面向安全生產(chǎn)需求的雅礱江流域智能電站建設(shè)探討

雅礱江流域水電開發(fā)有限公司 裴志康 王文松

1 引言

目前，以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的新技術(shù)蓬勃發(fā)展，在能源電力領(lǐng)域深入滲透，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源快速發(fā)展[1-3]。流域電站智能化建設(shè)已成為不可阻擋的發(fā)展潮流，公司適應(yīng)智能化發(fā)展趨勢，編制發(fā)布了智能電站建設(shè)規(guī)劃報告和規(guī)劃綱要，后續(xù)將根據(jù)規(guī)劃推進(jìn)流域智能電站建設(shè)，通過新技術(shù)提高生產(chǎn)力，提升流域智能化運(yùn)行水平。

2 智能電站建設(shè)分析

2.1 體系規(guī)劃方面

2020年，公司完成智能電站建設(shè)規(guī)劃報告，對公司業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及需求進(jìn)行分析，制定了公司智能電站發(fā)展戰(zhàn)略、體系構(gòu)架、典型業(yè)務(wù)場景規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施與平臺、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)能力、智能業(yè)務(wù)應(yīng)用重點(diǎn)任務(wù)實(shí)施規(guī)劃、實(shí)施建議和保障措施，為公司智能電站的建設(shè)奠定了發(fā)展路徑；對標(biāo)國內(nèi)部分大型水力發(fā)電企業(yè)，公司的智能電站建設(shè)規(guī)劃啟動時間相對略晚，但是各電力生產(chǎn)單位建設(shè)積極性較強(qiáng)，公司整體智能化項目應(yīng)用推進(jìn)方面并未實(shí)質(zhì)性落后，而且充分借鑒了行業(yè)先行者的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定規(guī)劃側(cè)重于解決安全生產(chǎn)層面的具體問題，在應(yīng)用需求提煉、實(shí)施項目策劃等方面，與電力生產(chǎn)實(shí)際需求結(jié)合聯(lián)系更緊，體系規(guī)劃的實(shí)用性和指導(dǎo)性更強(qiáng)。

2.2 基礎(chǔ)設(shè)施和平臺、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)建設(shè)方面

部分水力發(fā)電企業(yè)在智能電站建設(shè)過程中，由于前期對智能電站建設(shè)中的通信網(wǎng)絡(luò)、云平臺等基礎(chǔ)設(shè)施和平臺建設(shè)以及設(shè)備運(yùn)行樣本庫、設(shè)備編碼等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)、難點(diǎn)認(rèn)識不夠充分，在加載大量業(yè)務(wù)應(yīng)用項目后，智能電站基礎(chǔ)設(shè)施和平臺方面的問題逐步凸顯，一定程度上影響智能項目應(yīng)用效果，或者在智能相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用投運(yùn)后又重復(fù)開展設(shè)備運(yùn)行樣本庫、設(shè)備編碼等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理等工作；公司智能電站建設(shè)規(guī)劃報告中明確了統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)、超融合云平臺、物聯(lián)網(wǎng)智能裝備、一體化管控和大數(shù)據(jù)平臺、人工智能服務(wù)平臺、全方位網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系等6大基礎(chǔ)設(shè)施平臺建設(shè)和統(tǒng)一設(shè)備編碼、全業(yè)務(wù)信息模型、設(shè)備運(yùn)行樣本庫、故障處置專家?guī)臁⒌湫蛢善睒?biāo)準(zhǔn)庫、安全風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)庫等6項基礎(chǔ)業(yè)務(wù)能力建設(shè)任務(wù)，通過科研項目和實(shí)踐調(diào)研，提前研究梳理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用需求及治理方式，夯實(shí)了智能電站建設(shè)平臺基礎(chǔ)，能有效避免智能電站項目建設(shè)頭重腳輕問題的發(fā)生。

2.3 高級應(yīng)用方面對標(biāo)分析

部分企業(yè)總部層面明確了智能電站指導(dǎo)性意見和框架，其下屬電廠按照各自實(shí)際情況制定了較為系統(tǒng)全面的智能電站規(guī)劃，不同水電站之間的規(guī)劃內(nèi)容和項目實(shí)現(xiàn)方式差異較大，未形成智能電站項目應(yīng)用評估和推廣機(jī)制，總體統(tǒng)籌管理力度不足；目前，公司流域電站根據(jù)公司智能電站業(yè)務(wù)場景規(guī)劃并結(jié)合自身特點(diǎn)開展了智能項目應(yīng)用試點(diǎn)，在運(yùn)行智能防誤、綜合運(yùn)維管控、三維可視化仿真、智能物資倉儲、智能工業(yè)電視等方面已取得較好的應(yīng)用成效，在設(shè)備智能管控方面正在結(jié)合設(shè)備技改，進(jìn)一步提升設(shè)備自動化、數(shù)字化水平，并統(tǒng)一通信規(guī)約，為下一步更高級別應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2.4 核心技術(shù)探索方面對標(biāo)分析

