综合能源发展概述？

综合能源发展概述？

理论上讲，综合能源系统并非一个全新的概念，因为在能源领域中，长期存在着不同能源形式协同优化的情况，如CCHP发电机组通过高低品位热能与电能的协调优化，以达到燃料利用效率提升的目的;冰蓄冷设备则协调电能和冷能（也可视为一种热能），以达到电能削峰填谷的目的。本质上讲，CCHP和冰蓄冷设备都属于局部的综合能源系统。事实上，综合能源系统的概念最早来源于热电协同优化领域的研究。

综合能源系统特指在规划、建设和运行等过程中，通过对能源的产生、传输与分配（能源网络）、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后，形成的能源产供销一体化系统。它主要由供能网络（如供电、供气、供冷/热等网络）、能源交换环节（如CCHP机组、发电机组、锅炉、空调、热泵等）、能源存储环节（储电、储气、储热、储冷等）、终端综合能源供用单元（如微网）和大量终端用户共同构成。

各国研究

美国在2001年提出了综合能源系统发展计划，目标是促进分布式能源（DER）和热电联供（CombinedHeating and Power，CHP）技术的推广应用以及提高清洁能源使用比重。2007年美国颁布了能源独立和安全法，以立法形式要求社会主要供用能环节必须开展综合能源规划;而随着天然气使用比例的不断提升，如2011年后美国25%以上的能源消耗源于天然气，美国自然科学基金会、能源部等机构设立多项课题，研究天然气与电力系统之间的耦合关系。奥巴马总统推进的智能电网国家战略，其愿景是构建一个高效能、低投资、安全可靠、智能灵活的综合能源网络，而智能化的电力网络在其中起到核心枢纽作用。

加拿大将综合能源系统视为实现其2050年减排目标的重要支撑技术，而关注的重点是社区级综合能源系统（Integrated Community Energy System，ICES）的研究与建设，为此加拿大政府在2009年后颁布了多项法案，以助推ICES研究、示范和建设。

欧洲同样很早就开展了综合能源系统相关研究，并最早付诸实施。通过欧盟框架项目，欧洲各国在此领域开展了卓有成效的研究工作。除在欧盟整体框架下推进该领域研究外，欧洲各国还根据自身需求开展了一些特色研究。以英国为例，英国工程与物理科学研究会资助了大批该领域的研究项目，涉及可再生能源入网，不同能源间的协同，能源与交通系统和基础设施的交互影响以及建筑能效提升等诸多方面。

日本由于其能源严重依赖进口，因此成为最早开展综合能源系统研究的亚洲国家，并希望通过该领域的技术创新进步，缓解其能源供应压力。在政府大力推动下，日本各界从不同方面对综合能源系统开展了广泛研究（如NEDO倡导开展的智能社区和智能微网研究）。

我国已通过973计划、863计划、国家自然科学基金等研究计划，启动了众多与综合能源系统相关的科技研发项目，并与新加坡、德国、英国等国家共同开展了这一领域的很多国际合作，内容涉及基础理论、关键技术、核心设备和工程示范等多个方面。两大电网公司、天津大学、清华大学、华南理工大学、河海大学、中国科学院等研究单位已形成综合能源系统领域较为稳固的科研团队和研究方向。

意义

提出综合能源系统有三重意义，第一，创新管理体制。实现多种能源子系统的统筹管理和协调规划，打破体制壁垒。第二，创新技术。通过研究研发异质能源物理特性，明晰各种能源之间的互补性以及它的可替代性。开发转换和存储新技术，提高能源开发和利用效率，搭配技术壁垒。第三，创新市场模式。建立统一的市场价值衡量标准，以及价值的转换媒介。使得能源的转换和互补能够体现出经济和社会价值，不断挖掘新的潜在市场。

中国智慧电厂发展情况如何，哪些电力集团正在做？有没有哪些标杆项目？

一、现实倒逼，智慧电厂成必然趋势

中国多煤，贫油，少气。水电开发周期长，核电不稳定，新能源概念化。电能中火电依旧占比60%以上，承担国内电力供应的重担依旧落在传统电厂

发展步入新常态，两化要深度融合。电企迫切需要改变粗放型管理模式，推进制度、管理、科技创新，培育新成长优势，提升管控力度，降本增效，提高企业管理水平和核心竞争力

中国政府要求环境与经济两手都要抓，两手都要硬。双重压力下，聚焦现有电厂升级改造，智慧电厂的兴起既顺应时代发展，又是传统电力企业自我变革的必经之路

二、智慧电厂的定义、特点及技术路线

目前对智慧电厂的定义可以说是百家争鸣，尚无统一定论，很多学者提出了不同的见解

科远董事长刘国耀认为智慧电厂是数字化电厂结合智能系统后的进一步发展，将以新型传感、物联网、人工智能、虚拟现实为技术支撑，以创新的管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，具有数字化、信息化、可视化、智能化等特点，将最大限度地实现电厂的安全、经济、高效、环保运行

