智慧电厂建设及运营管理探讨

智慧电厂建设及运营管理探讨

华志强 ,张超 ,李松林

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州贵阳 550081

摘要：随着大数据、物联网、云计算、BIM+GIS及智能控制的快速发展，智慧电厂建设和运营的需求持续提升，本文结合当前信息化技术水平，围绕智慧电厂建设和运营等方面内容进行探讨，为智慧电厂的建设提供建设思路。

1前言

近来年，随着大数据、物联网、移动互联、云计算、BIM、GIS、VR/AR技术、智能巡检机器人、智能控制等技术的快速发展，发电企业由主要以建设数字化物理载体为主的阶段，向更加高效、可靠的智能化、智慧化电厂发展奠定了基础。智慧电厂的建设和管理以信息数字化、通信网络和集成标准化、运管一体化、业务互动化、运行最优化、决策智能化为特征，采用智能设备，实现自动采集、测量、控制、保护等功能，基于智慧能源综合应用平台的经济运行、在线分析评估决策支持、安全防护多系统联动等智能应用组件，实现生产运行安全可靠、经济高效、友好互动和绿色环保的智慧电厂。

2系统建设及应用

智慧化建设可有效提高监测人员的工作效率，提高监测数据的实时性，可根据给定周期实时自动监测和采集数据，并自动上传，大大减少监测人员的工作量，提高了数据的有效性。智慧电厂实现了监控数据的集中管理，可极大地提高工作效率；监测数据实现统一管理，实现各站点值班工作规范化、标准化管理。

开展智慧电厂的建设，可提升站点运行期生产管理的水平和层次，同时也为运行期逐步过渡至“无人值班”（少人值守）运行管理方式，提高劳动生产率和管理水平创造良好的条件。

数字化运维是改变以二维图表、视频监控为主的传统运维管理模式，通过融合GIS、BIM、VR、物联网等数字化技术，以提高工程运营效率和决策能力，提升用户体验，助力企业实现数字化战略。数字化运维主要有以下几个方面：

2.1安全生产智能管控

针对生产过程中人的不安全行为、设备的不安全状态、环境的不安全因素、管理制度的漏洞等因素，综合应用物联网、互联网+、BIM+GIS和信息处理等先进的技术，以两票三制业务为核心，采用“人防”加“技防”加“物防”的管控思路，实现“风险辨识→预防措施→过程控制→应急管控→整改完善”安全生产过程控制的闭环管理，构建可视化、规范化、信息化、智能化的全过程智能管控系统，做到安全生产管控，优化管理、落实安全、提高生产效率。

2.2机器人智能巡检

传统的电厂巡检主要依靠人工开展，巡检人员工作量大，巡视工作效率低，无法进行频繁的来回巡检，存在一定的工作盲区。机器人智能巡检代替人工巡检，以自动化控制、通信技术、定位技术、传感器技术及大数据、物联网、移动互联网技术，采用热像测温功能、仪表开关状态灯识别功能、管道滴油漏油检测功能、管道漏水滴水检测功能、生产环境检测功能、门禁系统或自动门通过控制功能等利用机器人模拟人对身处环境的感官，感受站点环境的变化，自动分析现场环境情况并得出结论，实现自动预警、报警功能。机器人巡检可从根本上实现巡检模式的变革，降低运行人员劳动强度，降低事故发生率。

2.3智能安全帽

现场作业人员习惯性违章严重，无法洞悉人员具体位置以及人员身份，并且现场大量危险源存在，安全风险巨大，班前安全教育培训无法监督，无法知晓是否落实到位等问题。智能安全帽作为视频通讯功能的一体化智能穿戴产品，通过数据管理、视音频实时回传、人员定位、远程协助、精细化作业管理、远程可视巡检等实现现场可视化、智能化安全管控，解决安全生产现场作业过程中的问题，实现感知、分析、服务、指挥、监管“五位一体”，打造“互联网+”时代的智精细化管理、过程结果并重、慧化管理的安全生产管理新模式。