各企業(yè)在智能電站人員定位、圖像識別、智能巡檢、智能報表、智能倉儲等技術(shù)相對成熟、門檻相對較低的智能項目應(yīng)用較多；狀態(tài)分析、故障預(yù)警、故障診斷、智能監(jiān)盤等高級應(yīng)用的核心技術(shù)支撐還存在瓶頸、短板，與此相關(guān)的高級應(yīng)用暫時還無法高質(zhì)量的落地；公司在智能電站核心技術(shù)探索研究方面，主要通過項目試點(diǎn)方式，依托第三方專業(yè)力量聯(lián)合開發(fā)，時刻保持智能電站建設(shè)前瞻性技術(shù)研究。目前，公司正在流域新投電廠試點(diǎn)水輪發(fā)電機(jī)組智能診斷系統(tǒng)、智能監(jiān)控及輔助決策系統(tǒng)、IETM 系統(tǒng)、機(jī)器聲紋檢測系統(tǒng)建設(shè)，均涉及設(shè)備智能管理的前沿核心技術(shù)，對于公司探索和引領(lǐng)水電行業(yè)智能電站建設(shè)具有重要的意義。

3 電力安全生產(chǎn)形勢變化

3.1 安全生產(chǎn)要求變化

安全工作在各級領(lǐng)導(dǎo)干部和企事業(yè)單位已經(jīng)引起高度重視，并作為重中之重的工作放在了一切工作的首位，但是新《安全生產(chǎn)法》對企業(yè)安全生產(chǎn)工作提出了一系列新規(guī)定和新要求，政府、股東方、公司領(lǐng)導(dǎo)、員工對安全的意思也不斷增強(qiáng)，對安全生產(chǎn)有了更高的要求。

3.2 電力生產(chǎn)管理對象變化

隨著公司風(fēng)、光等新能源項目開發(fā)建設(shè)，公司電力生產(chǎn)將由單一的水電運(yùn)行管理轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、風(fēng)、光、儲等多能運(yùn)行，需要盡快探索建立并逐步完善公司水、風(fēng)、光互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)及管理機(jī)制，助力公司雅礱江流域風(fēng)、光、水互補(bǔ)清潔可再生能源示范基地建設(shè)。

3.3 流域水電運(yùn)行規(guī)律變化

隨著兩河口電站建成投運(yùn)，流域調(diào)節(jié)特性將由下游電站年、季調(diào)節(jié)變化為中下游全流域多年調(diào)節(jié)，流域水電“枯平期檢修維護(hù)、汛期大發(fā)滿發(fā)”的生產(chǎn)運(yùn)行規(guī)律將會產(chǎn)生變化，另外伴隨區(qū)域電網(wǎng)甘蜀改接、川渝特高壓交流環(huán)網(wǎng)、攀西加強(qiáng)電網(wǎng)項目建設(shè)，公司流域電站送出受阻的現(xiàn)狀也會改變，為進(jìn)一步挖潛流域梯級運(yùn)行潛力，需要盡快掌握流域“三庫七級”電站群全新生產(chǎn)運(yùn)行規(guī)律，在確保安全前提下，實(shí)現(xiàn)發(fā)電效益最大化，客觀上也需要調(diào)整流域發(fā)電設(shè)備檢修管理策略，調(diào)整檢修窗口期和優(yōu)化檢修項目安排，以更好適應(yīng)梯級綜合優(yōu)化調(diào)度要求。

3.4 電力生產(chǎn)工作環(huán)境變化

隨著公司流域水電開發(fā)向中上游推進(jìn)，新投產(chǎn)電站所處地理位置越發(fā)偏遠(yuǎn)、交通不便、海拔更高，電力生產(chǎn)工作環(huán)境更加艱苦，人機(jī)工效降低明顯，協(xié)調(diào)和運(yùn)用社會資源的難度增加，電力生產(chǎn)運(yùn)行管理外部條件更加復(fù)雜，電力生產(chǎn)管理難度增加，公司電力生產(chǎn)運(yùn)行、檢修維護(hù)管理的模式也需要進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以更好適應(yīng)公司電力生產(chǎn)工作環(huán)境變化。

