摘要：它从系统设计开始，一直到安装，然后得到维护支持，以实现持续、最佳的工厂性能。随着系统提供有关运行条件的实时数据，监控和调节发电设施所涉及的过程正在不断改进，这使运营商能够做出更明智的决策，并在设施维护等方面保持主动。

随着发电拥抱数字化，并寻求更高的可靠性和灵活性，对高级仪表和控制系统的需求也在增长。

发电厂运营商知道维护可靠的仪表和控制 （I&C） 系统的重要性，该系统可以准确提供确保其设施安全可靠运行所需的信息。

它从系统设计开始，一直到安装，然后得到维护支持，以实现持续、最佳的工厂性能。随着系统提供有关运行条件的实时数据，监控和调节发电设施所涉及的过程正在不断改进，这使运营商能够做出更明智的决策，并在设施维护等方面保持主动。

支持 I&C 流程的软件和硬件变得更加适应性强，用户友好性更高，在能源转型期间不断发展的行业中，越来越多的发电厂正在转向数字化，这一点非常重要。

“控制很重要，”能源管理解决方案提供商 Lumin 的战略客户和合作伙伴关系经理 John Arnaud 说。“在控制电表后面的负载时，我们需要更多的洞察力。我们正在与公用事业合作伙伴合作，帮助住宅需求响应，利用使公用事业公司能够看到这些负载的技术类型。

现代、先进的 I&C 系统在发电厂的盈利运营中起着重要作用。它支持发电设施的最大可用性，无论是热能还是可再生能源，甚至是电池储能，还支持可靠性、灵活性以及运营和维护策略。良好的 I&C 系统也有助于保持排放合规性。

随着软件和硬件的适应性变得更强，数字化的转变改善了操作员和设备之间的沟通。这支持整个发电设施的设备控制和支持服务。

电池软件平台集团 TWAICE 的合作伙伴关系副总裁 Lennart Hinrichs 告诉 POWER：“数据构成了任何分析和优化案例的基础。以电池储能运营商为例，他们可以利用数据进行预测分析，以提高存储的可用性，并通过预测维护需求来提高整体效率。这种先发制人的分析方法不仅可以确保电池存储系统平稳运行，还可以防止代价高昂的停机。

I&C 系统负责监控和调节各种发电厂参数，包括设施中的压力、流量、液位、温度和整体质量。当今的系统提供有关过程条件的实时数据，使操作员能够更深入地了解工厂性能，并能够采取措施保持最佳运行并防止可能导致停机的问题。

“效率优化是数据的另一个关键领域，”Hinrichs 说，他指出 I&C 在储能方面的重要性日益增加，如今，能源存储通常与火能和可再生能源站点的发电相结合。“分析平台提供了对电池使用情况和退化的详细见解，使操作员能够调整充电和放电周期以实现最佳效率并最大限度地减少磨损，从而保持电池的容量并延长其使用寿命。”

正如 Hinrichs 所指出的，效率和生产力是 I&C 系统的两个重点。有可能更快地响应警报和故障，包括通过对发电资产进行远程监控。致力于设计 I&C 系统的工程师可以利用先进的控制算法、数据分析和其他技术来改进过程操作，并支持工厂的整体性能。

Hinrichs 告诉 POWER，“此外，数据分析可用于优化运营参数”，帮助运营商“了解不同的使用模式如何影响其资产的使用寿命，并允许他们以经济高效的方式规划更换或升级。

发电设备制造商正在认识到 I&C 技术如何在部署发电资产之前对其进行改进。Sinovoltaics 是一家总部位于中国香港和上海的太阳能设备公司，最近凭借其 Sinovoltaics EL 质量分析 （SELMA） 技术进入美国市场，这是一种专有的电致发光 （EL） 产品，使用人工智能 （AI） 在设备运送给安装人员之前识别微裂纹（图 1）和其他模块缺陷。

“EL 是每个太阳能工艺的一部分，在层压之前一次，[并且] 在生产线的末端，以确保没有缺陷，”Sinovoltaics 技术主管 Arthur Claire 说。“每个制造商都在生产线的末端进行 EL 测试。您将拥有每个面板的图片，并且有大约两秒钟的时间来查找缺陷......许多本应从生产线上拆下来的有缺陷的面板被运给了客户。

