智能电厂从整体平台架构分析出发，从电厂的业务需求分析，按照类型对不同的业务流进行分类，同时根据数据流传输方式设计不同的数据架构。在传统电厂建设中，各供应商提供的软件及设备都是具有多年的运行业绩，其对应的应用及系统开发已模式化。而在实际实施过程中，由于供应商所设计的应用系统及控制系统的开发环境、开发语言、人机交互方式、数据存储采集方式等不同，智能电厂一体化平台建设[10]存在较大难度。智能电厂需要从顶层设计出发，建设统一的业务流及数据流平台。

智能电厂的业务应用主要包括分散式控制系统、振动监视及分析设备、安防一体化系统、生成实时管理系统、综合信息管理系统、智能两票及巡检系统、三维数字化平台等，按照其功能可以划分为生产控制类、辅助生产监控类、信息监控管理类、安全监控类四种。

生产控制类系统包括分散式控制系统、厂用电监视管理系统、智能生产控制平台等，具有较高的安全性要求，网络设备均为独立的体系，建设布置在生产大区安全I区中，系统需与安全Ⅱ区及Ⅲ区平台设置隔离装置。

辅助生产监控类主要是指用于辅助生产运行，针对电厂内现场环境状况、设备状态、检修维护、监督管理等相应建立的系统及设备，如智能巡检、智能两票、热网管控、智能仓库等[11]。该部分系统在传统电厂中一般由不同的供应商提供，没有形成一体化管理，有各自开发的环境及语言。

信息监控管理类主要用于电厂所有信息分析监控及办公管理业务，主要包括生产实时信息管理系统、综合业务管理系统、大数据优化运行及分析、三维数字化等。在传统电厂中其业务划分也由不同的供应商开发实现，随着智能电厂的快速发展和方案落地，大部分综合能力较强的供应商均可以实现上述系统的融合，可以基于大数据平台中开发应用。

安防监控类主要用于电厂范围内的安全防护相关的系统，在电厂分布较广，应用的场合较多，包括视频监视、门禁管理、人员定位、环境监测等[12]。该部分系统供应商均集成在一体化的安防管理平台中，同时该部分的安防信息存储量较大，相对智能电厂信息交互量较少。

智能电厂各类系统通过大数据平台进行交互，其业务交互网络结构如图2所示。

图  2  智能电厂业务流信息结构图

Figure 2.  Business interaction structure diagram ofintelligent power plant

生产控制类与信息监控管理类系统需要提供实时的生产监控数据，同时需要进行优化决策的计算。安防监控类联动的监控视频、入侵报警、定位信息均可通过信息监控管理类系统如数字中心、三维数字化进行交互显示及控制。辅助生产监控类业务如巡检记录、两票检修需要实时监控安防相关信息，同时信息监控管理类系统中的工作流运转及班组管理也与其有信息关联。大数据平台作为各系统的信息“桥梁”对信息进行集中存储处理。

智能电厂作为业务应用及系统统一的软硬件载体平台，还需为未来电厂新增业务应用系统的快速部署或者原应用系统的功能拓展提供更便捷、更稳定、标准化的统一开发环境。将平台的集成方式划分为三大类，建设统一的数据平台架构使得各业务流、数据流之间的传输更为便捷，同时可以使用不同的集成方式，具体如表2所示。

表 2  智能电厂系统集成类别

Table 2.  Intelligent power plant system integration category

第一类集成系统项目包括分散式控制系统、振动检测与分析系统、厂用电监视管理系统、智能生产控制系统、安防一体化系统、三维数字化等。其服务器及存储、控制网络及设备、采集信息的仪器、显示运算等均相对独立或性能要求较高，从生产运行安全要求、厂区安全考虑，采用独立的硬件设备、数据库和通信方式，与大数据平台以数据接口方式连接。由于第一类系统的软件部分相对独立，只能采用自身系统开发的软件系统。

第二类集成系统项目包括智能两票、智能巡检系统等[13]。其应用程序可以在虚拟平台上运行，由于其辅助生产业务及部分硬件设备关联，且数据量交互相对独立，可使用本地的数据库及通信方式。第二类集成通过接口形式与大数据平台进行数据交互。在软件方面，第二类集成系统采用自身开发的软件在平台上运行；在硬件方面，无需单独配置，可使用平台的硬件设备。

第三类集成系统项目包括生产监控管理、综合信息管理系统、设备全生命周期管理、智能仓储等。第三类融合属于高度融合方式，软件程序开发及数据库等的使用均采用大数据平台提供的部署及开发模式。其数据融合的主要内容包括设备编码信息的融合，基础数据模型、运行指标模型、经营指标模型的融合，关联、时序数据的编码以及数据格式融合，非结构化数据的融合等。智能电厂最终实现的综合平台即为第三类集成方式。第三类系统与平台高度融合，在软硬件方面均采用平台提供的开发环境及硬件设备。

不同应用系统的供应商开发模式不同，所使用的数据库、数据接口、硬件要求均不一致。因此，上述各种系统的具体集成方式需要与智能电厂不同的供应商进行协调沟通，若要求系统采用第三类集成方式则需要更多地考虑开发成本、应用效果、数据量交互方式等。

应用系统集成的完整性对于智能电厂的一体化运行、智能化程度、数据管理等都有十分重要的影响。因此前期应重点调研供应商的平台集成能力，以及相关集成系统的应用案例和业绩，基于一体化方面的考虑，需要了解不同子系统供应商的集成方式。

在智能电厂规范书的编写阶段，需对供应商提出集成融合的要求，要求其提供硬件融合、软件层融合、数据融合等技术方案，以助力实现智能电厂一体化大数据平台[14]。在实施阶段，应对应用系统与大数据平台的集成进行调试测评，聘请专业技术人员对系统的稳定性、操作性、兼容性等方面进行检测，以确保大数据平台长期稳定高效运行。基于项目建设及产权要求，还需在规范书编写阶段及实施过程中让各系统的供应商明确系统软硬件的授权及相关知识产权的使用关系，同时为项目提供相关创新产权的保护。

以某智能电厂为例，项目实施过程中，前期项目组对各应用系统进行了深度调研，并在规范书中明确了应用系统的三类集成方式；协议签订后邀请各应用系统厂家及技术专家在技术联络会上对各系统的具体方案应用进行审查，确认了系统与智能管控平台的数据接口、开发平台、通信方式等。项目采用了协商后的实施方案，在系统软件开发及对接上进展顺利，有利于后续项目落地应用。