3.5 電力生產(chǎn)人員結(jié)構(gòu)變化

隨著公司電力生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展壯大，年輕電力生產(chǎn)人員不斷加入，公司電力生產(chǎn)人員的結(jié)構(gòu)已發(fā)生較大變化，已由“70后、80后”為主逐漸向“90后、00后”為主轉(zhuǎn)變，隨著時代發(fā)展進(jìn)步，年輕的電力生產(chǎn)人員對個人成長的獲得感、幸福感的追求也在不斷增強(qiáng)，需要對生產(chǎn)管理模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以更好地促進(jìn)公司電力生產(chǎn)人員的成長和專家型人才的培養(yǎng)。

4 電力生產(chǎn)核心需求

電力生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)是設(shè)備管理，設(shè)備管理主要有以下三方面核心需求。

4.1 完善主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和手段

完善主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和手段，提升故障預(yù)判與預(yù)警能力，提高設(shè)備分析診斷水平，有效支撐電站遠(yuǎn)程運(yùn)行控制和狀態(tài)檢修決策，提高電力生產(chǎn)安全保障能力。

4.2 完善電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)

完善電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)，挖掘電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)價值，持續(xù)優(yōu)化流域梯級聯(lián)合運(yùn)行策略，不斷提升公司發(fā)電量，科學(xué)支持生產(chǎn)項目計劃制定，降低生產(chǎn)成本，提高電力生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平[4]。

4.3 完善應(yīng)對電力生產(chǎn)基礎(chǔ)性的智能化手段

完善應(yīng)對電力生產(chǎn)基礎(chǔ)性的智能化手段，減少電力生產(chǎn)人員低附加值勞動，協(xié)助人員提高設(shè)備分析深度，專注于更有價值的工作，促進(jìn)生產(chǎn)管理模式優(yōu)化與調(diào)整，改善電力人員工作環(huán)境[5]。

5 智能電站建設(shè)相關(guān)措施

5.1 扎實(shí)推進(jìn)流域電力生產(chǎn)智能化基礎(chǔ)項目

持續(xù)夯實(shí)雅礱江電力生產(chǎn)物資編碼數(shù)據(jù)、電力生產(chǎn)設(shè)備KKS 編碼數(shù)據(jù)的規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化，依托建立的長效維護(hù)管理機(jī)制保障數(shù)據(jù)的持續(xù)更新；打通電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)與物資管理、采購管理、資產(chǎn)管理、項目管理模塊之間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)流的綜合利用；開展流域電力生產(chǎn)異常事件整編，明確不安全事件關(guān)鍵信息要素，形成流域電力生產(chǎn)異常事件資源庫，為后續(xù)故障處置專家?guī)斓雀呒墤?yīng)用打好基礎(chǔ)。

5.2 統(tǒng)籌推廣流域電力生產(chǎn)應(yīng)用成熟項目

對部分已在流域個別電站試點(diǎn)的項目，如二灘電廠運(yùn)行智能防誤系統(tǒng)、智能工業(yè)電視、智能物資倉儲系統(tǒng)，調(diào)試器、勵磁、廠用電等各設(shè)備系統(tǒng)智能綜合信息平臺；官地電廠智能聲光報警系統(tǒng)、運(yùn)維綜合管控平臺等系統(tǒng)，應(yīng)不斷總結(jié)相關(guān)建設(shè)、使用、維護(hù)等經(jīng)驗(yàn)，按照集團(tuán)化、流域化、科學(xué)化的原則進(jìn)行全流域推廣。

5.3 組織開展試點(diǎn)項目的深度應(yīng)用

部分高級智能應(yīng)用的系統(tǒng)在建設(shè)后，需長期結(jié)合現(xiàn)場電力生產(chǎn)實(shí)際，持續(xù)優(yōu)化相關(guān)功能，才能充分發(fā)揮出相應(yīng)的效益；對二灘電廠各改造設(shè)備系統(tǒng)配套的智能綜合信息平臺；官地電廠運(yùn)維輔助決策系統(tǒng)、三維可視化仿真系統(tǒng)；兩河口、楊房溝電廠水輪發(fā)電機(jī)組智能診斷系統(tǒng)、智能監(jiān)控及輔助決策系統(tǒng)，IETM、故障聲紋診斷等系統(tǒng)的使用單位要積極深入使用，不斷優(yōu)化相關(guān)功能，并驗(yàn)證相關(guān)系統(tǒng)的智能化水平，完成相關(guān)評估后，方可逐漸在流域各電站進(jìn)行推廣。

