前言
章? 智能電廠概述………………………………………………………………… 1
節? 智能電廠的定義及特征? ……………………………………………………… 1
第二節? 智能電廠應用現狀? …………………………………………………………… 4
第二章? 智能電廠總體規劃…………………………………………………………… 14
節? 規劃原則與方法? ……………………………………………………………… 14
第二節? 總體架構? ……………………………………………………………………… 23
第三節? 信息編碼? ……………………………………………………………………… 25
第四節? 網絡安全? ……………………………………………………………………… 32
第三章? BIM 技術及應用? …………………………………………………………… 39
節? 概述? …………………………………………………………………………… 39
第二節? 數字化設計? …………………………………………………………………… 49
第三節? 三維可視化建造? ……………………………………………………………… 81
第四節? 數字化移交? …………………………………………………………………… 94
第五節? 三維可視化運維? …………………………………………………………… 121
第四章? 智能電廠雲平臺…………………………………………………………… 135
節? 概述? ………………………………………………………………………… 135
第二節? 工業互聯網平臺? …………………………………………………………… 136
第三節? 智能電廠雲平臺架構? ……………………………………………………… 140
第四節? 平臺關鍵技術? ……………………………………………………………… 142
第五節? 平臺功能案例介紹? ………………………………………………………… 150
第五章? 智能電廠數據中心………………………………………………………… 159
節? 概述? ………………………………………………………………………… 159
第二節? 數據中心關鍵技術? ………………………………………………………… 167
第三節? 智能電廠數據中心的實施? ………………………………………………… 172
第四節? 實施風險與對策? …………………………………………………………… 177
第六章? 智能電廠網絡規劃………………………………………………………… 178
節? 概述? ………………………………………………………………………… 178
第二節? 通信技術? …………………………………………………………………… 184
第三節? 智能電廠網絡結構規劃? …………………………………………………… 203
第七章? 智能檢測與控制…………………………………………………………… 217
節? 概述? ………………………………………………………………………… 217
第二節? 智能檢測技術? ……………………………………………………………… 217
第三節? 智能控制策略? ……………………………………………………………… 223
第四節? 智能監盤? …………………………………………………………………… 234
第八章? 智能運行維護與管理……………………………………………………… 238
節? 概述? ………………………………………………………………………… 238
第二節? 智能巡檢? …………………………………………………………………… 239
第三節? 設備智能管理與狀態檢修? ………………………………………………… 245
第四節? 智能燃料管控? ……………………………………………………………… 252
第五節? 智能經營? …………………………………………………………………… 258
第六節? 智能安全管理? ……………………………………………………………… 260
第九章? 智慧工地…………………………………………………………………… 268
節? 概述? ………………………………………………………………………… 268
第二節? 繫統總體設計? ……………………………………………………………… 271
第三節? 應用模塊? …………………………………………………………………… 272
第十章? 5G 在智能電廠中的應用?………………………………………………… 284
節? 概述? ………………………………………………………………………… 284
第二節? 5G 網絡構建? ………………………………………………………………… 291
第三節? 電廠業務場景分析? ………………………………………………………… 295
第四節? 整體方案規劃? ……………………………………………………………… 306
第五節? 各模塊單獨方案規劃? ……………………………………………………… 311
第六節? 5G 在智能電廠的應用展望? ………………………………………………… 324
第十一章? 智能電廠成熟度評估…………………………………………………… 328
節? 概述? ………………………………………………………………………… 328
第二節? 智能電廠成熟度模型? ……………………………………………………… 329