东南大学王培红先生认为智慧电厂由信息化、数字化、智能化等技术支撑，智能化就是知识化，具有感知能力（获取外部信息的能力）、记忆和思维能力（存储信息并有思维产生知识）、学习能力和自适应能力（学习并运用知识）三类特点

《智能电厂技术发展纲要》指出智能电厂是在广泛采用现代数字信息处理和通信技术基础上，集成智能传感与执行、智能控制和管理决策等技术，达到安全、高效、环保运行并与智能电网相互协调

华北电力大学李彦斌认为智慧型电厂是以执行力体系、信息化体系、节能环保体系、预警体系、学习型企业体系和企业文化体系六大管理体系作为支撑，是适应我国电力改革的必然产物

2、智慧电厂的标准特点

一个标准的智慧电厂要具有5大特点：始于感知、精于计算、巧于决策、勤于执行、善于学习。

参考资料：什么是智慧电厂

三、数字化电厂/智慧电厂主要供应商分析

西门子：国际巨头。目前主要切入方式是做三维数字化建模和燃机系统诊断，提供三维数字化档案。燃机系统诊断功能非常出色而三维模型与信息化系统、管理系统的集成涉及较少，另费用很高。

鹏锐科技：从原PDMS销售转过来，其建设数字化电厂主要依靠其三维建模能力。如其参与的京能高安屯燃机电厂，就是采用的三维建模+档案模式。

科远股份：热工控制和电厂信息化业务起家，智慧电厂各功能模块较为完善且同信息化、管理系统融合的较好。目前业绩最多。其参与的大唐姜堰、大唐南电等项目主要通过根据电厂需求有机融合不同功能模块，可行性较好。

四、国内电力集团智慧电厂样板工程汇总

目前，国内各个发电集团都在积极上马智慧电厂，竖立样板工程。

大唐集团

大唐集团通过打造大唐姜堰智慧电厂、大唐南电等重点智慧电厂样板工程，走在了中国智慧电厂的建设前列。2016年，中国大唐、东南大学、科远股份共同签署了协同创新及产学研战略合作协议，三方将共同就智慧电厂重要构成模块探索大唐集团智慧电厂和智慧能源集团建设模式。

大唐姜堰智慧电厂

全国首家智慧电厂。其智慧电厂模式共包含五大功能模块：基于互联网+的安全生产管理系统、基于大数据分析的运行优化系统、基于专家系统的三维可视化故障诊断系统、三维数字化档案和三维可视化智能培训系统。因为其标志性意义，所以网上资料较为公开：

大唐南电智慧电厂

其智慧电厂规划八大功能模块：三维数字档案和可视化立体设备模型、锅炉CT、智能燃烧及智能掺配、智能排放、汽轮机冷端优化、故障诊断和事故预报、基于互联网+的安全生产管理系统、智慧管控中心。据悉作为汽轮机冷端优化部分的凝汽器清洗机器人已投入使用，锅炉CT部分也将在近期上马。整个智慧电厂系统完全完成后其将成为全国首家煤机智慧电厂。

京能集团

京能高安屯热电是全国第一个数字化热电厂，其首创将互联网技术运用到传统的电力行业，运用大数据进行生产管理、三维仿真训练等。

除高安屯之外，据悉京能集团正在建设的十堰热电也将按智慧电厂标准建设，将采用大数据三维仿真平台技术，实施数字化全寿命周期管理，让投资、设计、施工、工期控制、交付、运行、检修、维护、物料保障、专业协作、资金配套等过程在项目全寿命周期内可视化、透明化、实时化、数字化、互动化、仿真化、流程化。项目还将配备自启停功能（APS），达产后将是京能集团首台实现APS功能的超临界燃煤机组

江苏国信集团

江苏国信集团正在建设高邮、仪征2座6F级燃机智慧电厂示范项目，其将以现有的数字化电厂为基础，包含智能设备、智能运行、智能检修、厂级智慧决策以及集团级智慧决策五个方面， 从智能设备管理、智能运行管理及优化、智能感知安全管理、可视化仿真培训系统的应用四方面展开，以三维可视化技术，大数据分析，工业机器人等技术为突破口，实现“电力流、信息流、业务流”一体化融合，助力集团在“十三五”期间进一步的发展。

