覃宝 李继平
（广东省粤电集团天生桥一级水电开发有限责任公司水力发电厂 贵州兴义 562400）
摘要：如何响应国家号召，在互联网+模式下开展智能化水电厂建立与管理是当下水电厂管理工作人员需要思考的问题。纵观国内大型水电企业已经逐步迈进了信息化以及智能化管理的时代。论文基于此，首先分析了智能化水电厂的概念与特质，并分析其建设基础，探讨智能化水电厂建设的体系构架与业务方向，结合人工智能等新技术、新产品分析智能化水电厂的发展前景，从而实现电厂经济效益以及社会效益的最大化。
关键词：互联网+；水电厂智能化建设；人工智能；水电厂智能化管理
引言
为了积极落实国家互联网+的行动指导意见，推动智能化技术在水电厂中的应用和发展，我国大多水电厂已经在众多项目中开始积极尝试，进而出现了大批“智能电厂”、“数字化电厂”。在互联网+的背景下，论文对智能化电厂概念、智能化电厂体系构架、新建电站工程基建阶段主要建设内容问题进行了探讨。
1 智能化水电厂概念
伴随着生产力的升级，商业活动复杂性以及动态性以及逐步超过了人类分析优化的能力范围，需要依赖智能化技术代替人类进行流程管理、数据分析、决策优化，核心目标在于智能化，实现生产活动的高度统一，令系统完成协同工作。在该理论背景下，智能化水电厂具有如下三个方面的价值与目标。
第一，智能化实现了设备潜在隐患显示，令其能够更加高效、持久运行。第二，令机器代替人类，辅助工作人员开展水电厂管理与运维。第三，令电厂生产经营过程更加透明化、协同化，令管理流程更加灵活、有效。围绕上述目标，智能化电厂的建设则需要围绕着智能感知、智能控制以及智能管理三维维度，以水电厂大数据分析作为线索，深入挖掘数据价值，以创造更多的效益。为此，按照行业的最新定义可以得出，智能化水电厂就是在现代数字信息处理以及通信技术的基础上，集结智能传感、控制、管理、执行等技术，实现与智能电网协同发展、共同进步的高效、安全、环保的水电厂。
2 智能化水电厂管理体系构建
水电厂按照智能感知、智能控制、智能管理三个角度出发，大致可以将智能化体系分为四个层面。
2.1 水电厂设备与测量层
在该层次中主要根据现场总线分布情况引入物联网技术以及先进的测量技术，令电厂中设备、人员、环境、位置等信息转化成为数字信息，提升设备感知能力，为智能化建设与管理里提供数据依据。所需要应用的智能技术包含三维可视化技术、无线射频技术、可穿戴设备等，通过物联网技术集结起来，实现全面的空间感知。运用数字化水电厂等相关技术，将水轮发电能耗与发电量实施透明化管理，建立电力市场下的成本控制指标。通过监测市场电价、水轮发电效率、水轮发电能耗等测量难题的突破为控制与管理提供支撑。
2.2 实时控制与优化层
该层面主要建立在分布式控制系统、现场总线控制系统之上，以实现水电厂发电的数据集中处理，实现在线优化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要可以通过辅助电能提升机组全程自动水平；通过工业大数据分析技术应用实现诸如水电厂负荷优化调度、水轮发电机发电优化等各种工况自动寻优技术，保证机组自动适应外部环境、工况等变化，维持在安全、经济、环保的综合最优边界线上运行。
2.3 生产发电管理层。
生产发电层主要建立在企业资源计划、管理信息系统基础上，融合并集结了水电厂的发电生产、管理数据，将安全生产以及水资源高效应用作为主要目标，运用数据分析方法，采用全程优化等技术实现水电厂的生产发电智能化管理。在现有的技术水平上，可以采取三维可视技术，建立设备三维综合管理系统，将厂区无线网络、无线射频技术、二维码以及可穿戴设备技术运用物联网技术与视频、两票系统、门禁等集中管理，建立智能安防系统，实现人员地图、工单地图和智能两票等功能。通过对企业资源计划、管理信息系统等信息系统进行整合，建立起员工角色定制的一体化工作平台，以消除信息孤岛，优化组织流程，令水电厂的成产经营管理更加快捷高效。推动水电厂生产经营指标树立，建立起自动报表生成系统，以减轻工作人员的压力，并实现“实时成本”指标体系建立。
