管理思想，结合电厂的实际情况，针对性的开发数字化电厂的功能，让数字化电厂为我们切实带来方便与效益。建设数字化电厂是一个不断完善的过程，需要集团公司的政策及技术支持，需要各个单位，各级部门的配合。每个员工都应摆脱传统的粗放管理模式，接受新的管理思想、管理方法和手段。配合相应的考核配套政策，建设适应公司的数字化电厂。
关键词：数字化电厂；DCS；FCS；SIS；MIS。
中图分类号：TM62文献标识码： A
1 引言
“数字神华”是神华集团提出建设目标，要求借助信息化和自动化等技术手段，加快数字电厂建设，提升电厂运营管理水平。为此，国神集团也提出了建设数字化电站示范性项目的计划，并努力付诸实施。数字化电厂是一个动态发展的概念，目前没有形成统一的体系，其实现过程仍处于研究和摸索阶段，国神集团拟通过先进的信息技术，打造现代化的示范电站，争取电厂区域成本最低，增强电厂自身的竞争力。
2 数字化电厂概述
建设数字化电厂的目的是使发电企业效益最大化，它通过一系列先进的技术，融入现代化的管理思想，致力于解决发电厂管理粗放，水平低下，能耗指数高，污染排放严重，辅助系统运行不稳定，设备故障率高，运行人员多的现象，最终实现现代化的运行和管理，从而达到可靠、安全、环保、高效、经济运行的目标。
2.1 数字化电厂的功能结构
数字化电厂宜构架一个统一的信息交换平台，所有系统设备编码采用统一编码体系。数字化电厂的建设目标是建立完整的信息化处理系统，该系统在下面三个方面具有数据的完整性、一致性、可交换性、可互访性：
(1)在横向上建立“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统；
(2)在纵向上建立分散控制系统（DCS）、实时监控信息系统（SIS）、管理信息系统（MIS）的管控一体化模式；
(3)在时间上建立发电厂的规划、设计、制造、基建、运行、报废等全寿命周期的物理三维信息系统。
通过数字化电厂的建设，希望能够达到提高生产效率、减少能源损耗、优化人力资源配置、降低维修费用、增强安全性和可靠性等目的。
一般意义上的数字化电厂功能结构图如下：
在这个功能结构图中，应着重解决的几个问题：
第一：在横向上建立“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统。在该系统中，可以针对不同特点的系统，采用不同的控制器和控制策略，形成一系列的控制器、控制软件和在线优化仿真功能，但是必须采用统一的I/O设备、统一的通信协议、统一的人机交互界面，这样才能保证系统间的无缝连接、保证统一的运行和统一的维护。
第二：在纵向上建立分散控制系统（DCS）、实时监控信息系统（SIS）、管理信息系统（MIS）的管控一体化模式。DCS与SIS的数据库一体化。取消DCS与SIS之间的连接接口，一方面简化系统设备和连接，另一方面促使SIS的优化计算等功能能够直接应用于DCS，此外还可以节约投资。
第三：建立可视化的三维设备信息系统。建立适合于发电厂的、有效的三位设备数据库，并在此基础上建立三维设备管理信息系统。同时还要解决该数据库与生产过程数据库、MIS中的物资、检修等数据库的融合问题，建立各数据库数据之间的链接，达到从任何一个数据点出发可以到达其它任何有关数据位置的情况。
第四：建立设备层的数字化。控制系统及控制设备的数字化是数字化电厂的基础，而现场总线控制系统（FCS）为此提供了良好的条件。传统分散控制系统（DCS）与现场总线控制系统（FCS）各有优劣：DCS采用的是模拟量、开关量、数字信号混合系统信号制，而且是单向的，不具有将设备信息上传至控制器的功能。但DCS在火电厂的广泛应用已经超过了20年，我们积累了丰富的经验。而现场总线系统（FCS）是全数字、双向通讯现场总线信号制，很好的解决了的现场智能设备与控制系统的连接问题，能大量现场级设备数字化状态信号传输至数字化控制系统。但现场总线的安全性易受网段总线通讯负荷率及干扰的影响。国内除个别电厂全部使用现场总线技术外，大部分仍然是采用传统DCS控制系统或者是传统DCS与现场总线FCS相结合的方式。一般出于安全性考虑，在炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)、汽机本体紧急跳闸系统(ETS)等机组保护控制系统中都采用基于常规I/O方式接入DCS控制系统。现场总线设备在安装、调试、运行维护过程中，都对相应人员都提出了更高的要求，各类人员在上岗前必须进行现场总线专业的技术培训并考试合格后，才允许上岗。
第五：数字化电厂的效益问题。建设真正意义上的数字化电厂一般大概需要投资2000---6000万，我们是企业，关心的是这能给公司创造多大的效益，但以往许多一般意义上的数字化电厂没有发挥出数字化真正的功能，影响了建设数字化电厂的积极性。我们应该充分发挥数字化电厂的优势，充分利用先进的自动化技术和信息技术，在设计阶段优化设计，建设期减少投资和缩短工期，运营阶段减员增效，减少检修维护费用，增强设备的可靠性，提高管理工作效率和辅助科学决策方面发挥应有的作用。
2.2 数字化电厂的价值效益
第一：數字化电厂的时间价值。按照普华永道国际咨询有限公司的一份调查报告表明：工厂运行费用的70%与工厂生命期的信息管理有关，其中80%为技术性的，60%的时间用于查询信息，20%至30%的时间浪费在过时信息上。而数字化电厂完全弥补了信息查询时间长这个缺点，依靠统一的信息平台，实现可靠而准确的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享，必然为信息的查询与交换节省大量的时间。
第二: 优化人力资源配置，减少检修维护费用
人力成本费用是公司费用的重要组成部分，建设数字化电厂可以大幅减少人力成本费用。数字化全寿命周期管理技术，采用“炉机电辅仿”的全厂全数字一体化控制系统，可以大幅度减少辅助车间的运行人员。而智能数字化设备的使用，可以自动完成电厂设备的智能监控、预警和自诊断功能，进一步减少了维护运行人员。
第三：优化管理流程，提高管理能力
通过集成化的管理应用，改进业务流程，减少时间成本，提供管理效率。融入了先进管理思想、方法的管理系统能够提高管理人员的管理能力和水平，从而提高管理的质量。同时，通过对企业物流、资金流、信息流的一体化管理，可以降低库存，提高资金利用率和控制经营风险；控制产品生产成本，缩短产品生产周期；提高产品质量和合格率；减少坏帐、呆帐金额等。系统可以提供丰富的管理信息，用好这些信息可在企业管理和决策过程中发挥作用，动态监控管理绩效变化，即时反馈和纠正管理中存在的问题，有利于企业及时发现问题，及时控制经营风险。
3 结论
数字化电厂的发展方向是信息化、数字化、智能化。到目前为止没有统一的模式，仍然处于研究摸索阶段。减员增效，管理提升是我们的建设数字化电厂目的。我们应该围绕这个目的，融入先进的管理思想，结合电厂的实际情况，针对性的开发数字化电厂的功能，让数字化电厂为我们切实带来方便与效益。建设数字化电厂是一个不断完善的过程，需要集团公司的政策及技术支持，需要各个单位，各级部门的配合。每个员工都应摆脱传统的粗放管理模式，接受新的管理思想、管理方法和手段。配合相应的考核配套政策，建设适应公司的数字化电厂。