图1  智能安全帽系统架构图

2.4可视化智能管控

电厂在电网中处于核心环节，担负着当地区域的重要供电任务，电厂的智能化安全防范、智能化远程巡检以及智能化安全作业等工作显得尤为重要，传统工业电视系统、门禁系统、安防系统各个系统孤立，数据无法共享，以人力监管，投入大、效率低，考虑采用技防、物防、智能化技术实现远程可视化智能管理，可有效减轻运维压力。

可视化智能管控系统围绕“AI赋能 安全生产”，整合工业电视、门禁管理、安防、全景AR等子系统，与智能安全帽系统、安全生产智能管控系统、机器人智能巡检系统联动，组建一体化可视化智能管控系统，通过人脸智能认知、情绪识别认知、智能识别分析、视频异常检测等相关功能进行视频分析，系统功能联动，实现对电厂场景监控、以及各种辅助设备信息的实时监控、告警联动及与主站的信息交互，实现对电厂设备及运行环境的一体化监控。

2.5智慧能源综合应用平台

智慧能源应用平台以电厂全生命周期数据为基础，结合视频、音频等数据，以BIM模型为载体、以GIS为背景，统一数据采集模块、基础支撑服务与应用，集成安全生产智能管控系统、机器人智能巡检系统、智能安全帽系统、可视化智能管控系统等各业务系统，实现系统相互联动。平台的建设建立完善的数据共享体系以及统一的编码体系和规范，形成统一的、集中的生产数据中心，对数据进行集成、挖掘、对比、分析、展示，实现信息可视化综合展示和交互、生产运行一体化管控，最终实现智慧自主，人机协同。智慧能源综合应用平台为企业实现生产和经营目标提供有力的技术支撑，为电厂的安全生产做保障，为公司领导决策提供有力的数据依据。

3电厂运营管理

3.1运营管理组织机构

电厂运营管理应由管理单位根据各系统的需要成立业务职能部门，组织机构应在系统建设阶段成立，直接参与系统建设，为以后正常运行、维护奠定基础。

3.1.1运行管理方式

关于系统的运行维护，应建立系统总体运维体系，制定电厂运营管理办法，建议项目建设期应让相关维护管理人员参与建设的模式进行，尽可能降低风险，减少未来的运行和维护费用。

3.1.2保障措施

电厂的后期运行管理，摒弃“重建轻管”和“重建轻养”的思想，做到“重建强管”，在抓项目建设的同时，做好运行管理机制的建立和运行维护资金的落实工作，建立长效运行管理保障机制。

运行管理人员配备由管理单位负责，配置管理人员，系统运行调度人员、保障人员，系统运维主要考虑技术供应商的远程服务和现场人员的兼职培训，并制定严格的岗位职责。

3.2人才建设和培养

为了适应智慧电厂建设及运行管理的需要，工程建设初期应着重考虑人才的引进和培养工作，建立满足智慧电厂运行管理的专业技术人员，负责保证系统所有软硬件的正常运行与日常维护，监视系统运行状态，处理解决系统运行过程中出现各类的问题，并具备系统基本功能上进一步开发实用功能模块的能力，以保证随着业务系统变化，系统功能可以得到不断扩展；为了进一步提高运营人员素质，推动系统稳定、安全运行管理的发展，还应建立有效的教育培训体制和激励机制，不断促进整个自动化、智能化、智慧化的建设和应用水平。

4结束语

本文结合BIM+GIS、VR、物联网技术从智慧电厂建设、运营的几个方面提出了规划设计思路，无论新建电厂还是改造电厂应遵循电厂自身实际水平、生产经营及人员组织等方面进行考虑，智慧电厂的建设应按照循循渐进，分阶段逐步实施的原则有序推进，同时兼顾当前技术情况与经济性，可试点开展智慧化建设应用，再逐步推广应用，不断完善智慧电建的建设，持续提升智慧电厂的建设及管理水平。

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