格盟国际

据悉山西赵庄鑫光发电有限公司将成为格盟集团重点打造的智慧电厂样板工程。其智慧电厂管控系统将建立电厂数据仓库和三维模型，实现三维实时信息监视；结合大数据分析，建立生产和运行优化系统；利用三维可视化技术，实现设备可视化诊断分析和动态寿命管理；通过智能感知技术，实现互联网+的安全管理系统；结合离在线多维度诊断技术，实现设备精密点检系统，开展可预知状态检修；通过在线指标统计和分析，为管理者提供辅助决策。通过智慧化建设，实现对设备的故障诊断和寿命管理、系统的优化控制，达到信息采集数字化、信息传输网络化、数据分析软件化、决策系统科学化、运行控制最优化。

神华国华电力公司

神华国华电力公司通过将所属电厂中75 类重要设备的全部相关信息集中采集和处理以实现电厂大数据管理，并将在其基础上构建智慧电厂。一横：集成单体设备数据，实现同类型设备信息及知识经验的电厂间横向交流共享，实现信息系统集成，打通信息孤岛；一纵：集成设备数据，实现公司、国华电力研究院和电厂上下贯通的设备数据库；三层次：一层为设备数据库入口导航；二层是针对公司同类设备的集合比较；三层则围绕设备精细化管理，做实设备基础数据，在不同层面支持设备现场分析和专家分析，提升设备管理的科学性。

当前电力企业中的火电厂面临着转型的严肃问题，智慧电厂、两化融合和管控一体化、CPS在火电厂的应用与发展将是未来电厂发展的重要方向，目前发展状况如何？

一、现实倒逼，智慧电厂成必然趋势

中国多煤，贫油，少气。水电开发周期长，核电不稳定，新能源概念化。电能中火电依旧占比60%以上，承担国内电力供应的重担依旧落在传统电厂

发展步入新常态，两化要深度融合。电企迫切需要改变粗放型管理模式，推进制度、管理、科技创新，培育新成长优势，提升管控力度，降本增效，提高企业管理水平和核心竞争力

中国政府要求环境与经济两手都要抓，两手都要硬。双重压力下，聚焦现有电厂升级改造，智慧电厂的兴起既顺应时代发展，又是传统电力企业自我变革的必经之路

二、智慧电厂的定义、特点及技术路线

目前对智慧电厂的定义可以说是百家争鸣，尚无统一定论，很多学者提出了不同的见解

科远董事长刘国耀认为智慧电厂是数字化电厂结合智能系统后的进一步发展，将以新型传感、物联网、人工智能、虚拟现实为技术支撑，以创新的管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，具有数字化、信息化、可视化、智能化等特点，将最大限度地实现电厂的安全、经济、高效、环保运行

东南大学王培红先生认为智慧电厂由信息化、数字化、智能化等技术支撑，智能化就是知识化，具有感知能力（获取外部信息的能力）、记忆和思维能力（存储信息并有思维产生知识）、学习能力和自适应能力（学习并运用知识）三类特点

《智能电厂技术发展纲要》指出智能电厂是在广泛采用现代数字信息处理和通信技术基础上，集成智能传感与执行、智能控制和管理决策等技术，达到安全、高效、环保运行并与智能电网相互协调

华北电力大学李彦斌认为智慧型电厂是以执行力体系、信息化体系、节能环保体系、预警体系、学习型企业体系和企业文化体系六大管理体系作为支撑，是适应我国电力改革的必然产物

智慧电厂的标准特点

一个标准的智慧电厂要具有5大特点：始于感知、精于计算、巧于决策、勤于执行、善于学习。

三、数字化电厂/智慧电厂主要供应商分析

西门子：国际巨头。目前主要切入方式是做三维数字化建模和燃机系统诊断，提供三维数字化档案。燃机系统诊断功能非常出色而三维模型与信息化系统、管理系统的集成涉及较少，另费用很高。

鹏锐技术：从原PDMS销售转过来，其建设数字化电厂主要依靠其三维建模能力。如其参与的京能高安屯燃机电厂，就是采用的三维建模+档案模式。

科远股份：热工控制和电厂信息化业务起家，智慧电厂各功能模块较为完善且同信息化、管理系统融合的较好。目前业绩最多。其参与的大唐姜堰、大唐南电等项目主要通过根据电厂需求有机融合不同功能模块，可行性较好。

四、国内电力集团智慧电厂样板工程汇总

目前，国内各个发电集团都在积极上马智慧电厂，竖立样板工程。

大唐集团

大唐集团通过打造大唐姜堰智慧电厂、大唐南电等重点智慧电厂样板工程，走在了中国智慧电厂的建设前列。2016年，中国大唐、东南大学、科远股份共同签署了协同创新及产学研战略合作协议，三方将共同就智慧电厂重要构成模块探索大唐集团智慧电厂和智慧能源集团建设模式。

