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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(jīng)理 朱珂

和利時自1993年便深耕于自動化技術(shù)的研發(fā)，作為全球領(lǐng)先的自動化與智能化信息技術(shù)解決方案主力供應(yīng)商，具備一流的解決方案和系統(tǒng)集成能力、雄厚的科研實力、經(jīng)驗豐富的專家團(tuán)隊、完善的售后安全保障服務(wù)以及強(qiáng)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(guān)的能源領(lǐng)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(tǒng)以及多個智能火電廠相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)解決方案，其中包括智能發(fā)電控制平臺、智慧管理服務(wù)平臺、對電廠設(shè)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(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析與預(yù)測、電廠生產(chǎn)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(lián)動等前沿技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新與項目的落地應(yīng)用。

電力能源行業(yè)自動化市場五大轉(zhuǎn)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(zhuǎn)型升級階段，和利時近年在電力能源行業(yè)呈現(xiàn)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(xiàn)出相關(guān)特點：

其一，智能化與數(shù)字化加速推進(jìn)。電力能源行業(yè)對自動化系統(tǒng)的智能化要求越來越高，大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù)與自動化技術(shù)進(jìn)行深度融合。例如，通過對大量電力設(shè)備運行數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)設(shè)備的智能診斷、預(yù)測性維護(hù)，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，降低設(shè)備故障率和維護(hù)成本。呈現(xiàn)出以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的自動化控制向智能決策、智能運營轉(zhuǎn)變，提高電力生產(chǎn)和供應(yīng)的效率與可靠性的特點。

其二，分布式能源與微電網(wǎng)發(fā)展。分布式能源（如太陽能、風(fēng)能、小型水電等）快速發(fā)展，與之配套的微電網(wǎng)技術(shù)也日益受到重視。自動化系統(tǒng)需要適應(yīng)分布式能源的間歇性、隨機(jī)性特點，實現(xiàn)對分布式電源、儲能裝置和負(fù)荷的有效協(xié)調(diào)控制。使得電力能源生產(chǎn)和供應(yīng)模式更加分散化、多元化，自動化系統(tǒng)需要具備更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性，以滿足不同類型能源的接入和協(xié)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(tǒng)不僅要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確控制，還要能夠?qū)δ茉聪倪M(jìn)行實時監(jiān)測和分析，為優(yōu)化能源利用提供依據(jù)。現(xiàn)如今，新一代的智能自動化系統(tǒng)不僅強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的集成性和綜合性，更突出了能夠?qū)⒛茉垂芾砼c生產(chǎn)過程控制緊密結(jié)合的優(yōu)勢，通過優(yōu)化調(diào)度和控制策略，實現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)能減排目標(biāo)。

其四，對系統(tǒng)安全性和可靠性要求更高。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜性的增加，以及網(wǎng)絡(luò)安全威脅的日益嚴(yán)峻，對自動化系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)安全事件對電力系統(tǒng)的影響。為了應(yīng)對以上需求，新一代的智能化系統(tǒng)需要采用更加先進(jìn)的安全防護(hù)技術(shù)和可靠性設(shè)計，確保自動化系統(tǒng)在各種復(fù)雜環(huán)境和工況下穩(wěn)定運行，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定供電。

其五，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與互聯(lián)互通趨勢增強(qiáng)。為了實現(xiàn)不同廠家設(shè)備和系統(tǒng)之間的兼容性和互操作性，電力能源行業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)?biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的呼聲越來越高。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，自動化系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)（如企業(yè)管理系統(tǒng)、智慧城市系統(tǒng)等）的互聯(lián)互通需求也日益迫切。因此，推動行業(yè)建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系也成為大勢所趨。各大廠商可藉此時機(jī)，促進(jìn)自動化系統(tǒng)的開放性和兼容性，實現(xiàn)信息的共享和協(xié)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(shù)未來趨勢

從和利時在電力能源行業(yè)的自動化技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展角度來看，未來將呈現(xiàn)出以下五大技術(shù)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(shù)據(jù)采集：通過更先進(jìn)的傳感器技術(shù)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)備運行狀態(tài)、能源消耗、環(huán)境參數(shù)等多維度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)、實時感知與采集。

·智能分析與決策：利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與挖掘，預(yù)測設(shè)備故障、優(yōu)化能源調(diào)度、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

·智能控制與執(zhí)行：基于智能分析的結(jié)果，實現(xiàn)對電力設(shè)備的自動化、精準(zhǔn)化控制。

（2）分布式能源與微電網(wǎng)技術(shù)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(fēng)能、生物質(zhì)能等分布式能源，實現(xiàn)多種能源形式的協(xié)同互補(bǔ)。例如，構(gòu)建“風(fēng)光儲”一體化項目，將光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電與儲能系統(tǒng)相結(jié)合，克服單一能源的不穩(wěn)定性和間歇性，提高能源供應(yīng)的可靠性和可持續(xù)性。

