摘要： 随着第四次工业革命的深入发展，以大数据、高速工业互联网和智能设备等新技术日趋成熟，物联网、人工智能、大数据、云计算、VR 虚拟现实等技术已在其他行业广泛应用。电力行业中智慧电网已初具规模，并发挥巨大作用，为电网经济运行，智慧调度和稳定运行用提供了越来越重要的作用。已有水电企业完成主要应用于数据展示和管理提升，新一代智慧水电，以解决水电企业现场的问题为首要目标。充分利于现场已有系统，实现平台融合和统一的模式。解决以前多平台多系统的短板，建立基于大数据、大平台和智能分析技术构建信息决策“大脑”，为水电企业风险控制和智能决策提供科学技术支持。
关键词：大数据；物联网；智慧水电；云平台；云技术
引言
智慧电厂的建设，是适应新时代发展的一个技术创新典型示范，对水电企业改变创新理念，运用先进制造技术手段提升企业管理能力和水平，实现资源优化和机组运行优化，进而通过节能、降本、降耗，为企业带来良好的经济与社会环境效益。
从社会影响效果分析来看，采用的“人工智能”、“互联网+”、“大数据”战略计划理念，将先进的信息技术与传统发电产业相结合，通过信息化技术手段改变传统产业经营管理模式，减少经营管理成本、增强企业管理水平，缩短维修时间、延长检修周期、提高能效、减少起动失败的次数、提高工程分析效率、提高电厂产能、降低生产成本、提高系统可靠性，成为能源行业、电力系统的一个创新亮点，对于“大数据”应用在传统行业的推广与应用将产生深远的推动作用。此外，通过智慧电厂的系统研究，顺应当下中国制造2025、互联网+制造业的浪潮，践行工信部“人工智能与实体经济深度融合创新”的要求，为传统水电企业转型升级创新之路带来启示与思考。
1水电企业现有信息系统存在问题
（1）各系统功能单一，无法进行多系统协作运行，需要人工进行综合分析；
（2）各系统形成信息孤岛，无法实现数据和资源共享；
（3）无统一平台，各系统繁杂无序，运维成本高，升级困难；
（4）未形成数据中心，无法实现多数据应用，无法形成有效价值数据；
（5）新技术应用少，不适应大数据、物联网和云数据的现代企业要求；
（6）新建立的高级应用系统缺乏数据支撑，无法实现真正的智慧功能；
（7）现场安全作业状况和管控手段有待提高，无法实现实施监控提示。
2智慧水电建设目标
水电企业经历多年的发展已经到了数字化、自动化和信息化时代，随着互联网、大数据和人工智能技术的到来，在向智能化、智慧化的目标迈进，今后主要发展趋势如下：
（1）统一标准的大数据中心,实现全景数据和全寿命周期应用。实现水电现有生产控制系统和管理系统数据汇集，按统一标准、统一格式、统一储存方式建立数）据中心，形成包含地理GPS 信息数据、元数据和业务信息数据的数据仓库，建立企业数据云，为智慧水电提供数据基础和应用基础。
（2）统一智慧水电开发、应用和运维平台，消除信息孤岛，避免重复建设。在数据中心建立的基础上打造智慧水电开发、应用和运维平台。采用统一平台开发的模式将智慧水电应用模块统一在智慧水电应用平台下，便于后期扩展和更多功能开发。统一的运维平台提高了系统的维护运维便捷和运维能力，实现各系统跨平台集中运维。
（3）标准的接口通信协议。采用标准的通信接口协议，更有利于水电企业现有系统数据采集。同时更有利用新系统建立是统一接口通信规约。提高数据的易用性，降低应用系统的开发难度。
（4）数据深度挖掘技术，提高现有系统利用价值。水电企业现有系统多数是孤立系统，存在以系统本身功能应用的多座数据孤岛。各系统存在大量的重复数据，各系统的数据相关性无法开展自动分析。各系统数据统一采集后，方便开张数据交叉应用分析。利用大数据融合技术，提高现有系统可利用的价值。