Claire 说，借助 Sinovoltaics 的流程，“我们可以校准机器，[并拥有] 与每个模块相关的数千张图片。我们可以使用 SELMA 进行分析，并检查它是否符合质量标准。我们可以在发货之前找到并拒绝这些模块。Claire 在 1 月份于加利福尼亚州圣地亚哥举行的 InterSolar 活动上与 POWER 进行了交谈，他表示，这为太阳能设备制造商在产品方面提供了另一层控制权。

Claire 说：“今天在美国，从东南亚和其他国家采购的公司进行抽样真的很普遍。他们可能会去工厂监控生产线 - 进行装运前检查。但是您应该检查多少个模块呢？Sinovoltaics 的软件会检查每一个，而不是抽样。我很放心地说，我们是当今世界上检查组件最多的公司。

Claire 继续说道：“模块制造是一项批量业务，其中大部分由机器人完成。工厂需要质量标准来定义 [产品] 是否好。我们在亚洲拥有丰富的经验，有美国公司要求我们到他们的工厂帮助他们完成制造过程。

参与 I&C 系统设计的工程师认识到监控设备的重要性，包括能够进行主动维护以进行及时维修并最大限度地减少停机时间。当今发电的经济性非常重视可用性和可靠性。

艾默生技术副总裁 Rick Kephart 告诉 POWER，在查看设备监控，尤其是远程监控时，“关键因素不在于合适的情况，而在于向正确的角色提供见解、可操作的情报和结果。对于可能是突然或灾难性的问题，团队需要附近的人可以干预。这可能意味着控制操作员驻扎在现场，但也可能意味着优先考虑数据交付，以便远程控制中心的操作员 [图 2] 在需要时获得所需的信息。

分布式发电，包括公用事业公司与其客户之间在住宅层面的互动增加，产生了对 I&C 系统的需求来促进这种通信。在该领域提供硬件和软件解决方案的 Lumin 最近推出了其最新的住宅负载控制平台 Lumin Edge。Arnaud 在 InterSolar 上与 POWER 讨论了该产品如何将 Lumin 的智能负载管理软件与模块化设计相结合，从而为系统提供新功能。在 Lumin Edge 预发布计划中，该公司最近向美国和加拿大的合作社和投资者拥有的公用事业公司运送了设备，该计划侧重于电网服务，例如高分辨率、电表后分析和高级需求侧管理工具。

“控制是一回事，但能够通过 Lumin 应用程序为客户提供洞察也很重要，”Arnaud 说。“然后是公用事业公司将获得的见解，尤其是在细粒度层面上——哪些电器正在打开，谁在为电动汽车充电——这将非常有趣，因为我们正在与许多公用事业公司合作。客户可以选择加入或退出需求响应。

Arnaud 表示，推动电气化意味着公用事业公司在维持电网稳定方面面临更大的压力。Lumin Edge 提供电表后分析并提供实时负载管理功能，旨在帮助电网运营商更精确地塑造需求。它还使电力客户能够更深入地了解日益复杂的公用事业费率结构。Lumin Edge 控制器的模块化设计意味着它可以放置在电线上的任何位置，从家庭的服务面板到目标设备。控制器通过安全的网状网络与 Edge Hub 进行无线通信。“客户可以获得非常酷的技术，并获得许多带有激励措施的公用事业计划，”Arnaud 说。

网络安全作为 I&C 系统不可或缺的一部分受到更多关注。Berkeley Research Group 网络安全和调查业务董事总经理 Chris Stangl 告诉 POWER，“理想情况下，这应该是基于全面风险评估的战略业务决策。在引入新技术之前，进行评估以确定威胁行为者利用技术实施中潜在漏洞的可能性至关重要。

Stangl 在该机构的网络部门担任 FBI 特工 20 多年，包括高级行政服务成员，调查了广泛的网络案件，包括网络犯罪分子和民族国家行为者的黑客攻击，并解决了反间谍和内部威胁。

“如果攻击成功，评估应评估对信息和资源的机密性、完整性或可用性的潜在影响，”斯坦格尔说。“特别是在运营技术和工业控制系统 [ICS] 领域，可能会对公共安全或国家安全产生影响，因此必须进行风险评估。在考虑实施远程监控时，应系统地考虑此类评估的结果。

Stangl 继续说道：“在考虑将最初设计为隔离的传统 ICS 连接到互联网时，需要特别注意。这包括对相关风险的全面了解、保护这些关键资产的资金充足的计划、持续监控以及精心记录和实践的响应计划。

—Darrell Proctor 是 POWER（@POWERmagazine 年）的高级副主编。

来源：陈讲运清洁能源