·微電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化：微電網(wǎng)的控制技術(shù)、能量管理系統(tǒng)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(wǎng)故障時保障局部區(qū)域的電力供應(yīng)；同時，在并網(wǎng)運行時與主電網(wǎng)實現(xiàn)良好的互動和協(xié)調(diào)，優(yōu)化電力資源的分配。

·分布式能源與大電網(wǎng)的融合：通過先進(jìn)的通信技術(shù)和協(xié)調(diào)控制策略，實現(xiàn)分布式能源在大電網(wǎng)中的有序接入、合理調(diào)度和協(xié)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(wǎng)的沖擊。

（3）通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用強(qiáng)化。主要包括以下三個方面：

·高速、可靠通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：發(fā)展高速寬帶通信技術(shù)，如5G通信，滿足電力系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的實時傳輸需求，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃裕瑸檫h(yuǎn)程監(jiān)控、實時控制等提供有力支撐。確保在復(fù)雜的電力生產(chǎn)和傳輸環(huán)境下，數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定、快速地傳輸，如實現(xiàn)對偏遠(yuǎn)地區(qū)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和控制指令的快速下達(dá)。

·物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用拓展：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)電力設(shè)備之間的互聯(lián)互通和信息共享。每臺設(shè)備都成為物聯(lián)網(wǎng)中的一個節(jié)點，能夠?qū)崟r上傳自身狀態(tài)信息并接收控制指令，構(gòu)建全面感知、萬物互聯(lián)的電力系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個電力網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理和智能化控制。

·通信與自動化系統(tǒng)的融合：通信技術(shù)與電力自動化系統(tǒng)深度融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫傳輸和系統(tǒng)的協(xié)同工作。自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速決策和控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度，實現(xiàn)對電網(wǎng)的高效調(diào)度和精準(zhǔn)控制。

（4）能源管理與優(yōu)化調(diào)度精細(xì)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(jìn)行統(tǒng)一管理和優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)不同能源之間的協(xié)同互補(bǔ)和梯級利用，提高能源利用效率。

·優(yōu)化調(diào)度算法與模型改進(jìn)：運用更先進(jìn)的優(yōu)化算法和數(shù)學(xué)模型，對電力系統(tǒng)的調(diào)度方案進(jìn)行優(yōu)化計算。考慮更多的約束條件和目標(biāo)函數(shù)，如節(jié)能減排目標(biāo)、設(shè)備運行壽命等，得出更加科學(xué)、合理的調(diào)度策略，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行和環(huán)保運行。同時，結(jié)合實時數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，使其適應(yīng)電力系統(tǒng)的動態(tài)變化。

·需求響應(yīng)與虛擬電廠：通過自動化技術(shù)實現(xiàn)對用戶側(cè)需求的精準(zhǔn)響應(yīng)和管理，鼓勵用戶根據(jù)電價信號、激勵政策等調(diào)整用電行為，實現(xiàn)削峰填谷，提高電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。發(fā)展虛擬電廠技術(shù)，將分布式能源、儲能設(shè)備、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等資源進(jìn)行整合和優(yōu)化配置，通過自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬電廠的集中管理和協(xié)調(diào)運行，作為一種靈活的電力資源參與電力市場交易和電網(wǎng)調(diào)度。

（5）安全與可靠性技術(shù)升級。主要包括以下三個方面：

·網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)加強(qiáng)：隨著電力系統(tǒng)自動化、智能化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險日益凸顯。采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，如加密技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、入侵檢測技術(shù)等，保障電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的安全。建立完善的網(wǎng)絡(luò)安全管理體系，制定嚴(yán)格的安全策略和規(guī)范，加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)安全事件的監(jiān)測和預(yù)警，提高應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)攻擊的能力，防止因網(wǎng)絡(luò)安全問題導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障或數(shù)據(jù)泄露。

·設(shè)備可靠性提升：研發(fā)和應(yīng)用高可靠性的電力設(shè)備和自動化系統(tǒng)組件，提高設(shè)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(shù)，實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障并進(jìn)行預(yù)警和處理。