第三節? 智能電廠成熟度要求? ……………………………………………………… 332
第四節? 智能電廠能力成熟度評估方法? …………………………………………… 340
參考文獻……………………………………………………………………………… 342

當前，正在興起的第四次工業革命將信息技術與工業深度融合，為人類生產和生活圖景描繪出無限生機。2013 年德國政府提出了“工業 4.0”概念，旨在利用信息通信和制造業技術結合的手段，推進制造業向智能化轉型。2015 年中國國家發展戰略“中國制造 2025”出臺，明確提出要“以加快新一代信息技術與制造業深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向”，基於信息物理繫統的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革，通過“三步走”實現制造強國的戰略目標。
2016 年 2 月國家發展改革委發布了《關於推進“互聯網 ”智慧能源發展的指導意見》，提出推動互聯網、信息技術與能源行業深度融合，促進智慧能源的發展，走出綠色、環保、可持續的能源發展之路。2017 年《新一代人工智能發展規劃》（國發〔2017〕35 號）提出建設無人車間 / 智能工程。2019 年政府工作報告強調的“新基建”中融合基礎設施就包括智慧能源基礎設施，國家對新基建的政策導向將進一步推動能源行業智慧化轉型。2021 年《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》中“數字化”“智能”“智慧”相關表述多達 82 處，明確了要“打造數字經濟新優勢”，並提出“充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢，促進數字技術與實體經濟深度融合，賦能傳統產業轉型升級”。
大數據、物聯網、移動互聯、雲計算、可視化、智能控制等技術的發展，為發電企業由主要以建設數字化物理載體為主的階段，向更加清潔、高效、可靠的智能電廠發展奠定了基礎。智能化電廠的概念是近幾年方興未艾的工業智能化浪潮的重要組成部分，在“碳達峰、碳中和”背景下，自動化、信息化、數字化、智能化電廠也成為發電企業構建以新能源為主體新型電力繫統的重要組成部分。在行業內，關於電廠智能化或者智慧化的新概念層出不窮，既是由於智能電廠是一個新生事物，電力行業內的科研單位、設計院、設備制造集團、發電集團紛紛投入大量人力進行產品開發和工程應用；也是因為智能電廠是跨界融合的產物，新興的 IT（信息技術）公司、互聯網巨擎也積極投身於其中。一時間，智能電廠成為眾說紛纭的行業熱點，而智能電廠的提法也呼之欲出。筆者認為，以目前的技術發展水平和發電廠紛繁復雜的設備和繫統，近十餘年內，達到高度人工智能的電廠智能化還有很多需要克服的技術障礙。但是，實現以可測量、可控制、自適應、自學習、自尋優，達到人機、
機機互動的智能化電廠是完全可行的。
本書作者多年來在電廠自動化、信息化、數字化、智能化上進行了深入的研究，有幸參與了華東電力設計院的多個智能化電廠的工程設計和建設，參加了相關行業標準的制定，積累了較多的電廠智能化的經驗。本書從電廠全生命周期和繫統層級相結合的角度，對智能化的相關技術要求和設計方法進行了詳細論述。在電廠建設階段，從電廠的整體規劃著手，論述了數字化設計和智能平臺設計的主要內容和功能，對於智能電廠的重要組成部分——數據中心和智能網絡的構架、關鍵技術和規劃設計要求進行了詳細分析。在電廠運行期間，對智能電廠的運行維護等重要方面，如智能檢測、智能控制、智能設備狀態管控、燃料管控、安全管控進行了詳細論述。
對於大數據、物聯網、5G、雲計算等新業態與電廠的結合，雖然目前還處在概念階段，真正運用的案例不多，但本書也有所涉及，主要是對這些新技術在電廠中可能的應用場景進行了分析，為信息通信技術和發電行業的融合尋找合適的契合點。本書結合了很多智能電廠的實際案例，大部分是華東電力設計院的工程實踐，具有很強的可操作性。同時，書中的很多案例的附圖中加入了二維碼，讀者可以通過掃描二維碼獲得三維和動態的資料，以豐富閱讀感受。
火電、風電、太陽能發電、水電、核電等各種形式的發電廠均有其智能化的獨特需求與對應的解決方案。其中火電繫統復雜，設備繁多；在建設和運行期間，各設備和繫統相互關聯緊密；建設和運行技術人員涉及數十個不同專業，管理難度很高，其規劃與設計也在智能電廠中代表性。因此，本書主要介紹火力發電廠智能化，也可為其他形式發電企業新建項目的智能電廠建設和已有項目的改造完善提供參考。
在本書的撰寫過程中，我們受到很多行業專家的悉心指導，書中也借鋻了中國能源建設集團、國家能源集團、國電投集團、華能集團、華電集團、大唐集團、中煤集團、皖能集團、淮南礦業集團等單位和同行們的研究和實踐成果，並引用了鷹圖（Intergraph）公司、上海魯班軟件有限公司、北京達美盛軟件股份有限公司、華為投資控股有限公司、國能信控互聯技術有限公司、南京科遠智慧科技集團股份有限公司、朗坤智慧科技股份有限公司、施耐德電氣有限公司等涉及智能電廠領域相關產品的介紹，在此我們對這些專家和公司一並深表敬意和感激！
由於智能電廠相關技術的發展日新月異，並且受學識所限，書中的內容和觀點難免存在疏漏和不足之處，懇請廣大讀者和同仁批評指正。