2.4 远程监控与服务层
该层面充分运用互联网大数据分析技术，打破地域疆界，建立起集团公司与区域公司之间的远程数据中心，发挥机组群集中分析的优势，充分发挥专家技术力量，开展数据挖掘，实现数据价值创造。主要能够实现设备早期劣化的预测、水轮机发电影响因子远程监测分析、机组能耗分析、发电机组群体指标分析等。能够实现水轮发电机组的仿真集控操作，设备3D模型检修等仿真培训业务。
3 水电厂新建工程基建智能化建设
3.1 建立起设备统一标识系统
水电厂基建工程必须要从设计阶段便开始同步电厂标识系统编码工作，在此基础上必须要积极开展设备电厂标识系统编码、物资编码以及固定资产编码，以实现系统与设备之间的相互关联关系，实现设备、财务、资产的数据共享。
3.2 建立三维数字可视化系统
三维数字化系统的建立能够实现对厂区内的设备开展模拟操作，解决在设计初期可能出现的错误、遗漏等问题。三维可视化数字系统能够对设计图纸信息进行交叉检验、优化设计，能够对大宗材料以及电缆等进行精细化管理。三维模型将感性质感、形象逼真的数字模拟电厂展示在平台上，为后期的设备三维管理、虚拟仿真、安防系统、巡检机器人等智能设备的应用奠定基础。
3.3 工程实现智能化数字移交
发电企业能够在工程建设与竣工中，同步获取电厂运维数据，此为工程智能化数字移交。移交材料包含了工程文件、模型以及数据，涵盖了设计文件、设备备案文件、采购文件、安装调试文件、工程竣工文件、水电厂三维模型、设计数据、标识编码数据、建设管理数据等。工程数字化移交以电厂标识系统为关键，以设备模型为核心，将设备设计、建设、运维的各项资料等与设备的三维模型以及动态图纸进行关联查询展示。同时，系统还能够实现集成实时过程数据以及设备缺陷记录等运行数据，实现了设备的全生命周期管理。
3.4 智能安防系统
智能安防系统通过对现场三维展示模型、设备二维码、工业WIFI、无线射频技术、移动终端等新技术与门禁、视频监控、等现有系统的集成应用，切实安全防护水平。安防系统实现了如下几点功能。
第一，实现两票操作，能够与设备实现在线联动，同步闭锁。第二，实现了电子围栏功能。针对比较危险的区域，在缺少工作权限的员工接近区域后具有警报功能、第三，实现工单地图与人员地图功能，能够在线查看员工以及工单的地理位置。第四，实现三维场景摄像头监视，能够实时获取现场图像，并且能够根据需求在特定的时间内对视频进行封锁。第五，实现员工岗位、工作票、操作票的自动划定活动，设置了门禁权限。第六。实现消防报警三维定位查看，能够及时开展应急措施。
4 论文小结
智能化水电厂智能化建设与管理包含了基建与运维过程，是一项较为长期的、系统性工程。智能化水平的提升不仅仅能够提高水电厂的整体工作可靠性、电能质量以及运维的综合效益，还能提升员工的工作效率，改善工作环境，降低员工工作压力，提升水电场厂经济效益。伴随着国内能源结构的调整和优化，水资源开发利用程度得到了大幅度提升。为此，坚持实效性与前瞻性、安全性与开放性、新技术应用与管理创新相结合，方能保障水电厂智能化建设与管理取得长久实效。
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作者简介：
第一作者：覃宝，男，广西省东兰县，1971年4月生，大学本科，工程师。
第二作者：李继平，男，云南省宜良县，1985年5月生，大学本科学士学位。
论文作者:覃宝,李继平
论文发表刊物:《河南电力》2018年16期
论文发表时间:2019/1/24
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