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

電力能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

針對電力能源行業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢來看，個人認(rèn)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(shù)字化、智能化可以提高能源生產(chǎn)效率。例如人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)可以對能源生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，預(yù)測設(shè)備故障，實現(xiàn)精準(zhǔn)維護(hù)，減少停機(jī)時間，提高設(shè)備利用率和能源生產(chǎn)效率。其次，可以優(yōu)化能源分配和調(diào)度。如借助大數(shù)據(jù)分析和智能算法，能夠根據(jù)實時的能源需求和供應(yīng)情況，進(jìn)行精準(zhǔn)的能源分配和調(diào)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(diào)度實現(xiàn)電網(wǎng)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(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型還能促進(jìn)可再生能源的整合。再生能源如太陽能、風(fēng)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(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，可以對可再生能源的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，更好地與傳統(tǒng)能源進(jìn)行協(xié)同配合，提高可再生能源在能源系統(tǒng)中的占比，推動能源結(jié)構(gòu)向低碳、可持續(xù)方向發(fā)展。第四，電力能源行業(yè)的數(shù)字化、智能化發(fā)展可以提升能源管理的精細(xì)化程度。云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可以實現(xiàn)對海量能源數(shù)據(jù)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(jù)這些數(shù)據(jù)制定更科學(xué)的能源管理策略，從宏觀的能源生產(chǎn)規(guī)劃到微觀的用戶用能管理，都能實現(xiàn)精細(xì)化操作，降低能源成本和碳排放。最后，電力能源行業(yè)的數(shù)字化、智能化可以極大地增強(qiáng)用戶的實際體驗。通過智能化的能源管理系統(tǒng)，用戶可以實時了解自己的用能情況，根據(jù)價格信號和自身需求靈活調(diào)整用能方式，實現(xiàn)節(jié)能降耗。同時，智能電網(wǎng)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(shè)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(wǎng)，提高能源利用的自主性和經(jīng)濟(jì)性。

電力能源行業(yè)的數(shù)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(shù)據(jù)安全與隱私問題。大量的能源數(shù)據(jù)涉及到用戶隱私和能源系統(tǒng)的安全。在數(shù)字化、智能化過程中，必須加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全防護(hù)，采取嚴(yán)格的加密、訪問控制等措施，防止數(shù)據(jù)泄露和被惡意攻擊。同時，要制定完善的數(shù)據(jù)隱私政策，明確數(shù)據(jù)的使用范圍和權(quán)限，保障用戶的合法權(quán)益。其次，不同設(shè)備廠商制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同，且不同的設(shè)備和信息化系統(tǒng)間因為安全和隱私性等問題，導(dǎo)致不同的能源設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)之間可能存在兼容性問題。需要建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保各種設(shè)備和系統(tǒng)能夠無縫對接、協(xié)同工作。此外，技術(shù)的快速發(fā)展也要求行業(yè)不斷更新和完善標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)新的應(yīng)用場景和需求。第三，電力能源行業(yè)的數(shù)字化、智能化發(fā)展的過程中將面臨人才短缺的問題。數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型需要既懂能源技術(shù)又掌握信息技術(shù)的復(fù)合型人才。當(dāng)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(xùn)、企業(yè)內(nèi)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(shù)和設(shè)備需要大量的資金投入，包括硬件設(shè)施建設(shè)、軟件系統(tǒng)開發(fā)、技術(shù)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(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的可持續(xù)性。同時，政府也可以通過政策支持、補(bǔ)貼等方式，鼓勵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)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(shù)研發(fā)與創(chuàng)新方面，和利時加大了在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等領(lǐng)域的研發(fā)投入：不斷提升自身的技術(shù)實力，開發(fā)出適應(yīng)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(yīng)用。結(jié)合邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的實時控制和數(shù)據(jù)處理，降低數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高系統(tǒng)的響應(yīng)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(lǐng)域技術(shù)的先進(jìn)性和前瞻性，我們加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)、高校的合作。開展了一系列的產(chǎn)學(xué)研合作項目，共同攻克關(guān)鍵技術(shù)難題，推動技術(shù)創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

其次，在產(chǎn)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(tǒng)。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(tǒng)，幫助電力企業(yè)實現(xiàn)對發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制和高效管理。與此同時，基于云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，積極研發(fā)和構(gòu)建能源管理平臺，為用戶提供能源數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、分析和報告服務(wù)，協(xié)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(gòu)建方面，和利時不斷增進(jìn)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(shù)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(wù)。并且，攜手云計算服務(wù)提供商、大數(shù)據(jù)分析公司等信息技術(shù)企業(yè)建立合作伙伴關(guān)系，整合各方優(yōu)勢資源，共同打造完整的電力能源數(shù)字化、智能化解決方案。在參與行業(yè)項目建設(shè)過程中，借助典型項目的建設(shè)與實際應(yīng)用落地，積極參與電力能源行業(yè)數(shù)字化、智能化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，爭取在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定中占據(jù)話語權(quán)，引領(lǐng)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(nèi)市場，持續(xù)關(guān)注國內(nèi)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(nèi)重大電力項目的建設(shè)，提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，進(jìn)一步擴(kuò)大在國內(nèi)市場的份額。同時，更利用自身的技術(shù)優(yōu)勢和豐富經(jīng)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(shè)，輸出中國的數(shù)字化、智能化電力技術(shù)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(xiàn)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(jīng)理，從事火電發(fā)電智能發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用研究。曾榮獲國家能源科技進(jìn)步獎二等獎，中國電力科學(xué)技術(shù)獎一等獎，以及第二屆全國電力行業(yè)設(shè)備管理先進(jìn)工作者。

摘自《自動化博覽》2024年9月刊