大唐姜堰智慧电厂

全国首家智慧电厂。其智慧电厂模式共包含五大功能模块：基于互联网+的安全生产管理系统、基于大数据分析的运行优化系统、基于专家系统的三维可视化故障诊断系统、三维数字化档案和三维可视化智能培训系统。因为其标志性意义，所以网上资料较为公开

大唐南电智慧电厂

其智慧电厂规划八大功能模块：三维数字档案和可视化立体设备模型、锅炉CT、智能燃烧及智能掺配、智能排放、汽轮机冷端优化、故障诊断和事故预报、基于互联网+的安全生产管理系统、智慧管控中心。据悉作为汽轮机冷端优化部分的凝汽器清洗机器人已投入使用，锅炉CT部分也将在近期上马。整个智慧电厂系统完全完成后其将成为全国首家煤机智慧电厂。

京能集团

京能高安屯热电是全国第一个数字化热电厂，其首创将互联网技术运用到传统的电力行业，运用大数据进行生产管理、三维仿真训练等。

除高安屯之外，据悉京能集团正在建设的十堰热电也将按智慧电厂标准建设，将采用大数据三维仿真平台技术，实施数字化全寿命周期管理，让投资、设计、施工、工期控制、交付、运行、检修、维护、物料保障、专业协作、资金配套等过程在项目全寿命周期内可视化、透明化、实时化、数字化、互动化、仿真化、流程化。项目还将配备自启停功能（APS），达产后将是京能集团首台实现APS功能的超临界燃煤机组。

江苏国信集团

江苏国信集团正在建设高邮、仪征2座6F级燃机智慧电厂示范项目，其将以现有的数字化电厂为基础，包含智能设备、智能运行、智能检修、厂级智慧决策以及集团级智慧决策五个方面， 从智能设备管理、智能运行管理及优化、智能感知安全管理、可视化仿真培训系统的应用四方面展开，以三维可视化技术，大数据分析，工业机器人等技术为突破口，实现“电力流、信息流、业务流”一体化融合，助力集团在“十三五”期间进一步的发展。

格盟国际

据悉山西赵庄鑫光发电有限公司将成为格盟集团重点打造的智慧电厂样板工程。其智慧电厂管控系统将建立电厂数据仓库和三维模型，实现三维实时信息监视；结合大数据分析，建立生产和运行优化系统；利用三维可视化技术，实现设备可视化诊断分析和动态寿命管理；通过智能感知技术，实现互联网+的安全管理系统；结合离在线多维度诊断技术，实现设备精密点检系统，开展可预知状态检修；通过在线指标统计和分析，为管理者提供辅助决策。通过智慧化建设，实现对设备的故障诊断和寿命管理、系统的优化控制，达到信息采集数字化、信息传输网络化、数据分析软件化、决策系统科学化、运行控制最优化。

神华国华电力公司

神华国华电力公司通过将所属电厂中75 类重要设备的全部相关信息集中采集和处理以实现电厂大数据管理，并将在其基础上构建智慧电厂。一横：集成单体设备数据，实现同类型设备信息及知识经验的电厂间横向交流共享，实现信息系统集成，打通信息孤岛；一纵：集成设备数据，实现公司、国华电力研究院和电厂上下贯通的设备数据库；三层次：一层为设备数据库入口导航；二层是针对公司同类设备的集合比较；三层则围绕设备精细化管理，做实设备基础数据，在不同层面支持设备现场分析和专家分析，提升设备管理的科学性。

“目前燃煤智能电站已经开展了很多有意义的创新尝试。但中国信息控制领域自主知识产权的基础研发还非常薄弱，电站智能化所涉及的安全、经济、环保等方面必需的设备基础、数学模型、市场环境等还不够完善，仍有较长的路要走。”5月8日，在京召开的由中国能源研究会节能减排中心和华北电力大学国家大学科技园主办的“2018智慧电厂论坛”上，中国工程院院士倪维斗指出。

有关智慧电厂的讨论在业界正酣，“五大四小”发电央企、能源大集团早已纷纷布局，抢滩高地。

据悉，国信集团于2016年推动建设有集团特色的智慧能源平台项目。该项目是由朗坤智慧科技股份有限公司承建，为集团能源板块构建一套集团到电厂完整的智慧能源应用体系，系统的成功上线，为国信集团提升了安全生产管理水平，提供了数字化决策支撑，提高了管理效益，实现了生产集中监控与调度、燃料物资集中采购和招投标、安全风险预警预测、计划统计等，以及电厂生产过程规范化、精细化、智能化管理，支撑起了国信集团能源企业+互联网的“高楼大厦”。