5.4 持續(xù)關(guān)注智能電站行業(yè)前沿技術(shù)

智能電站建設(shè)必須與行業(yè)先進(jìn)的前沿技術(shù)保持聯(lián)動，及時將可行的最新技術(shù)應(yīng)用、落地。在智能電站建設(shè)過程中要不斷加強(qiáng)與設(shè)備廠家、設(shè)計單位、同行單位交流，獲取最新的行業(yè)發(fā)展前沿資訊，特別是針對發(fā)電主設(shè)備故障診斷、趨勢預(yù)警、狀態(tài)分析與監(jiān)測系統(tǒng)等智能電站核心應(yīng)用需求相關(guān)技術(shù)；同時，也要定期組織開展內(nèi)部智能電站技術(shù)交流，探討不同先進(jìn)技術(shù)的建設(shè)路徑，統(tǒng)一智能電站相關(guān)項目建設(shè)思路，共享建設(shè)成果。

5.5 持續(xù)加強(qiáng)電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全管理工作

繼續(xù)加強(qiáng)各電站生產(chǎn)控制大區(qū)和信息管理大區(qū)系統(tǒng)的接入管控，要嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)安全基線相關(guān)要求管理，并定期組織開展專項檢查，對不滿足生產(chǎn)控制大區(qū)和信息管理大區(qū)相關(guān)設(shè)備管理要求的系統(tǒng)和設(shè)備，實(shí)行嚴(yán)格的斷開隔離、停用、改造等工作。在電站自身網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)力量相對薄弱的情況下，可以引用外部技術(shù)專業(yè)力量對流域電力生產(chǎn)控制大區(qū)和信息管理大區(qū)的網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行定期維護(hù)。必要時選取試點(diǎn)單位立項開展對電站電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)排查，對電站安全防護(hù)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計復(fù)核等工作，進(jìn)一步夯實(shí)電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全管理工作。

5.6 依托智能電站建設(shè)，助推電力生產(chǎn)組織形式和管理模式優(yōu)化

智能電站的建設(shè)為電力生產(chǎn)組織形式和管理模式優(yōu)化提供了重要的契機(jī)，借助智能電站的建設(shè)，采取智能化的手段可有效加強(qiáng)設(shè)備管理，提升設(shè)備可靠性，為流域電廠發(fā)電設(shè)備檢修項目優(yōu)化和年度檢修維護(hù)策略調(diào)整工作、檢修部班組專業(yè)融合的穩(wěn)步推進(jìn)，以及無人值班運(yùn)行控制模式調(diào)整、流域水風(fēng)光多能協(xié)調(diào)互補(bǔ)運(yùn)行、流域電力生產(chǎn)物資集約化管理等電力生產(chǎn)組織形式和管理模式優(yōu)化一系列工作創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)一步強(qiáng)化雅礱江流域智能電站建設(shè)的深度及生命力。

6 結(jié)語

持續(xù)強(qiáng)化電力生產(chǎn)智能思維意識，指導(dǎo)、支持電力生產(chǎn)單位建立健全管理機(jī)制，營造濃厚的全員智能生產(chǎn)氛圍；配合優(yōu)化和提升現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和軟件功能，為智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用提供平臺支撐；統(tǒng)籌開展物資編碼、設(shè)備KKS 編碼優(yōu)化工作，積極推進(jìn)設(shè)備運(yùn)行樣本庫、故障處置專家?guī)?、典型兩票?biāo)準(zhǔn)庫、安全風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)庫建設(shè)工作，完成零散數(shù)據(jù)到價值信息升級，為智能應(yīng)用提供業(yè)務(wù)支撐；以問題為導(dǎo)向，以場景應(yīng)用為驅(qū)動，基于電力生產(chǎn)痛點(diǎn)、難點(diǎn)，統(tǒng)籌指導(dǎo)、服務(wù)流域電力生產(chǎn)單位開展智能梯級調(diào)度、智能發(fā)電運(yùn)行、智能設(shè)備維護(hù)、智能水工管理、智能安全管理、智能綜合管理、智能風(fēng)光等業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過打造智能電站，進(jìn)一步筑牢安全生產(chǎn)基礎(chǔ)，挖掘運(yùn)營效益，提升綜合管理水平，為電力企業(yè)新時代高質(zhì)量發(fā)展賦能。