★杭州和利时自动化有限公司朱珂

杭州和利时自动化有限公司火电事业部副总经理 朱珂

和利时自1993年便深耕于自动化技术的研发，作为全球领先的自动化与智能化信息技术解决方案主力供应商，具备一流的解决方案和系统集成能力、雄厚的科研实力、经验丰富的专家团队、完善的售后安全保障服务以及强大的市场占有率。和利时可为火电、热电及新能源行业等诸多电力相关的能源领域提供如和利时智能DCS、和利时工业光纤总线智能I/O系统以及多个智能火电厂相关的先进技术解决方案，其中包括智能发电控制平台、智慧管理服务平台、对电厂设备的智能化监控和全生命周期管理、能源的高效管理与优化、数据的精准分析与预测、电厂生产运行的智慧决策管理和厂区的智慧安全管控等解决方案，并积极推动虚拟控制、工业视频联动等前沿技术的研发创新与项目的落地应用。

电力能源行业自动化市场五大转变

因国家双碳政策的推行和电力能源行业正处于智能化、智慧化的转型升级阶段，和利时近年在电力能源行业呈现了良好的发展态势。以2023年为例，智能电厂项目合同总额就超1.45亿元。智能项目合同额同比增长125%。

从我个人的感受来说，电力能源行业自动化市场正在发生以下五点变化并呈现出相关特点：

其一，智能化与数字化加速推进。电力能源行业对自动化系统的智能化要求越来越高，大数据、人工智能、云计算等技术与自动化技术进行深度融合。例如，通过对大量电力设备运行数据的分析，实现设备的智能诊断、预测性维护，提前发现设备潜在故障，降低设备故障率和维护成本。呈现出以数据为驱动，实现从传统的自动化控制向智能决策、智能运营转变，提高电力生产和供应的效率与可靠性的特点。

其二，分布式能源与微电网发展。分布式能源（如太阳能、风能、小型水电等）快速发展，与之配套的微电网技术也日益受到重视。自动化系统需要适应分布式能源的间歇性、随机性特点，实现对分布式电源、储能装置和负荷的有效协调控制。使得电力能源生产和供应模式更加分散化、多元化，自动化系统需要具备更强的灵活性和适应性，以满足不同类型能源的接入和协同运行需求。

其三，能源管理与节能增效需求提升。在环保政策和能源成本上升的压力下，电力企业更加注重能源管理和节能增效。自动化系统不仅要实现对生产过程的精确控制，还要能够对能源消耗进行实时监测和分析，为优化能源利用提供依据。现如今，新一代的智能自动化系统不仅强调系统的集成性和综合性，更突出了能够将能源管理与生产过程控制紧密结合的优势，通过优化调度和控制策略，实现能源的高效利用和节能减排目标。

其四，对系统安全性和可靠性要求更高。随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加，以及网络安全威胁的日益严峻，对自动化系统的安全性和可靠性提出了更高要求。例如，要防范黑客攻击、恶意软件入侵等网络安全事件对电力系统的影响。为了应对以上需求，新一代的智能化系统需要采用更加先进的安全防护技术和可靠性设计，确保自动化系统在各种复杂环境和工况下稳定运行，保障电力系统的安全稳定供电。

其五，标准统一与互联互通趋势增强。为了实现不同厂家设备和系统之间的兼容性和互操作性，电力能源行业自动化领域对标准统一的呼声越来越高。同时，随着物联网技术的发展，自动化系统与其他相关系统（如企业管理系统、智慧城市系统等）的互联互通需求也日益迫切。因此，推动行业建立统一的标准体系也成为大势所趋。各大厂商可藉此时机，促进自动化系统的开放性和兼容性，实现信息的共享和协同工作，提高整个电力能源行业的运营效率和管理水平。

电力能源自动化技术未来趋势

从和利时在电力能源行业的自动化技术及应用发展角度来看，未来将呈现出以下五大技术发展趋势：

（1）智能化与自动化深度融合。主要包括以下三个方面：

·智能感知与数据采集：通过更先进的传感器技术，实现对电力系统各环节设备运行状态、能源消耗、环境参数等多维度数据的精准、实时感知与采集。

·智能分析与决策：利用人工智能、机器学习等技术对海量数据进行深度分析与挖掘，预测设备故障、优化能源调度、提高系统稳定性。

·智能控制与执行：基于智能分析的结果，实现对电力设备的自动化、精准化控制。

（2）分布式能源与微电网技术发展。主要包括以下三个方面：

·分布式能源集成：更好地整合太阳能、风能、生物质能等分布式能源，实现多种能源形式的协同互补。例如，构建“风光储”一体化项目，将光伏发电、风力发电与储能系统相结合，克服单一能源的不稳定性和间歇性，提高能源供应的可靠性和可持续性。