（5）智慧水电高级应用功能，实现多业务协同互动，满足综合决策系统要求。高级决策系统打破目前水电站现有系统的单一功能，往往需要进行各系统全景数据分析，综合各相关系统的数据，重新建立分析模型，进行决策分析。满足高级应用系统的决策和评估任务功能要求。
（6）智慧水电平台满足电力行业信息安全标准。智慧水电平台和数据中心采用严格执行生产控制和管理区隔离。遵循网络信息安全的标准。对信息系统的安全体架构、网络分析、入侵检测、数据安全存储、运行维护等统一安全规划。
（7）利用新信息技术和网络技术，提升企业本质安全。水电企业生产现场复杂宽广，管理困难，现场值班人员少，设备巡视作业都存在安全风险。特别是外委队项目管理，不可控因素较多。通过人员定位、电子围栏、人像识别，配置智能安全帽等技术，有效管控现场安全作业，实现企业本质人身安全。
3智慧水电建设思路
总体思路按照应用-数据-平台模式建立智慧水电项目。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将现场问题转化为软件功能应用，完成数据支撑，实现平台化模式。
（1） 建立电厂KKS 标识系统，建立水电企业全资源基础数据单元。应用KKS 编码标识系统，建立贯穿电厂生命周期整个过程的编码，形成水电企业资产信息的基本单元，对电厂所包含的所有对象进行数字化，为实现智慧电厂打下坚实基础，为信息系统提供最科学的基本单元数据。
（2）接入融合水电现有的系统，实现现有数据汇集融合。根据水电站现有的生产控制系统和生产管理系统，进行数据采集，采用标准通信协议，汇集已有的各系统数据信息，实现数据融合，消除各系统的冗余数据。为智慧水电平台提供数据源和分析元素。已建成流域集控中心，采用直接获取集控中心数据的方式，避免重复建设，减少投资成本。
（3）开发智慧水电平台，实现开发、应用和运维统一平台。在总体架构、应用功能、信息采集和整合、数据接口、信息通讯等方面均应实现一体化设计。在设计之时均充分考虑业务应用的一体化，减化子系统使用的复杂度，减轻工作人员工作量。具体的业务应用一体化方案可以采用界面集成、应用集成、业务流程集成等多种方式。
（4）智慧水电具体应用功能确定。根据业主需要不一样，在智慧水电应用功能平台上进行模块化的定制的建设思路。既满足用户按需求逐步建立各子功能模块，再建立形成数据中心和应用平台。具备高度的灵活性和扩展性。
4智慧水电解决现场问题
建立安全管控平台，提升现场安全管控水平，实现企业本质安全。
（1）建立人员定位、电子围栏、人像识别，配置智能安全帽等技术，结合视频监控，精准实现现场作业人员定位和识别。展示人员行踪轨迹。解决地下厂房信号、摄像头盲区问题。实现对巡视人员、工作人员和外围人员进行安全行为监控，并实现动态预警和系统提示告知，提示人员安全状态，跟踪展现现场作业人员。结合智能两票系统，实现作业区域电子围栏区域管控、作业人员管控、作业项目管控和作业环境危险点管控。
（2）汇集水电现有各系统，开展各系统数据融合，提高现有系统应用价值。 汇集水电站计算机监控、闸门监控、大坝监测、水情测报、机组在线监测等系统，开展相关系统系统综合应用，大数据建模分析和数据融合，提升现有系统的价值。开发防汛决策指挥支持系统、智能报警系统、防水淹厂房、重大危险源管系统等。
