智能发电平行控制技术架构及核心应用.pdf

理论体系与应用架构是智能发电技术的关键支撑，虚实交互与迭代闭环是智能发

电技术应用的进化路径。文章提出智能发电平行控制技术架构横向覆盖平行智能

控制与平行智能管理两大系统，纵向贯穿智能电厂感知执行层、控制运维层、生

产监管层、管理决策层4层结构，利用ACP方法分布构建平行智能系统，关联聚

合形成全局智能发电控制。在流程控制、过程控制与检修管理方面的核心应用具

有典型代表性，细节阐述了原理结构与应用优势。以数据驱动与人机协作为特征

的智能化技术发展前景可期。

关键词：智能发电；平行控制；ACP方法；技术架构；核心应用

智能电厂与智能发电概念提出已有2年多时间，相关技术在发电行业由点及

面的应用发展态势正逐步形成，发电厂生产外围区域的应用尝试不断有系统化方

案面世，各发电集团层面也陆续出台了顶层技术规划但，过程控制核心区的应用

还有待系统性突破。生产外围区域的智能化技术应用多体现在辅助设施作、业及

安防领域的图像或语义数据处理、信息关联与可视化应用，而过程控制区的智能

化则更依赖于数据智能与机理建模的有机融合，以及以运行操作为核心的智能诊

断与人机协作。智能融合的生产体系必然缺少不了人的因素在智能体的发展进，

化过程中，人机协作是智能寻优的样本来源和监督驱动因子同时还要。有一个更

基础的底层理论支撑，才能稳固承接并有机融合各个层面的跨域技术应用。平行

在当

前以数据驱动和人工智能为代表的智能化发展进程中，在该理论的应用架构支撑

下，通过平行仿真、虚实交互、人机协作、迭代寻优可系统实现发电过程的智能

管控与闭环优化。

2平行智能控制理论概述

平行控制理论是中国科学院复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞

跃教授于2004年提出的，其基本定义为通过虚实系统互动的执行方式来完成任

务的一种控制方法。主要通过实际物理系统与人工仿真系统之间的平行建模与信

息交互，以数据为驱动、计算为手段，使人工系统成为实际系统目标与策略优化

的先导，进而在迭代进化中使实际系统趋向人工系统，简化复杂问题，实现复杂

系统的智能控制与管理。

平行控制理论涵盖了复杂系统的控制与管理，而管理实质上也是一种人因相

关的复杂控制过程，在其理论框架下重点发展了复杂系统建模、实验与决策的

ACP方法。ACP方法包括人工系统（Artificialsystems）、计算实验（Computational

experiments）和平行执行（Parallelexecution）。人工系统就是要建立与实际系

统相等价的模型；计算实验是在人工系统上进行各种实验，对系统进行分析和预

测；平行执行是实现人工系统和实际系统的迭代更新，以平行执行的方式对系统

的运行进行有效控制。

平行系统ACP方法基本框架与工作模式

如图1所示，在平行系统虚实互动的基本框架下,有三种主要工作模式：（1）

学习与培训，在人工系统的初建阶段，虚拟系统的等价模型需要逐步完善，通过

仿真建模与数据更新使人工系统不断逼近实际系统对象特性与管理特征；在控制

运行阶段，人工系统将计算实验获得的优化方案应用至实际系统，并通过学习培

训迭代更新实际系统的模型参数。（2）实验与评估，是平行系统智能控制的核

心环节，通过人机协作与智能寻优对人工系统实施控制策略与管理方案的计算实

验，对其执行情况与实验效果进行评判和预估，并将最优方案同步应用至人工系

统与实际系统；在计算实验环节，对人工系统可以进行超实时运行，预测过程趋

势，比对运行结果，优化控制方案。（3）控制与管理，是虚实系统平行执行、

实时同步运行的过程，一方面实际验证优化方案的运行效果，另一方面通过虚实

系统运行过程的观察评估与比对分析，及时修正人工系统模型偏差，进而启动下

一轮迭代优化；经过持续的实验、优化、执行、评估、修正的循环，控制过程不

断收敛并动态演进，实现对复杂系统运行与发展中的有效控制与管理。像发电厂

这样的复杂控制与管理系统，一个实际系统可以分域或分时地与多个人工系统平

行互动，协同完成各项控制与管理任务。

（Agent-basedcontrol，ABC）技术、自适应动态规划（Adaptivedynamicprogramming，

ADP）技术、语言动力系统（Linguistic