·微电网技术优化：微电网的控制技术、能量管理系统不断完善，使其能够更加灵活、高效地运行。具备孤岛运行能力，在主电网故障时保障局部区域的电力供应；同时，在并网运行时与主电网实现良好的互动和协调，优化电力资源的分配。

·分布式能源与大电网的融合：通过先进的通信技术和协调控制策略，实现分布式能源在大电网中的有序接入、合理调度和协同运行，充分发挥分布式能源的优势，同时减轻其对大电网的冲击。

（3）通信技术与物联网应用强化。主要包括以下三个方面：

·高速、可靠通信网络建设：发展高速宽带通信技术，如5G通信，满足电力系统中大量数据的实时传输需求，提高数据传输的速度和可靠性，为远程监控、实时控制等提供有力支撑。确保在复杂的电力生产和传输环境下，数据能够稳定、快速地传输，如实现对偏远地区电力设备的远程实时监控和控制指令的快速下达。

·物联网技术应用拓展：基于物联网技术，实现电力设备之间的互联互通和信息共享。每台设备都成为物联网中的一个节点，能够实时上传自身状态信息并接收控制指令，构建全面感知、万物互联的电力系统，实现对整个电力网络的精细化管理和智能化控制。

·通信与自动化系统的融合：通信技术与电力自动化系统深度融合，实现数据的无缝传输和系统的协同工作。自动化控制系统能够实时获取通信网络中的数据，并根据数据进行快速决策和控制，提高系统的响应速度和控制精度，实现对电网的高效调度和精准控制。

（4）能源管理与优化调度精细化。主要包括以下三个方面：

·多能源综合管理：对电力、热力、天然气等多种能源形式进行统一管理和优化调度，实现不同能源之间的协同互补和梯级利用，提高能源利用效率。

·优化调度算法与模型改进：运用更先进的优化算法和数学模型，对电力系统的调度方案进行优化计算。考虑更多的约束条件和目标函数，如节能减排目标、设备运行寿命等，得出更加科学、合理的调度策略，实现电力系统的经济运行和环保运行。同时，结合实时数据对模型进行动态调整和优化，使其适应电力系统的动态变化。

·需求响应与虚拟电厂：通过自动化技术实现对用户侧需求的精准响应和管理，鼓励用户根据电价信号、激励政策等调整用电行为，实现削峰填谷，提高电力系统的灵活性和稳定性。发展虚拟电厂技术，将分布式能源、储能设备、可调节负荷等资源进行整合和优化配置，通过自动化控制系统实现虚拟电厂的集中管理和协调运行，作为一种灵活的电力资源参与电力市场交易和电网调度。

（5）安全与可靠性技术升级。主要包括以下三个方面：

·网络安全防护加强：随着电力系统自动化、智能化程度的提高，网络安全风险日益凸显。采用先进的网络安全技术，如加密技术、身份认证技术、入侵检测技术等，保障电力系统通信网络和数据的安全。建立完善的网络安全管理体系，制定严格的安全策略和规范，加强对网络安全事件的监测和预警，提高应对网络攻击的能力，防止因网络安全问题导致电力系统故障或数据泄露。

·设备可靠性提升：研发和应用高可靠性的电力设备和自动化系统组件，提高设备的抗干扰能力、故障自愈能力和使用寿命。通过在线监测和故障诊断技术，实时掌握设备的运行状态，及时发现潜在故障并进行预警和处理。

·系统稳定性与冗余设计：在自动化系统设计中，充分考虑系统的稳定性和冗余性。采用冗余的硬件设备、通信链路和控制策略，确保在部分设备或链路出现故障时，系统能够自动切换到备用设备或链路，保持系统的正常运行。

电力能源行业数字化转型的机遇与挑战

针对电力能源行业数字化、智能化的发展趋势来看，个人认为既有积极的意义，同时也存在着一定的困难和挑战。

从积极意义方面来说，电力能源行业的数字化、智能化可以提高能源生产效率。例如人工智能、大数据等技术可以对能源生产设备进行实时监测和分析，预测设备故障，实现精准维护，减少停机时间，提高设备利用率和能源生产效率。其次，可以优化能源分配和调度。如借助大数据分析和智能算法，能够根据实时的能源需求和供应情况，进行精准的能源分配和调度，合理分配电力资源，优先保障重要区域和用户的用电需求，同时通过智能调度实现电网的稳定运行，减少能源浪费和供电压力。第三，电力能源行业的数字化、智能化转型还能促进可再生能源的整合。再生能源如太阳能、风能因其特殊性，使得其作为能源供给方具有间歇性和波动性等不利因素。利用大数据和人工智能技术，可以对可再生能源的发电数据进行分析和预测，更好地与传统能源进行协同配合，提高可再生能源在能源系统中的占比，推动能源结构向低碳、可持续方向发展。第四，电力能源行业的数字化、智能化发展可以提升能源管理的精细化程度。云计算和大数据技术的迅猛发展，可以实现对海量能源数据的存储和分析，为能源企业提供更全面、深入的洞察。企业可以依据这些数据制定更科学的能源管理策略，从宏观的能源生产规划到微观的用户用能管理，都能实现精细化操作，降低能源成本和碳排放。最后，电力能源行业的数字化、智能化可以极大地增强用户的实际体验。通过智能化的能源管理系统，用户可以实时了解自己的用能情况，根据价格信号和自身需求灵活调整用能方式，实现节能降耗。同时，智能电网和分布式能源的发展也使得用户可以更加便捷地参与到能源市场中，例如通过安装分布式光伏发电设备，用户不仅可以满足自身用电需求，还可以将多余的电力出售给电网，提高能源利用的自主性和经济性。