（3）整合现有各系统价值数据，摒弃垃圾数据，为后期应用提供数据源，实现数据全生命周期和全景应用。水电站现有各系统通讯方式、数据格式、数据标准等均不一致，并由此产生大量垃圾数据，未实现有价值的数据清洗、挖掘和储存等工作；智慧水电接入各系统的数据，建立数据中心，统一数据接口标准，实现自动数据清洗和储存，为应用系统提供数据源接口，实现数据有效利用；智慧水电通过建立数据中心，保证数据全生命周期和全景应用，可实现数据有效迁移和价值储存。为后期开发新系统提供数据支撑。
（4）利于系统多融合和数据建模分析，开发全新的应用功能，提升安全生产水平，提高企业经济效益。通过智慧水电接入各系统的大数据分析，进行多系统数据应用的建模分析，开发新的应用系统；如利用计算机监控、水情测报、机组在线监测等系统，建立分析机组实际运行状况模型，如建立智慧检修分析系统；如建立经济运行分析系统等；利用系统大数据中心，进行数据分析和模型分析，建立智慧电厂主动感知技术，分各相关系统数据，实现主设备或系统运行状态提前感知，运行状态评估。
（5）利用物联网、云技术和大数据等新技术，提升企业管理水平，促进生产管理模式转换，改善工作环境。利用物联网、云技术和数据中心，实现数据云端储存，开发远程移动端系统应用功能，让生产管理人员远程接受生产实时数据和生产任务等。
（6）其他新技术应用，提高电厂新技术应用能力。无人机巡坝体和库区等，实现危险区域拍照对比分析；智能安全带应用，利用监测安全带感受应力，确定安全带正确使用；智能安全帽应用，提醒工作人员带电距离的安全告警；仿真三维技术，提供设备拆解安装全真三维培训和安全教育；物联网技术，提供智能设备的实时状态和历史数据；智能摄像头应用，识别作业人员和设备异常状态；利用云储存和二维码技术，实现设备扫描移动端查询相关资料和历史数据；部署网络探知设备，实现全网络节点状态、延时、入侵等安全的全监控。
5结束语
通过智慧水电的平台建设，实现提升现场安全管控，实现水电防汛决策支持，逐步探索和实现智慧检修，实现三维技术仿真以及大数据展示和云平台技术。完成无人值班、运维管一体化的新能源生产管理模式转变，实施生产人员一体化管理，定期进行岗位轮换。强化设备管理职能，落实各岗位设备管理责任，开展设备劣化趋势分析、智能预警和远程诊断。通过技术转变新能源生产管理模式，实现高效运行、资源高效利用、人员技能全面，确保职工安居、队伍稳定。通过智慧水电建设，消除电厂现有各系统的信息孤岛、系统孤立、数据过冗余问题，充分发挥大数据、大平台的优势，使数据挖掘、云计算技术得以充分应用，实现生产管控一体化、综合信息发布平台、状态检修辅助决策支持等高级应用，构建以生产运行为主、生产管理为辅、整体协调运作兼顾的综合性业务智慧水电平台，充分发挥现有各信息系统的功能，加强各系统的交叉应用，建立统一的大数据中心，建立统一的智慧水电应用平台。开发高级应用功能，保证企业更安全、更环保、更高效、更经济的运行。提升水电站管理水平，增加企业效益，减少人员劳动强度。最终实现智慧运行、智慧检修、智慧管理的智慧水电企业。
“智慧型水电”一旦建成，将实现发电厂安全可靠、经济环保运行，机组根据水情或AGC指令，自动运行在最佳工况；现场巡检、操作人员正确感知周围环境，并在系统的引导下进行设备巡检和操作，最大限度实现安全生产；同时通过故障诊断中心对设备在线诊断、故障预警、事故预报和故障诊断，及时对设备进行必须的检修。智慧水电将使发电厂运行水平及设备管理水平上升到一个新的阶段。
论文作者:李春雷
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/1
标签：数据论文; 水电论文; 智慧论文; 系统论文; 平台论文; 作业论文; 技术论文; 《中国电业》2019年第13期论文;