电力能源行业的数字化、智能化发展同时也会面临诸多的挑战和困难。首先，便是数据安全与隐私问题。大量的能源数据涉及到用户隐私和能源系统的安全。在数字化、智能化过程中，必须加强数据安全防护，采取严格的加密、访问控制等措施，防止数据泄露和被恶意攻击。同时，要制定完善的数据隐私政策，明确数据的使用范围和权限，保障用户的合法权益。其次，不同设备厂商制定的技术标准都不尽相同，且不同的设备和信息化系统间因为安全和隐私性等问题，导致不同的能源设备、系统和技术之间可能存在兼容性问题。需要建立统一的技术标准和规范，确保各种设备和系统能够无缝对接、协同工作。此外，技术的快速发展也要求行业不断更新和完善标准，以适应新的应用场景和需求。第三，电力能源行业的数字化、智能化发展的过程中将面临人才短缺的问题。数字化、智能化转型需要既懂能源技术又掌握信息技术的复合型人才。当前，这类人才相对短缺，行业需要加大人才培养力度，通过高校教育、职业培训、企业内部培养等多种方式，打造一支能够满足行业发展需求的专业人才队伍。最后，便是成本投入的问题。引入新的信息技术和设备需要大量的资金投入，包括硬件设施建设、软件系统开发、技术研发等方面。能源企业需要合理评估投资回报，寻找合适的商业模式和融资渠道，以确保数字化、智能化转型的可持续性。同时，政府也可以通过政策支持、补贴等方式，鼓励企业进行技术创新和转型发展。

针对以上的困难和挑战，和利时也做出了一定的战略布局。首先在技术研发与创新方面，和利时加大了在人工智能、大数据、云计算等领域的研发投入：不断提升自身的技术实力，开发出适应电力能源行业需求的智能化解决方案。同时，积极探索边缘计算在电力能源场景中的应用。结合边缘计算技术，实现对现场设备的实时控制和数据处理，降低数据传输延迟，提高系统的响应速度和可靠性，满足电力能源行业对实时性和稳定性的高要求。并且，为了充分保证和利时在电力能源领域技术的先进性和前瞻性，我们加强与科研机构、高校的合作。开展了一系列的产学研合作项目，共同攻克关键技术难题，推动技术创新成果的转化和应用。

其次，在产品与解决方案层面，和利时不仅提供智能化的电力能源控制系统。开发具备智能感知、自动控制和优化决策功能的控制系统，帮助电力企业实现对发电、输电、配电等环节的精准控制和高效管理。与此同时，基于云计算、人工智能、大数据等技术，积极研发和构建能源管理平台，为用户提供能源数据的实时监测、分析和报告服务，协助用户制定节能策略和能源优化方案，帮助企业降低能源成本。

第三，在行业合作与生态构建方面，和利时不断增进与电力能源企业深度合作。了解电力企业的实际需求，共同开展数字化、智能化项目的实施，为电力企业提供从咨询、规划到实施、运维的一站式服务。并且，携手云计算服务提供商、大数据分析公司等信息技术企业建立合作伙伴关系，整合各方优势资源，共同打造完整的电力能源数字化、智能化解决方案。在参与行业项目建设过程中，借助典型项目的建设与实际应用落地，积极参与电力能源行业数字化、智能化相关标准的制定工作，争取在行业标准制定中占据话语权，引领行业发展方向，提高自身的市场竞争力和行业影响力。

最后，在市场拓展与全球布局的角度上来说，和利时不仅着眼于巩固国内市场，持续关注国内电力能源行业的发展动态和市场需求，积极参与国内重大电力项目的建设，提供优质的产品和服务，进一步扩大在国内市场的份额。同时，更利用自身的技术优势和丰富经验，积极拓展国际市场。参与“一带一路”沿线国家的电力能源项目建设，输出中国的数字化、智能化电力技术和解决方案，提升国际知名度和品牌影响力。

作者简介：

朱　珂（1978-），副高级工程师，硕士，现就职于杭州和利时自动化有限公司，任杭和火电事业部副总经理，从事火电发电智能发电领域应用研究。曾荣获国家能源科技进步奖二等奖，中国电力科学技术奖一等奖，以及第二届全国电力行业设备管理先进工作者。

摘自《自动化博览》2024年9月刊